专利名称：一种脲醛树脂胶粘剂的添加剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种胶粘剂的添加剂，特别涉及一种人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂及其制备方法。
背景技术：
装饰装修和家具制造中往往大量使用各类人造板，如胶合板、细木工板、中密度纤维板、刨花板等。2009年我国人造板的产量已经超过1亿m3，其中一半以上为胶合板与细木工板，我国人造板总产量、胶合板产量、细木工板产量已连续多年居世界第一位。仅胶合板、 细木工板每年消耗胶粘剂约600万吨(50%固体含量)。在胶合板、细木工板生产过程中， 胶粘剂中往往要加入总重量20-30%的面粉作为填料，以提高胶粘剂预压性能，提高生产效率，减少胶粘剂用量，降低生产成本，防止透胶与缺胶，提高胶粘剂利用效率，提高胶层耐老化性能等，为此每年要消耗小麦面粉100-200万吨左右，折合人民币20多亿元。小麦面粉作为重要的粮食资源，其在人造板生产中的大量使用不符合社会发展要求。开发可用作木材胶粘剂填料的物质，减少与替代小麦面粉，具有重要的社会与经济效益。燃煤电厂的SO2排放量约占全国SO2排放总量的50%。脱硫石膏(FGD)是火电厂处理后得到的工业副产品。目前，我国脱硫石膏产量十分巨大，年产量超过1000万t， 解决脱硫石膏的利用问题，具有重要的经济与社会效益。石膏的多孔性有望作为填料降低脲醛树脂胶接制品的甲醛释放量。现有技术中，有将脱硫石膏应用在制备胶粘剂方面的报道。例如有中国专利申请号为20091005^51. X的发明名称为“一种利用垃圾焚烧飞灰制备快硬型水泥基胶粘剂的方法”；“非金属矿”杂志第31卷第2期刊登的名称为“脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材性能研究”等是将脱硫石膏应用于水泥及砂浆中。但还未见将其应用在人造板用胶粘剂当中的相关报道。目前，替代小麦面粉作为木材胶粘剂填料的方法主要有1)采用无机矿物质粉末，如膨润土、石膏、碳酸钙，等；幻采用天然有机物粉末，如木粉、果壳粉、秸秆粉，等；3)采用合成或改性天然聚合物，如聚乙烯醇、羟甲基纤维素，等。但是，这些技术方法都存在着多种缺陷。如，1)采用无机矿物质粉末或天然有机物粉末代替小麦面粉，往往导致木材胶粘剂 (如脲醛树脂、酚醛树脂)的预压性不良，造成胶合板、细木工板生产中容易出现散坯，影响生产效率；例如有，中国专利申请号为200810115888. 8的专利申请公开了一种脲醛树脂胶粘剂的添加剂，该添加剂含有木粉、水溶性高分子化合物及无机矿物盐，虽然降低了甲醛含量，但其预压性虽然达到良好水平，仍需要进一步提高。因此，研究出一种即能够降低甲醛释放量，降低材料成本，又能够提高预压性的添加剂。2)采用合成或改性天然聚合物代替小麦面粉，由于这些物质的价格太高(聚乙烯醇、羟甲基纤维素的价格在12000元/吨以上， 远远高于小麦面粉的2000-3000元/吨)，导致人造板的生产成本往往大幅度增加，企业和用户都难以接受。
发明内容
本发明的目的是针对以上现有技术存在的问题，提供一种人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂。该添加剂是一种改性木粉、橡子淀粉与脱硫石膏为主成份的物质，该添加剂能够替代面粉加入到脲醛树脂中。所述添加剂由以下重量份计的成分组成改性木粉100份；橡子淀粉50-100份；脱硫石膏50-500份。优选地，所述添加剂由以下重量份计的成分组成改性木粉100份；橡子淀粉60-80份；脱硫石膏200-400份。更优选地，所述添加剂由以下重量份计的成分组成改性木粉100份；橡子淀粉70份；脱硫石膏300份。所述改性木粉由选自杨木、椴木、桦木及其他各种树木的木粉制得，还可以是选用来自于木材加工厂的下脚料制得，所选用的木粉含水率为5-10 %。所述改性木粉是将木粉与质量浓度为10%的乙二醇水溶液混合均勻，在 100-120°C下反应2小时得到，得到的改性木粉含水率3-8% ；优选为110°C下反应2小时。 所述木粉与乙二醇溶液的质量比为100 10。所述改性木粉为颗粒度在100-500的粉体。橡子淀粉具有冷粘度稳定，预压性好的特点。所述脱硫石膏的细度为200-600目，以保证足够的增稠效果。本发明的另一目的是提供所述添加剂的制备方法。所述方法包括下述步骤1)将木粉改性木粉与乙二醇水溶液混合均勻，在120°C下反应2小时得到改性木粉，得到的改性木粉含水率为3-8% ；2)改性木粉与橡子淀粉、脱硫石膏原料混合均勻。
所述步骤1)中木粉与乙二醇溶液的质量比为100 10，所述乙二醇溶液的质量浓度为10%。将木粉改性是为了增加木粉的吸水性及增稠效果。本发明的再一目的是提供一种含有所述添加剂的脲醛树脂胶粘剂。所述脲醛树脂胶粘剂含有脲醛树脂和所述添加剂，脲醛树脂与添加剂的质量比为 100 20-30。所述脲醛树脂胶粘剂还含有固化剂，如氯化铵、硫酸铵、甲酸铵等，优选为硫酸铵。 所述脲醛树脂与固化剂的质量比为100 0.2-2.0。脲醛树脂可以是工厂普遍采用的各种普通脲醛树脂和改性脲醛树脂。本发明所使用的尿素与甲醛的摩尔比为1 1.1的脲醛树脂。其性能指标如下CN 102408848 A
