【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及胶粘剂，尤其涉及一种木材胶粘剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在当前胶粘剂市场中，醛类是我国胶粘剂生产的主要原料，胶合板生产所需的胶粘剂较多为甲醛系胶粘剂，其相对分子质量低且粘接性能优良。但是世界卫生组织确认甲醛是有害物质，人体吸入过多容易致癌，甚至导致基因突变，影响使用者身心健康。随着人们生活水平的提高，开发绿色无污染的木材胶粘剂变成了当今发展的主流趋势。
2、但是在制作胶粘剂时，常用的原料为明胶，明胶在常温下为固体，使用时必须加热，一旦降温，又会产生凝固，使用不方便。且单纯的明胶作为胶粘剂时，粘合能力差，形成的胶膜不耐水，耐氧化性也较差。因此，如何改性明胶继而提高胶粘剂性能是目前主要的研究方向。
3、鉴于此，申请此专利。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种木材胶粘剂及其制备方法和应用，用以解决现有技术中明胶的粘合能力差，形成的胶膜不耐水，耐氧化性也较差的缺陷，实现对明胶的改性，得到的木材胶粘剂耐水性和抗氧化性均较好。
2、本专利技术提供一种木材胶粘剂，包括以下原料：氢氧化钾、尿素、四硼酸钠、硫脲、微晶纤维素、工业明胶和面粉。
3、纤维素来源广泛，是一种环境友好型天然有机高分子化合物。而纤维素基胶粘剂是一种以纤维素为主要原料的胶粘剂，具有极大的开发价值。纤维素基胶粘剂对环境友好，具有安全性，且不含对人体有害的醛类物质，它有较强的耐水性能和粘接强度，在胶粘剂方面有不错的前景。微晶纤维素是一种纯化的、部分解聚的纤维素
4、本专利技术采用氢氧化钾、尿素、四硼酸钠、硫脲和面粉对工业明胶进行改性，采用微晶纤维素为基质再进行改性，增加了明胶的粘合能力，得到的木材胶粘剂不仅粘接强度高，而且具有较好的耐水性和抗氧化性能。
5、在一些实施例中，所述的木材胶粘剂包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.1～1.0份，尿素5.0～9.0份，四硼酸钠2.0～3.5份，硫脲3.0～6.0份，微晶纤维素1～2份，工业明胶20-30份和面粉15-25份。
6、在一些实施例中，所述原料还包括水，优选的，所述水为去离子水，所述去离子水的添加量为30～90重量份。
7、在一些实施例中，所述纤维素为微晶纤维素，所述明胶为工业明胶。
8、在一些实施例中，所述的木材胶粘剂包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.2～0.9份，尿素6.0～8.0份，四硼酸钠2.5～3.0份，硫脲4.0～5.0份，去离子水40～80份，微晶纤维素1.2-1.8份，工业明胶22-28份和面粉18-22份。
9、优选的，所述的木材胶粘剂包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.2份，尿素8.0份，四硼酸钠3.5份，硫脲4.0份，去离子水60份，微晶纤维素1.5份，工业明胶25份和面粉20份。
10、优选的，所述的木材胶粘剂包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.1份，尿素6.0份，四硼酸钠3.0份，硫脲4.0份，去离子水60份，微晶纤维素1.5份，工业明胶25份和面粉20份。
11、优选的，所述的木材胶粘剂包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.5份，尿素9.0份，四硼酸钠3.0份，硫脲3.0份，去离子水60份，微晶纤维素1.5份，工业明胶25份和面粉20份。
12、优选的，所述的木材胶粘剂包括以下重量份的原料：氢氧化钾1.0份，尿素6.0份，四硼酸钠3.0份，硫脲4.0份，去离子水60份，微晶纤维素1.5份，工业明胶25份和面粉20份。
13、采用适当的原料及配比可以增强木材胶粘剂的韧性，耐水性和抗氧化性。
14、本专利技术还提供了一种所述的木材胶粘剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
15、(1)将微晶纤维素与水混合，形成纤维素溶液；
16、(2)另取水，依次边搅拌边加入尿素、氢氧化钾、四硼酸钠和硫脲，搅拌均匀，使上述原料充分溶解，形成混合液；
17、(3)向步骤(2)得到的所述混合液中倒入明胶，边搅拌边加热，再加入步骤(1)得到的所述纤维素溶液，继续边搅拌边加热，搅拌均匀后加入面粉，继续搅拌至混合均匀，即得所述木材胶粘剂。
18、在一些实施例中，步骤(1)中，加入的水为去离子水，微晶纤维素与去离子水的添加质量之比为(0.5-1.5)：10。微晶纤维素先与水进行混合，将纤维素分子分散开，便于与明胶更好的融合，使改性后明胶的结构更加稳定，不易变形。
19、在一些实施例中，步骤(2)中，另取的水为去离子水，所述另取水与尿素的添加质量比为45：(5～9)。
20、在一些实施例中，步骤(3)中，所述边搅拌边加热的温度均为60-65℃；优选地，所述加热均采用水浴锅进行加热，所述搅拌均采用电动搅拌器，所述搅拌的转速均为190r/min。
21、本专利技术还提供了一种所述的木材胶粘剂的应用，将所述的木材胶粘剂用于板材的粘接和制备，或者将所述的木材胶粘剂用作增粘剂。
