一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，包括海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物。同时公开了制备添加剂的方法，包括以下步骤：(1)制备海藻酸钠纯溶液；(2)将羟基烷基胺与海藻酸钠纯溶液在碱性条件下混合反应得到海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物，即所述添加剂。本发明专利技术还公开了上述添加剂的优选方案，还包括增量剂、水，获得海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物后，与增量剂一并分散于水中，加热共混获得所述添加剂。本发明专利技术通过以生物质作为制备原料，绿色环保，且制备过程安全无副作用，不会造成二次污染。

An additive for removing formaldehyde in wood adhesives and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂及其制备方法
本专利技术涉及胶黏剂用添加剂及其制备方法，尤其涉及一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂及其制备方法。
技术介绍
甲醛是一种无色但具有刺激性气味的有毒有害的化学物质，由于其已广泛应用于木材加工、建筑材料等与人们生活息息相关的方方面面，已经成为了一种危害人们生命健康的主要气体污染物。人造板材产品中所含的甲醛主要来源于胶黏剂。目前，胶黏剂大量应用于木材加工行业，如胶合板、大芯板、纤维板和刨花板等，其中所使用的胶黏剂主要是“三醛胶”，即脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂。其中因脲醛树脂价格低廉，性能优良被广泛使用，但是由于制备脲醛树脂的原料涉及有甲醛，因此在脲醛树脂的生产和使用过程中会有甲醛释放，而且使用脲醛树脂胶黏剂加工的人造板材也会有甲醛释放，释放期为3～15年，从而导致室内空气中的甲醛含量长期超标，对人的身体健康造成严重危害。有关甲醛净化的研究活动一直比较活跃，如公开号CN108727546A、CN102675574A、CN105148856A等中国专利申请公开的甲醛吸附材料具有良好的甲醛吸附效果，然而这类甲醛吸附材料在制备过程中需要用到甲醛、强酸等危险化学物质，安全性差，且容易造成二次污染。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂及其制备方法，以生物质作为制备材料，绿色环保，且制备过程安全无副作用，不会造成二次污染。技术方案：本专利技术的除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，包括海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物，所述聚合物的单体结构式为：其中，R为烷基。优选地，所述烷基为乙基、丙基或丁基。优选地，所述羟基烷基胺为羟基乙胺、羟基丙胺或羟基丁胺。本专利技术还公开了一种制备上述所述除甲醛的木材胶黏剂用添加剂的方法，包括以下步骤：(1)将海藻酸钠粉末分散到水中，充分溶解，过滤获得上层清液，得到海藻酸钠纯溶液；(2)将羟基烷基胺与海藻酸钠纯溶液在碱性条件下混合反应，得到海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物溶液，干燥后获得海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物，即制得除甲醛的木材胶黏剂用添加剂。优选地，提供所述碱性条件的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或者氨水中的至少一种。为了对混合反应结束后的溶液进行提纯，将提纯溶剂加入到上述海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物溶液中，离心去除上层清液，获得提纯后的海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物溶液。所述离心速度为5000～10000rpm，离心时间为10～30min。优选地，所述提纯溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇。优选地，所述干燥为减压干燥处理，获得海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物。优选地，所述减压干燥处理的温度为80～110℃，时间为2～3h，绝对压力<103Pa。优选地，提供所述碱性条件的碱、羟基烷基胺和海藻酸钠纯溶液中海藻酸钠的重量比为0.1～0.3：0.2～0.4：1。优选地，所述将羟基烷基胺与海藻酸钠纯溶液在碱性条件下混合，回流5～24小时后冷却至室温，得到海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物溶液。优选地，所述除甲醛的木材胶黏剂用添加剂还包括增量剂、水，所述海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物、增量剂、水的质量比为1：0.5～2：1～2，按照质量比将海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物、增量剂分散于水中，加热共混，干燥后制得除甲醛的木材胶黏剂用添加剂。优选地，所述增量剂为木薯、地瓜、葛根、高粱、玉米、马铃薯制取的淀粉中的至少一种。工作原理：氢氧化钠作为催化剂，提供碱性环境，让羟基乙胺更容易进攻海藻酸上的羟基基团，发生缩合反应；海藻酸与羟基烷基胺发生如下式所示的化学反应，生成含有-NH2基团的海藻酸钠接枝羟基烷基胺，其中-NH2基团可与甲醛进行反应。在能够吸附甲醛的海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物中再加入增量剂进行复合，得到木材胶黏剂用添加剂，并将该添加剂用于木材胶黏剂。式中，左侧括号内为海藻酸的单体结构式，中间为羟基烷基胺的单体结构式，右侧括号内为海藻酸钠接枝羟基烷基胺的单体结构式，R为烷基。