一种利用微波-酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法技术

本发明专利技术公开一种利用微波

【技术实现步骤摘要】
一种利用微波
‑
酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法


[0001]本专利技术属于胶黏剂
，特别涉及一种利用微波
‑
酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法，。

技术介绍

[0002]异氰酸酯胶(MDI)作为新一代环保型人造板胶黏剂，具有高力学强度、无甲醛添加、湿稳定性好和高效率等优点。与脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺
‑
甲醛胶依靠胶黏剂自身交联固化，通过对木材纤维的包裹渗透形成的物理粘接原理不同，MDI胶的粘接原理属于化学粘接，MDI中含有高度不饱和的异氰酸酯基团(
‑
NCO，结构式
‑
N＝C＝O)，因而具有较高的活性基团，
‑
NCO的高反应活性基于由氮和氧原子的高电负性诱导的极化，使电子密度朝着氮和氧原子偏离所致。热压固化时，
‑
NCO与木材纤维表面的
‑
OH反应形成稳定的化学键，只需要较少的施胶量即可获得较高的力学性能。目前，MDI胶价格较为昂贵，约为脲醛胶的10倍左右，较高的使用成本大大限制了环保型MDI普及应用。因此，开发低成本、粘接性能优良和易于施胶的复配型胶黏剂成为了研究的重点和热点。
[0003]淀粉是由多个葡萄糖单元缩合而成的多糖高聚物，每个葡萄糖单元上均包含3羟基基团，可以发生氧化、酯化、取代和缩聚等反应，MDI胶的
‑
NCO可以与淀粉羟基和木材纤维羟基发生化学反应，形成三维网络结构，可以提高粘接能力，使淀粉具有填充改性MDI胶的基础。但是，由于淀粉聚合度较高，存在超分子结构并形成微区结构，分子间氢键作用力强等特点，化学试剂对淀粉的反应可及度较低，在MDI基体中还会发生团聚现象，引起胶黏剂体系粘度增大和胶粘性能下降。因此，需要对大分子淀粉进行水解成小分子淀粉，较小淀粉粒径，增加羟基含量和羟基的反应活性。