22、明胶不耐水是因为它可以缓慢吸水膨胀软化，可吸收相当于重量5-10倍的水。明胶分子结构上有大量的羟基，另外还有许多羧基和氨基，这使得明胶具有极强的亲水性，当板材受潮后，其中的水分容易被明胶吸收。
23、在本专利技术中，依次边搅拌边加入尿素、氢氧化钾、四硼酸钠和硫脲对明胶进行改性，是因为：利用激活微晶纤维素和面粉自身化学反应活性，利用其本身就是高分子化合物的特性，形成结构复杂的网状结构，再与明胶混合，可增强胶粘剂粘结强度、耐水性、胶粘剂固体含量以及耐老化性能。尿素可以使明胶中的蛋白质变性，有效地破坏非共价键结合的蛋白质，提高某些蛋白质的可溶性；四硼酸钠的作用是其溶于水后呈碱性，与氢氧化钾共同作用可营造一种碱性环境，可以使明胶中的多肽分子的结构打开，支链中的活性官能团展现出来，增强与木材之间的作用力；但此时，明胶主要的粘接力来源于多肽分子与木材表面的氢键作用，在干燥状态时强度很高，但遇水后，氢键会遭到破坏，从而破坏粘接；硫脲的加入是为了在碱性环境下与明胶产生交联反应，使得胶层形成交联网状结构，阻碍了水分子或其他氧化分子的侵入，提高胶粘剂的耐水性和胶粘性。微晶纤维素作为骨架填充到交联网状结构中，可以使交联网状结构得到很好的支撑，使其更加稳固，从而进一步提高胶粘剂的耐水性和抗氧化性能。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
25、本专利技术提供的一种木材胶粘剂及其制备方法和应用，通过尿素、氢氧化钾、四硼酸钠和硫脲组成的复合材料对明胶进行改性，再加入微晶纤维素进行进一步改性，制备一种具有较强的耐水性能、抗氧化性能和粘接强度的纤维素基无醛木材胶粘剂。
26、本专利技术木材胶粘剂可满足现有制板工艺要求，制备工艺简单，价格低廉，能够保证经济效益的同时做到无毒无害无污染，对环境友好。
27、本专利技术所采用制备工艺较简单，可满足现有制板工艺要求。本专利技术采用微晶纤维素为原料，纤维素原料来源广泛，具有价格低廉的优本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种木材胶粘剂，其特征在于，包括以下原料：氢氧化钾、尿素、四硼酸钠、硫脲、微晶纤维素、明胶和面粉。
2.根据权利要求1所述的木材胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.1～1.0份，尿素5.0～9.0份，四硼酸钠2.0～3.5份，硫脲3.0～6.0份，微晶纤维素1～2份，工业明胶20-30份和面粉15-25份。
3.根据权利要求1或2所述的木材胶粘剂，其特征在于，所述原料还包括水，优选的，所述水为去离子水，所述去离子水的添加量为30～90重量份；所述纤维素为微晶纤维素，所述明胶为工业明胶。
4.根据权利要求3所述的木材胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.2～0.9份，尿素6.0～8.0份，四硼酸钠2.5～3.0份，硫脲4.0～5.0份，去离子水40～80份，微晶纤维素1.2-1.8份，工业明胶22-28份和面粉18-22份。
5.权利要求1-4任一所述的木材胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加入的水为去离子
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，另取的水为去离子水，所述另取水与尿素的添加质量比为45：(5～9)。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述边搅拌边加热的温度均为60-65℃；优选地，所述加热均采用水浴锅进行加热，所述搅拌均采用电动搅拌器，所述搅拌的转速均为190r/min。
9.权利要求1-4任一所述的木材胶粘剂或权利5-8任一所述的制备方法制备而成的木材胶粘剂的应用，其特征在于，将所述的木材胶粘剂用于板材的粘接和制备，或者将所述的木材胶粘剂用作增粘剂。
...【技术特征摘要】
1.一种木材胶粘剂，其特征在于，包括以下原料：氢氧化钾、尿素、四硼酸钠、硫脲、微晶纤维素、明胶和面粉。
2.根据权利要求1所述的木材胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.1～1.0份，尿素5.0～9.0份，四硼酸钠2.0～3.5份，硫脲3.0～6.0份，微晶纤维素1～2份，工业明胶20-30份和面粉15-25份。
3.根据权利要求1或2所述的木材胶粘剂，其特征在于，所述原料还包括水，优选的，所述水为去离子水，所述去离子水的添加量为30～90重量份；所述纤维素为微晶纤维素，所述明胶为工业明胶。
4.根据权利要求3所述的木材胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钾0.2～0.9份，尿素6.0～8.0份，四硼酸钠2.5～3.0份，硫脲4.0～5.0份，去离子水40～80份，微晶纤维素1.2-1.8份，工业明胶22-28份和面粉18-22份。...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，李雪，周欣怡，周彤，花缘情，陈明，吴浩文，张昂立，胡可，
申请(专利权)人：皖西学院，
类型：发明
国别省市：
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