有益效果：本专利技术与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)以海藻酸钠作为制备甲醛吸附材料的主要原料，绿色环保，且制备过程安全无副作用，不会对环境造成二次污染；(2)海藻酸与羟基烷基胺缩合生成含有大量-NH2基团的海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物，对甲醛反应活性高，能有效的拟制木材胶黏剂及人造板材生产、使用过程中的甲醛释放问题。附图说明图1为实施例1制备的聚合物的核磁共振1H谱；图2为实施例1制备的聚合物的核磁共振13C谱；图3为实施例1制备的聚合物的核磁共振1H谱化学结构归属图；图4为实施例1制备的聚合物的核磁共振13C谱化学结构归属图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术所用原料均可以从市售获得，本专利技术使用的海藻酸钠的重均分子量为5k～20kDa。实施例1一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，包括以下组分和质量比的原料：海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物1份、葛根淀粉0.5份、水1份。制备上述除甲醛的木材胶黏剂用添加剂的方法，包括以下步骤：1、将30g重均分子量为10KDa的海藻酸钠粉末分散到去离子水中，加热到75℃并搅拌1.5小时，过滤获得上层清液，得到海藻酸钠纯溶液；2、称取10g上述上层清液置于100℃、绝对压力102Pa条件下减压干燥2.5h，将获得的固体物质的质量除以称取的上层清液的质量，得到海藻酸钠含量；3、将0.2份氢氧化钠、0.3份羟基乙胺加入到含有1份海藻酸钠含量的海藻酸钠纯溶液中，回流10小时后冷却至室温，获得海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物溶液；4、将2.5倍体积比的乙醇加入到上述的海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物溶液中，置于8000rpm的离心机中处理20min，去除上层清液；重复离心3次，获得去除氢氧化钠和游离羟基乙胺的海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物溶液；5、将步骤4提纯后的海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物溶液置于100℃、绝对压力2X102的条件下减压干燥2.5h，获得海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物；6、按照质量比将海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物、葛根淀粉分散于去离子水中，加热至60℃条件下搅拌2h共混，8X102的条件下减压干燥2h后，获得除甲醛的木材胶黏剂用添加剂。本实施例制备的海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物核磁共振氢谱和碳谱分别如图1、图2所示，其中：凝胶色谱：(H2O柱，PMAA-Na标准样)数均分子量:8867mol/g，分子量分布：1.15。对图1、图2中的核磁共振氢谱和碳谱分别进行结构解析，分别如3、图4所示，其中：1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm：5.41(m,1H)，4.00(q,1H)，3.63(m,4H)，3.49(m,2H)，3.40(d,1H)，2.82(t,2H)。13CNMR(100MHz,CDCl3)δppm：92.7，78.0，76.2，74.1，73.8，73.5，66.8，41.8。将本实施例制备的200g海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物置于标准实验箱中测试对甲醛的吸附效果，测试数据如表1所示：表1海藻酸钠接枝羟基乙胺聚合物对甲醛的吸附能力实验数据实验序号甲醛释放量mg/L测试时间min甲醛剩余含量mg/L1513.3825100.2135200.08将1份本实施例制备的木材胶黏剂用添加剂分散到5份木材胶黏剂中共混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，其特征在于，包括海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物，所述聚合物的单体结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，其特征在于，包括海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物，所述聚合物的单体结构式为：其中，R为烷基。2.根据权利要求1所述的除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，其特征在于，所述烷基为乙基、丙基或丁基。3.根据权利要求1所述的除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，其特征在于，所述羟基烷基胺为羟基乙胺、羟基丙胺或羟基丁胺。4.根据权利要求1所述的除甲醛的木材胶黏剂用添加剂，其特征在于，还包括增量剂、水，所述海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物、增量剂、水的质量比为1：0.5～2：1～2。5.一种制备权利要求1～3任一项所述除甲醛的木材胶黏剂用添加剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将海藻酸钠粉末分散到水中，充分溶解，过滤获得上层清液，即得到海藻酸钠纯溶液；(2)将羟基烷基胺与海藻酸钠纯溶液在碱性条件下混合反应，得到海藻酸钠接枝羟基烷基胺聚合物溶液，干燥后获得海藻酸钠接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耿彬，
申请(专利权)人：江苏迅驰新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32