防水级聚酰胺基胶粘剂及其制备方法技术

防水级聚酰胺基胶粘剂及其制备方法，它涉及一种胶黏剂及其制备方法。本发明专利技术是为了解决人造板用无醛胶黏剂成本高、耐水性能不理想的技术问题。分散剂制备：将己二酸或己二酸/有机二元酸酐混合物和多元胺类化合物，搅拌升温加水，加入环氧氯丙烷，升温，反应而得。胶粘剂按重量份数由聚酰胺基水性交联分散剂、水、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI和无机填料，在室温搅拌均匀制得。本发明专利技术的聚酰胺基水性高分子复合胶黏剂能够降低PMDI用量达33％，降低胶黏剂成本，而且适用期长、制备过程不使用甲醛及有机溶剂。它能够有效解决当前人造板用无醛大豆胶黏剂成本高的应用问题，同时具有优异耐沸水性能以及绿色环保。本发明专利技术属于胶黏剂技术领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
防水级聚酰胺基胶粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种胶黏剂及其制备方法，特别涉及一种人造板用防水级无醛水性高分子复合胶粘剂。

技术介绍

[0002]中国作为人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国，2019年的人造板产量约为3.09亿立方米，其中胶合板产量达到1.80亿立方米、细木工板0.18亿立方米。然而，我国人造板生产仍主要以脲醛树脂胶黏剂和三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂为主，它们占人造板胶黏剂的90％以上。脲醛树脂胶黏剂是尿素和甲醛为主要原料合成的一种合成树脂胶粘剂，具有优良的胶合性能、工艺使用性能以及较低成本，但在生产、运输和使用等过程中会释放出游离甲醛这一对人体有害的物质。出于人民健康安全考虑，诸如中国、美国、日本、德国等很多国家对人造板及其制品的甲醛释放限制越来越严格，例如我国于2017年颁布了关于“室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量”新标准GB18580-2017，对人造板的甲醛释放量及测试方法提出了更为严格的要求，这使的多数脲醛树脂胶黏剂制备的人造板难以满足新标准对甲醛释放量的限制要求，研发和使用无甲醛添加的环保胶黏剂成为解决人造板及其制品存在甲醛释放的一种有效途径，社会和行业都渴求环保的无甲醛添加胶黏剂和无醛人造板。
[0003]当前胶合板、细木工板、实木复合地板基材等人造板工业化生产用的无甲醛大豆胶黏剂主要是PAE型大豆胶黏剂，它以二乙烯三胺、二元酸和环氧氯丙烷为原料合成的PAE溶液作为交联分散剂，与豆粉在常温搅拌复合调制而成(如CN 111647169 A；CN104497965A；CN 104497965B；CN107216849B；CN101558101B；GUI C.,WANG G.,WU D.,ZHU J.,LIU X.Synthesis of a bio-based polyamidoamine-epichlorohydrin resin and its application for soy-based adhesives.International Journal of Adhesion&Adhesives,2013,44:237-242)。然而，交联分散剂PAE溶液价格昂贵，按2020年10月的市场化工原料价格，其固体组份的原料价格在19000元/吨～23000元/吨，加上低温豆粕粉价格约为6500元/吨，由此导致所调制无甲醛大豆胶黏剂的价格比脲醛树脂胶黏剂高约35％，从而使无醛大豆胶黏剂因价格因素在木材工业的应用受到很大限制，并且这种胶黏剂耐水性能不理想。
[0004]随着人们环保意识的提升，社会和行业对无醛环保胶黏剂和无醛人造板产品需求巨大，急需一种胶合性能优良的、制造使用方便的经济型无甲醛环保胶黏剂，以促进无甲醛添加环保胶黏剂在木材工业的广泛应用，为社会提供高品质无醛人造板和绿色环保建材，助力人造板及其制品的产品升级，彻底消除甲醛排放，营造健康安全的人居环境，为美丽中国建设贡献力量，为人民健康生活提供保障。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决人造板用无醛胶黏剂成本高、耐水性能不理想的技术问
题，提供了一种防水级聚酰胺基胶粘剂及其制备方法。
[0006]防水级聚酰胺基胶粘剂按重量份数由100份聚酰胺基水性交联分散剂、20～275份水、5～45份多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI(又称聚合MDI、或PAPI)和10～185份无机填料，在室温搅拌均匀制得。所述无机填料是颗粒度为800～5000目(粒径0.005～0.015mm)的高岭土、滑石粉、碳酸钙、蒙脱土、膨润土及凹凸棒土粉中的一种或按任意比组成的混合物。
[0007]无机填料作用是借助无机填料细粉巨大的比较面积，对黏度较小的聚酰胺基水性高分子复合胶黏剂进行吸附和增粘，避免胶黏剂在多孔性木材表面过度渗透而出现透胶和缺胶问题，同时借助于无机填料与多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI及水性聚酰胺树脂的无机-有机杂化，对胶黏剂进行增强，提高水性高分子复合胶黏剂的胶合性能。加之这些无机填料的价格低于PMDI与水性聚酰胺树脂，能够降低胶黏剂成本。
