粘合剂制造技术

一种粘合剂，包含（Ａ）聚合ＭＤＩ，（Ｂ）改性聚醛酸乙烯酯乳液，（Ｃ）聚乙烯醇水溶液和（Ｄ）填料。优选Ａ∶Ｂ∶Ｃ∶Ｄ的质量比是３０∶（６０－１６０）∶（５０－１６０）∶（１０－１４０），条件是聚乙烯醇水溶液（Ｃ）的浓度是１０％质量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于粘结木材的木材用粘合剂。该粘合剂施胶之后，在室温下初始粘结强度高，耐久性优良，还可防止挥发性有机化合物例如甲醛的生成。本申请是基于日本提出的专利申请(日本专利申请No.2000-77047，日本专利申请No.2000-339640和日本专利申请No.2001-29525)，以上专利的内容在这里引入，供参考。到目前为止，已知的木工粘合剂有很多种，例如脲树脂基粘合剂、蜜胺树脂基粘合剂、酚树脂基粘合剂、间苯二酚树脂基粘合剂、水基聚合物一异氰酸酯粘合剂、α-烯烃基粘合剂和醋酸乙烯酯乳液基粘合剂。然而这些木工用粘合剂使用时伴随有如下所述的各种问题。脲树脂基粘合剂、蜜胺树脂基粘合剂、酚树脂基粘合剂、间苯二酚树脂基粘合剂等，具有在施工过程中或者从产品中产生有害物质，例如甲醛的问题。水基聚合物一异氰酸酯粘合剂比较昂贵，而且粘度大，因此施工性能不好，初始粘合强度低以及容易起泡沫。α-烯烃基粘合剂较昂贵，而且高温下的粘结强度不高。聚醋酸乙烯酯乳液基粘合剂的耐水性和耐热性不好。如上所述，传统的木材粘合剂在某些方面是优秀的，但在另外方面则是不好的。很少有能满足宽范围的所需性质要求的粘合剂。本专利技术的目的是提供一种粘合剂，该粘合剂在室温下初始粘结强度迅速增加，不会产生挥发性有害物质，具有良好的耐热性、耐水性和良好的耐久性，并且施工性能很好，不易产生泡沫。上述目的可以通过一种粘合剂来达到，该粘合剂包括(A)聚合MDI,(B)改性聚醋酸乙烯酯乳液，(C)聚乙烯醇水溶液，和(D)填料。因此，本专利技术的粘合剂可以广泛地用于粘结木材，不但包括比重是0.6或更高的硬质木材，例如山毛榉、橡木、桦木、枫木、胡桃木、番龙眼、鳕苏木和柚木，而且还包括一般的木头和木材例如胶合板、刨花板、MDF和OSB。以下，对本专利技术进行详述。以聚合MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)作为本专利技术的粘合剂主要组分(A)，使用的聚合MDI中异氰酸酯基团的含量为约28-约35％，粘度为约100-约250 mPa·s(25℃)。作为改性聚醋酸乙烯酯乳液(B)，使用乳液聚合合成的含有活性官能团的改性聚醋酸乙烯酯乳液等。优选的是树脂含量为40-65％，粘度为1,000-120,000 mPa·s(25℃)。其中无增塑剂的也是优选的。加入改性聚醋酸乙烯酯乳液(B)，可增加室温下的初始粘结强度、耐水性和室温粘结强度。作为聚乙烯醇水溶液(C)，使用10％质量的部分皂化的聚醋酸乙烯酯水溶液，并且皂化度优选是85～92 mol％。该组分的作用在于调节粘合剂的初始粘结强度和粘度。作为填料(D)，使用经过研磨的粒状矿渣例如JIS A6206(1997)规定的经过研磨的粒状高炉炉渣、炼铝废渣(黑砂)、炼镍废渣(绿砂)、粉末状碳酸钙、氧化镁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅等(平均颗粒直径为2～20μm)或者是上述物质的混合物。其中，填料(D)优选是选自经研磨过的粒状矿渣和二氧化硅的至少一种。填料(D)的作用是防止粘合剂起泡沫和调节粘度。此外，如果使用经研磨过的粒状矿渣或二氧化硅，粘合剂的耐热性有所提高。作为填料(D)，有机材料粉末，例如纤维植物粉末、谷物粉末等也是优选使用的。有机材料粉末的实例包括淀粉，例如玉米淀粉、土豆-淀粉、木薯-淀粉等，核桃粉、面粉、椰子粉、稻壳(谷壳)、木粉、动物材料的粉末，例如牛皮胶粉和明胶粉。如果使用有机材料粉末作为填料(D)，用该粘合剂粘合各部件而成的木制品容易进行切割，而且对切割机的刀口也很少损伤。与无机材料粉末相比，有机材料粉末对于工作环境较少产生不利影响，而且有机材料粉末的控制标准也比较低。