一种胶粘剂及其制备的生态板材和板材制备方法技术

本发明专利技术提供一种新型生态板材胶粘剂及用其生产的生态板材产品和生产方法。所述生态板材胶粘剂含有聚合甲苯二异氰酸酯和改性二苯甲烷二异氰酸酯。采用该胶粘剂的生态板材原料成本低、性能符合国家标准、无甲醛释放，绿色环保。

A kind of adhesive and its preparation method of ecological plate and plate

【技术实现步骤摘要】
一种胶粘剂及其制备的生态板材和板材制备方法
本专利技术属于聚氨酯领域，具体涉及一种胶粘剂及其制备的生态板材和板材制备方法。技术背景有人将农林业废弃物称为“第二森林资源”，有研究表明，我国到2020年，国内木材需求缺口将达到3亿立方米，而我国木材的加工直接利用效率只有60％左右，因此有很多的剩余物没有得到利用。我国也是农业大国，每年产生的秸秆剩余物，按照10％的利用率，每年可以贡献7000万立方米复合人造板，相当于7350万立方米木材。人造板应用领域，瓶颈在胶粘剂，使用最多的是酚醛树脂，三聚氰胺树脂和脲醛树脂，但使用这类胶粘剂的人造板一方面性能日益不能满足市场要求，另一方面会释放甲醛，严重影响人体健康。近几年，人造板领域开始使用异氰酸酯类胶粘剂，其最主要的优势就是板材性能优秀，且无甲醛释放，是一种生态板材产品。板材的制备方法，一般是由秸秆细纤维、胶粘剂和助剂等，经纤维制备、添加胶粘剂、混合搅拌、压块成型、粘合装饰板等工序加工而成。所用的胶粘剂是脲醛树脂胶和酚醛树脂胶黏剂，新型的异氰酸酯属于非醛类胶黏剂，其中的多亚甲基多苯基异氰酸酯胶黏剂能解决甲醛释放问题，在制成的板材中甲醛释放，绿色环保，但其因渗透性和吸潮之后容易起鼓等原因制约了板材的力学性能。总之，因胶粘剂的制约，目前的技术手段无法满足生态板材更高的性能要求。因此迫切需要开发新型生态板材胶粘剂及相应的生态板材产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生态板材胶粘剂，该胶粘剂可以满足生态板材更高的性能要求。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种生态板材胶粘剂，所述胶粘剂包含如下组分：组分a：聚合甲苯二异氰酸酯；组分b：改性二苯基甲烷二异氰酸酯；其中，所述胶粘剂中组分a的质量比是10％-100％，优选20％-50％，更优选25％-30％，以胶粘剂总质量计；该胶粘剂其余部分为组分b，不计其它助剂。上述方案的设计原理在于：异氰酸酯类胶粘剂最典型的代表是使用多亚甲基多苯基二异氰酸酯(PM)作为主剂，水作为辅剂，经过胶粘剂调制，混胶，压模和热压成型几个工序形成生态板材产品。但是使用多亚甲基多苯基二异氰酸酯基胶粘剂不足之处就是板材的性能不足，吸潮之后容易起鼓，其根本原因是多亚甲基多苯基二异氰酸酯活性比较低，在生产生态板材过程中，多亚甲基多苯基二异氰酸酯的-NCO活性基团不能完全与水，与板材原料中的羟基基团完全反应，因此残留比较多的-NCO活性基团，生态板材在使用过程中，因为空气中的湿气，吸潮后，残留-NCO活性基团与水汽反应，放出二氧化碳后导致板材容易起鼓。多亚甲基多苯基二异氰酸酯基胶粘剂提供胶粘强度的原因是-NCO活性基团与板材原料中的羟基基团的化学键合作用，与辅剂水反应形成的脲基化合物具有结晶胶黏的协同作用。但是，多亚甲基多苯基二异氰酸酯分子量较大，形成的脲基化合物结构在胶粘剂所有分子结构中所占的比例较低，上述协同作用效果不足，影响了板材的性能。强化脲基化合物具有结晶胶黏的协同作用，可以从两方面着手，第一是通过降低异氰酸酯的分子量来提高脲基化合物基团的结构占比，第二是通过改性，在异氰酸酯结构中增加一些刚性的结构，比如碳化二亚胺和脲酮亚胺结构。本专利技术采用的就是利用组分b中包含的碳化二亚胺和脲酮亚胺结构促进结晶胶黏的协同作用。本专利技术中，所述组分a中含有甲苯二异氰酸酯单体。组分a不是标准产品，它是生产甲苯二异氰酸酯过程产生的焦油，其仍含甲苯二异氰酸酯单体，但提取单体非常困难，提取成本非常高，因此现有生产工艺中一般将其焚烧处理。本专利技术惊奇地发现采用聚合甲苯二异氰酸酯的胶粘剂，不但可以降低成本，还在用于加工环保板材时显著提高了生态板材的性能。本专利技术中，所述组分a中甲苯二异氰酸酯单体含量是52％-60％，优选52％-56％，更优选53％-54％，以组分a总质量计。本专利技术中，所述组分b中含有碳化二亚胺和脲酮亚胺组分。本专利技术中，所述碳化二亚胺含量为30％-40％，以组分b总质量计。本专利技术中，所述脲酮亚胺含量为10％-20％，以组分b总质量计。本专利技术中，所述组分b改性二苯基甲烷二异氰酸酯的官能度为2。