[0008]所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI用量为聚酰胺基水性交联分散剂重量的5％～20％。
[0009]所述防水级聚酰胺基胶粘剂的制备方法按照以下步骤进行：
[0010]一、按重量份数将100份己二酸或己二酸/有机二元酸酐混合物和25～155份多元胺类化合物，搅拌升温至T1＝45-130℃，保持30～45分钟，然后继续升温使体系边升温边蒸馏水分，直到体系蒸馏不出水分或者体系温度达到190℃，再于190℃～195℃保持2小时；
[0011]二、停止加热，体系温度降低到120℃，加入125～470重量份水，至体系的温度降至30℃以下，体系的固体的质量浓度为30％～50％；
[0012]三、取步骤二所得产物100重量份，加入60～250重量份水，搅拌均匀后，加入5～35份环氧氯丙烷，搅拌中逐渐升温至T2＝40～90℃，并在此温度下保持反应4～8小时，直到体系25℃时的终点黏度为40～250mPa.s；
[0013]加入酸调节pH值为2-4.5，然后再加入0.5～30重量份的乳化助剂，在温度为T3＝25～95℃下保持搅拌，直至乳化助剂完全溶解分散形成均相溶液，加入100～500重量份水，再在搅拌中降温，并再次用酸调节pH值为2.5～5.5，得到固体的质量浓度为10-20％、25℃时的黏度为50～500mPa.s、均相透明的聚酰胺基水性交联分散剂；
[0014]四、按重量份数将100份聚酰胺基水性交联分散剂、20～275份水、5～45份多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI和10～185份无机填料，在室温搅拌均匀，即得防水级聚酰胺基胶粘剂。
[0015]步骤一所述己二酸/有机二元酸酐混合物中己二酸与有机二元酸酐按任意比混合。出于生产聚酰胺基水性高分子及其制备无醛水性高分子复合胶黏剂的成本考虑，有机二元酸酐使用马来酸酐、邻苯二甲酸酐或者二者按任意比组成的混合物。
[0016]步骤一所述多元胺类化合物是二乙烯三胺及三乙烯四胺中的一种或者两者按任意比组成的混合物。
[0017]步骤三调节pH值的酸是硫酸、磷酸、盐酸及甲酸中的一种或其中几种按任意比组成的混合物。酸的作用是与所合成的聚酰胺树脂的残留胺基(—NH—)进行中和反应，形成离子结构(—NH
2+
—)，这既有利于提高离子型水性聚酰胺树脂的亲水性和对多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI的混合性，还能避免其游离胺基(—NH—)在常温下与所加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI的异氰酸酯基的快速交联反应，从而延长所制备水性高分子复合胶黏剂的适用期。
[0018]步骤三所述乳化助剂为聚乙烯醇、OP-10、吐温、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素，羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维、黄原胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.防水级聚酰胺基胶粘剂，其特征在于所述防水级聚酰胺基胶粘剂按重量份数由100份聚酰胺基水性交联分散剂、20～275份水、5～45份多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI和10～185份无机填料，在室温搅拌均匀制得。2.根据权利要求1所述防水级聚酰胺基胶粘剂，其特征在于所述无机填料是颗粒度为800～5000目的高岭土、滑石粉、碳酸钙、蒙脱土、膨润土及凹凸棒土粉中的一种或按任意比组成的混合物。3.根据权利要求1所述防水级聚酰胺基胶粘剂，其特征在于所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯PMDI用量为聚酰胺基水性交联分散剂重量的5％～20％。4.根据权利要求1所述防水级聚酰胺基胶粘剂的制备方法，其特征在于所述防水级聚酰胺基胶粘剂的制备方法按照以下步骤进行：一、按重量份数将100份己二酸或己二酸/有机二元酸酐混合物和25～155份多元胺类化合物，搅拌升温至T1＝45-130℃，保持30～45分钟，然后继续升温使体系边升温边蒸馏水分，直到体系蒸馏不出水分或者体系温度达到190℃，再于190℃～195℃保持2小时；二、停止加热，体系温度降低到120℃，加入125～470重量份水，至体系的温度降至30℃以下，体系的固体的质量浓度为30％～50％；三、取步骤二所得产物100重量份，加入60～250重量份水，搅拌均匀后，加入5～35份环氧氯丙烷，搅拌中逐渐升温至T2＝40～90℃，并在此温度下保持反应4～8小时，直到体系25℃时的终点黏度为40～250mPa.s；加入酸调节pH值为2-4.5，然后再加入0.5～30重量份的乳化助剂，在温度为T3＝25～95℃下保持搅拌，直至乳化助剂完全溶解分散形成均相溶液，加入100～500重量份水，再在搅拌中降...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振华，范铂，孙宗兴，白玉梅，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：