固体含量 pH值
粘度(20 "C )
游离甲醛含量
说明书
50-56% 7.0-7.2
150-300 mPa-s < 0.2%
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贮存期20-30天。本发明提供的添加剂也适用于酚醛树脂及三聚氰胺-甲醛树脂。本发明还提供一种所述脲醛树脂胶粘剂的制备方法，其是将脲醛树脂、添加剂、固化剂混合均勻制得。本发明脲醛树脂胶粘剂的添加剂的优点体现在以下方面1、本发明添加剂与脲醛树脂胶具有良好的混合性；2、本发明添加剂能够赋予脲醛树脂良好的预压性，与现有技术相比，大大提高了预压性能，保证胶合板与细木工板生产效率；3、本发明添加剂可在人造板热压过程中与甲醛发生化学反应，较好地从根本上减少人造板甲醛释放量；4、本发明添加剂与脲醛树脂胶混合使用，制造的人造板力学性能不但不会降低， 而且有所提高；5、本发明添加剂主要原料来源广泛，价格低廉，作为面粉的替代产品具有重要的经济与社会效益。
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 实施例中，采用的脲醛树脂性能指标如下
固体含量50-56%
pH 值7.0-7.2
粘度(20°C)150-300 mPa-s
游离甲醛含量<0.2%
贮存期20-30天。
本发明实施例制备得到的脲醛树脂添加剂的性能指标如表1所示。 表1
外观堆积密度g/cm35%水溶液pH值含水率％白色粉状物0. 8-1. 65. 0-7. 03. 0-8. 0本发明实施例配制的脲醛树脂胶粘剂的质量性能指标如表2所示。表 2
权利要求
1.一种脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述添加剂由以下重量份计的成分组成改性木粉100份；橡子淀粉50-100份；脱硫石膏50-500份。
2.根据权利要求1所述的脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述添加剂由以下重量份计的成分组成改性木粉100份；橡子淀粉60-80份；脱硫石膏200-400份。
3.根据权利要求1或2所述的脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述改性木粉是将木粉与质量浓度为10%的乙二醇水溶液混合均勻，在100-120°c下反应2小时得到，得到的改性木粉含水率3-8% ；所述木粉与乙二醇溶液的质量比为100 10。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述改性木粉为颗粒度在100-500目的粉体。
5.根据权利要1-3中任一项所述的脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述脱硫石膏为细度为200-600目。
6.一种制备权利要求1-3任一项所述的脲醛树脂胶粘剂的添加剂的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤制得1)将木粉改性木粉与乙二醇水溶液混合均勻，在120°C下反应2小时得到改性木粉， 得到的改性木粉含水率为3-8%。；2)改性木粉与橡子淀粉、脱硫石膏原料混合均勻。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中木粉与乙二醇溶液的质量比为100 10，所述乙二醇溶液的质量浓度为10%。
8.一种含有权利要求1-5中任一项所述添加剂的脲醛树脂胶粘剂，其特征在于，所述脲醛树脂胶粘剂含有脲醛树脂和所述添加剂，脲醛树脂与添加剂的质量比为100 20-30。
9.根据权利要求8所述的脲醛树脂胶粘剂，其特征在于，其还含有固化剂，所述脲醛树脂与固化剂的质量比为100 0.2-2.0。
10.一种制备权利要求8或9所述的脲醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，其是将脲醛树脂、添加剂、固化剂混合均勻制得。
全文摘要
本发明提供了一种脲醛树脂胶粘剂的添加剂及其制备方法。所述脲醛树脂胶粘剂的添加剂由按重量份计的改性木粉100份、橡子淀粉50-100份、脱硫石膏50-500份组成，其是将改性木粉、橡子淀粉、脱硫石膏混合均匀制备得到。所述脲醛树脂胶粘剂的添加剂能够代替面粉加入到脲醛树脂中，制备人造板时，赋予胶粘剂良好的预压性，保证人造板高生产效率，同时能够有效降低人造板甲醛释放量，提高了人造板物理力学性能。
文档编号C09J161/24GK102408848SQ20111022550
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者周文瑞, 张世锋, 李建章, 高强 申请人:北京林业大学