现有技术中所用的多亚甲基多苯基二异氰酸酯(PM)的官能度为2.7，易形成交联结构，不利于结晶胶黏的形成，而本专利技术采用的改性二苯基甲烷二异氰酸酯不仅粘度低，还有利于结晶胶黏的形成。本专利技术中，所述胶粘剂常温下呈液态。优选的，所述胶粘剂粘度为200-800mPa·s(25℃)，优选200-500mPa·s(25℃)，更优选250-350mPa·s(25℃)。本专利技术的另一目的在于提供一种采用所述胶粘剂加工的生态板材。一种采用所述胶粘剂加工的生态板材。本专利技术中，所述生态板材中胶粘剂的质量用量为5％-10％，优选6％-8％，以生态板材干基材总重量计。本专利技术中，所述生态板材采用水作为固化剂。本专利技术中，所述水的质量用量为8％-12％，优选10％-12％，以胶粘剂总重量计。本专利技术中，所述生态板材的基材为秸秆细纤维和/或林业剩余物细纤维，例如木质刨花、竹质纤维等。本专利技术中，所述生态板材无甲醛释放。测试采用标准GB/T-11718-2009。本领域公知的，在上述板材在加工过程中也会加入防水剂，阻燃剂等助剂。本专利技术的又一目的在于提供一种采用所述的胶粘剂加工所述生态板材的方法。一种采用所述的胶粘剂加工所述生态板材的方法。本专利技术中，所述加工方法包含如下步骤：S1调制：将组分a和组分b混合后加入水混合均匀；S2混胶：将胶粘剂喷入基材中并混合基材；S3成型：将S2的基材压模后进行热压得到生态板材。在一些实施方式中，加工所述生态板材的方法为：S1调制：控制聚合甲苯二异氰酸酯中甲苯二异氰酸酯单体含量，控制改性二苯甲烷二异氰酸酯中碳化二亚胺结构含量、脲酮亚胺结构含量，将上述聚合甲苯二异氰酸酯与改性二苯甲烷二异氰酸酯经过搅拌形成均匀的液体，加入水，待用。S2混胶：以木质刨花等作为原料，经过充分干燥后(表层含水率≤15％，芯层≤10％)，称取适量的原料置于混胶机内，使用空气压缩机将S1中的胶粘剂喷射入木质刨花原料中，滚动混胶机进行混合，得到上胶后的木质刨花原料。S3成型：将S2中获得的上胶后的木质刨花等原料初步压制成膜后进行热压，控制热压温度、热压因子、热压时间，制备得到生态板材。本专利技术采用本领域常用的基材原料干燥方法，例如采用转子式干燥机、通道式干燥机或者鼓风式干燥箱或者干燥房，采用鼓风式干燥箱干燥的温度为105-125℃，时间24-72小时；干燥后基材的表层含水率≤15％、芯层≤10％，或要求铺装含水率≤10％。在一些实施方式中，采用本领域常用的成型工艺条件，例如热压温度220℃，热压因子是8s/mm，热压时间140s。在一些实施方式中，可获得本领域常见尺寸的生态板材，例如板材厚度18mm，密度650kg/m3。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态板材胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂包含如下组分：/n组分a：聚合甲苯二异氰酸酯；/n组分b：改性二苯基甲烷二异氰酸酯；/n其中，所述胶粘剂中组分a的质量比是10％-100％，优选20％-50％，更优选25％-30％，以胶粘剂总质量计。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态板材胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂包含如下组分：
组分a：聚合甲苯二异氰酸酯；
组分b：改性二苯基甲烷二异氰酸酯；
其中，所述胶粘剂中组分a的质量比是10％-100％，优选20％-50％，更优选25％-30％，以胶粘剂总质量计。


2.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述组分a中含有甲苯二异氰酸酯单体；
和/或，所述甲苯二异氰酸酯单体含量是52％-60％，优选52％-56％，更优选53％-54％，以组分a总质量计。


3.根据权利要求1或2所述的胶粘剂，其特征在于，所述组分b中含有碳化二亚胺和脲酮亚胺组分；
和/或，所述碳化二亚胺含量为30％-40％，以组分b总质量计；
和/或，所述脲酮亚胺含量为10％-20％，以组分b总质量计；
和/或，所述组分b的官能度为2。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂常温下呈液态；
优选的，所述胶粘剂粘度为200-800mPa·s(25℃)，优选200-500mPa·...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振宇，彭华庆，王艳丽，张宏科，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37