如果需要防霉剂还可以和有机材料粉末一起使用。为了增加初始粘结强度，本专利技术的粘合剂除了包含上面的混合成分以外，还可以包括粘合物质，例如丁苯橡胶(SBR)乳液、天然橡胶(NR)乳液、氯丁橡胶(CR)乳液、丙烯酸乳液、EVA乳液等，或者还包括粘度增加剂也叫增粘剂，例如松香、氢化松香、苯并呋喃树脂、萜烯树脂、酯胶等。通过混入硅烷偶联剂来增加填料、无机组分和其它有机组分之间的相互作用，粘结强度可以得到提高。当至少将二氧化硅用作填料(D)，硅烷偶联剂特别有效，并且其掺混量的范围是以二氧化硅质量为基础计的0.01～0.4％质量。含量低于0.01％质量时，粘结强度不能充分地提高，而当含量高于0.4％质量时，粘合剂的粘度又太高，以至于不可避免地会降低使用性能和贮藏稳定性。上述共混组分的当量比(B+C)/A优选是30-120，更优选是45-100。本文所使用的当量比，按如下所述的方法进行计算。NCO当量数的计算方法如下首先用聚合MDI的质量乘以聚合MDI中的NCO含量(％)，所得乘积除以100，得到NCO的量，该数值再除以NCO的当量(42)，则得到NCO的当量数。另一方面，在改性聚醋酸乙烯酯乳液(B)和聚乙烯醇水溶液(C)中所包含的水的总量也按照上述相同的方法计算出来。由于一分子水和两个NCO基反应，所以水的当量是18/2=9。水的总量除以水的当量9，则得到OH的当量数。这样得到的OH当量数除以NCO的当量数，就得到当量比。如果当量比小于30，则粘合剂的室温粘结强度不够高，并且初始粘结强度也不够高。如果当量比超过120，则粘度太高，很容易起泡沫，耐热性也会下降。更优选的当量比是46-100。当量比(B+C)/A限定在46～100，初始粘结强度(“开始的40分钟”)定义为22℃和60％RH加压粘合后的初始40分钟粘合剂的压缩剪切强度值，该值可以达到5.0×0.1MPa或更高(JIS K6852(1994))。上述共混组分的共混比以质量比表示，优选聚合MDI(A)∶改性聚醋酸乙烯酯乳液(B)∶聚乙烯醇水溶液(C)∶填料(D)=30∶(60-160)∶(50-160)∶(10-140)。如果选自经过研磨的粒状矿渣和二氧化硅的至少一种用作填料(D)的话，只要聚乙烯醇水溶液(C)的浓度是10％质量，那么优选的共混比是30∶(70-160)∶(50-160)∶(50-140)，更优选的是30∶(100-150)∶(50-160)∶(80-140)。把共混比限定在30∶(100-150)∶(50-160)∶(80-140)，那么初始粘结强度可以达到80×0.1 MPa或更高。当有机材料粉末用作填料(D)时，那么优选的共混比是30∶(60-160)∶(60-160)∶(10-40)。把共混比限定在上面的范围，则初始粘结强度可以达到50×0.1 MPa或更高。如果改性聚醋酸乙烯乳液(B)的混合量少于60，则初始粘结强度、耐水性和室温粘结强度都不好，而混合量多于160，则耐水性和耐热性又都下降。如果10％质量的聚乙烯醇水溶液(C)的共混量小于50，那么粘度增加，施工性能下降、适用期缩短。如果共混量多于160，那么耐水性和耐热性下降。另外，如果填料(D)的共混量小于10，则不能得到充分的抑制泡沫产生的能力，使得耐热性也不能得到提高。如果共混量超过140，则粘度增加，施工性能下降。称量预定数量的上述各个共混组分，并将其进行混合和搅拌，得到本专利技术的粘合剂。该产品含有水、呈含水的膏状体。本组合物的粘度是在1,000-60,000 mPa·s(25℃)的范围内，优选的是1000～45,000mPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘合剂，包含（Ａ）聚合ＭＤＩ，（Ｂ）改性聚醋酸乙烯酯乳液，（Ｃ）聚乙烯醇水溶液和（Ｄ）填料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩田立男，长岛宏尚，尾形知秀，铃木一成，中岛好治，
申请(专利权)人：雅马哈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]