技术实现思路

[0004]针对目前利用淀粉改性MDI胶降低成本时存在物质发生团聚现象，从而引起胶黏剂体系粘度增大和胶黏性能下降的缺陷，本专利技术提供一种利用微波
‑
酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法，通过微波和酸解一起处理得到低分子量、反应活性强的淀粉去复配改性MDI，工艺简单，可操作性强，提高改性MDI在经济上的优势。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种利用微波
‑
酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法，包括以下步骤：
[0007](1)按重量份数比，将25～40份的淀粉和100份去离子水混合，加入9～15份质量分数为5％的无机酸溶液，用高速均质机均质强制分散10min，得到混合液；
[0008](2)将混合液转移至不同频率的微波设备中，对混合液进行间歇微波处理10～60min，控制物料温度为30～50℃，微波处理结束后对物料进行离心分离，用去离子水多次洗涤并过滤，置于50℃真空干燥箱中干燥24h，将其粉碎过500目筛子，得到微波
‑
酸解处理的淀粉。
[0009](3)称取8～12份微波
‑
酸解处理的淀粉，加入12～20份分散剂溶液充分润湿分散，
然后加入100份MDI胶、1～4份滑石粉和1～2份石蜡乳液，对混合物先超声分散10min，再进行高速均质5min，得到淀粉改性无醛型人造板胶黏剂。
[0010]优选的，所述的淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉的一种或任意比例组合。
[0011]优选的，所述的无机酸为盐酸、硫酸盐和硝酸中的任意一种。
[0012]优选的，所述的微波设备为915MHz或2450MHz的工业微波频段中的一种。
[0013]优选的，所述的微波功率为500W～2000W。
[0014]优选的，所述的间隙微波操作为，每微波处理10～30s后停止60s。淀粉在热水中容易糊化，不能长时间微波作用，采用间隙式微波加热，是为了既获得一定时间的微波作用，同时又保证淀粉混合液不糊化。
[0015]优选的，所述的滑石粉为过800～1250目筛的层状滑石粉。
[0016]优选的，所述的分散剂溶液为乙酸乙酯。
[0017]本专利技术利用微波酸解两种手段对淀粉进行前处理，首先利用无机酸处理天然淀粉，改变其性质，降低淀粉的黏度，但是在单一酸解条件下，往往需要较长的时间才能实现淀粉C
‑
O
‑
C键的裂解，因此借助微波手段，能够进一步提高无机酸对淀粉的降解能力；当酸解体系中的淀粉处于微波能量场时，体系内的水分子、淀粉、双氧水和H
+
等极性分子的极性取向发生极化现象，使体系内部发生热运动；在微波场的作用下有助于淀粉降解高度复杂的分子结构，一方面微波辐射具有选择性，可以使淀粉结构中葡萄糖单元之间的糖苷键断裂，另一方面微波作用与酸体系形成协同作用，氧原子被质子化然后攻击C
‑
O的能力增加，进而提高无机酸对淀粉的降解能力。
[0018]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果如下：
[0019]1.本专利技术选用的淀粉存在大量羟基，这些羟基与木材纤维中的羟基相似，可以在加热(高于100℃)条件下与MDI胶的
‑
NCO基团发生化学反应，将木材纤维以锚接的形式成型大分子网络结构，从而表现出优异的粘接特性。
[0020]2.本专利技术利用微波与酸解两种技术对淀粉进行前处理，这两种技术表现出显著的协同效应，从而赋予了无机酸体系更强的降低淀粉分子量的能力。
[0021]3.本专利技术制备的淀粉改性MDI环保型人造板胶黏剂，利用廉价的淀粉为填充改性剂，对MDI进行复配改性，在保证胶黏剂具有良好粘接性能的前提下，有效降低无醛MDI胶的使用成本，在人造板胶黏剂领域有广泛应用前景。
[0022]4.本专利技术通过加入改性淀粉、滑石粉和石蜡等物料对MDI胶进行复配改性，在提高MDI胶粘接性能的同时，降低胶水粘度，提高施胶均匀性和施胶效率，同时天然的淀粉对环境的污染几乎为零，提高了胶黏剂的环保性。
附图说明
[0023]图1为微波
‑
酸解处理淀粉改性MDI胶黏剂的工艺示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。
[0025]实施例1
[0026]一种利用微波
‑
酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法，包括以下步骤：
[0027](1)按重量份数比，将30份的木薯淀粉和100份去离子水混合，加入10份质量分数为5％的盐酸溶液，用高速均质机均质强制分散10min，得到混合液。
[0028](2)将混合液转移至2450MHz的微波设备中，在微波功率为500W下对混合液进行间歇微波(每微波处理30s后停止60s)处理60min，控制物料温度为45℃，微波处理结束后对物料进行离心分离，用去离子水多次洗涤并过滤，置于50℃真空干燥箱中干燥24h，将其粉碎过500目筛子，得到微波
‑
酸解处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微波
‑
酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份数比，将25~40份的淀粉和100 份去离子水混合，加入9~15份质量分数为5%的无机酸溶液，用高速均质机均质强制分散10 min，得到混合液；（2）将混合液转移至不同频率的微波设备中，对混合液进行间歇微波处理10~60 min，控制物料温度为30~50 ℃，微波处理结束后对物料进行离心分离，用去离子水多次洗涤并过滤，置于50℃真空干燥箱中干燥24 h，将其粉碎过500目筛子，得到微波
‑
酸解处理的淀粉；（3）按重量份数比，称取8~12份微波
‑
酸解处理的淀粉，加入12~20份分散剂溶液充分润湿分散，然后加入100份MDI胶、1~4份滑石粉和1~2份石蜡乳液，对混合物先超声分散10 min，再进行高速均质5 min，得到淀粉改性无醛型人造板胶黏剂。2.根据权利要求1所述的利用微波
‑
酸解淀粉改性异氰酸酯胶的方法，其特征在于：所述的淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志民，冼学权，黎演明，陈先锐，唐培朵，
申请(专利权)人：广西中科微波先进制造产业技术研究院南宁市中科微波先进制造产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：