本发明属于胶黏剂制备
技术领域：
，涉及一种木材用室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法。
背景技术：
：目前我国常用的木材胶黏剂主要有脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂类胶黏剂，这些胶黏剂主要依赖于石油、天然气等不可再生资源，而且在制备及使用过程中会有游离甲醛、苯酚等有害气体释放，危害人体健康，也污染环境。淀粉是一种来源广泛、可再生、可生物降解的天然高分子材料，具有无毒、无污染等特点。如果用淀粉部分或者全部取代石化资源合成的高分子材料，应用于木材胶黏剂，将会对胶黏剂行业和淀粉行业起到重大的促进作用。因此，近年来，淀粉类胶黏剂作为一类绿色环境友好型胶黏剂已经不断被广大学者所关注。在淀粉胶黏剂制备过程中，必不可少的组分是保护胶体。保护胶体主要是聚乙烯醇，其含有大量羟基，既可以自身分子内和分子间形成氢键，也可以与淀粉分子中的羟基形成氢键，从而使淀粉胶黏剂能够稳定存在；另一方面，将聚乙烯醇中的羟基氧化成醛基或羧基与淀粉分子中的羟基缩合，减少了羟基数量，改善胶黏剂的耐水性。聚乙烯醇的种类及用量对淀粉胶黏剂的储存稳定性的影响，在以前的研究中没有得到重视，故本发明将重点研究聚乙烯醇对胶黏剂性能的影响，以得到储存稳定性好、成本低的室温固化木薯淀粉胶黏剂。技术实现要素：本发明的目的是克服淀粉胶黏剂的不足，提供一种储存稳定性好、成本低的室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇缓慢加到反应釜中，加入蒸馏水，升温到90～95℃，使其完全溶解，得到质量分数为8～12％的聚乙烯醇水溶液；(2)降温到40～60℃后加入氧化剂氧化；(3)加入一定浓度的淀粉悬浊液，升高温度并加入糊化剂使淀粉糊化，得到均匀的淀粉胶黏剂乳液；(4)向淀粉胶黏剂乳液中加入交联剂，制得室温固化木薯淀粉胶黏剂。聚乙烯醇与淀粉的反应机理是：上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，聚乙烯醇型号为1788型、1792型、1799型、RS-2117型或RS-1717型。上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，聚乙烯醇的加入量为淀粉干基质量的5～10％。上述的制备方法，优选的，所述步骤(2)中，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾及过硫酸钠的一种或几种，加入比例为淀粉干基质量的1～5％。在氧化剂作用下，聚乙烯醇中大量的羟基被氧化成羧基或醛基与淀粉中的羟基反应生成酯键或半缩醛，半缩醛不稳定可能会生成缩醛。上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉或马铃薯淀粉。上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，淀粉悬浊液的质量浓度为30～35％。上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，糊化剂为氢氧化钠，其作用为调节pH，破坏部分氢键，减弱大分子间作用力，降低糊化温度，使之易于溶胀和糊化。上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，糊化剂的质量分数为10％或20％。上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，反应温度为55～60℃，反应时间为40～50min。在此条件下，得到的糊化淀粉糊均匀，粘度适中。上述的制备方法，优选的，所述步骤(4)中，交联剂为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，加入比例为淀粉胶黏剂质量的10～15％。交联剂中的活性异氰酸酯基团可以与活泼氢反应形成交联的网状结构，从而提高胶黏剂的剪切强度和耐水性。上述的制备方法，优选的，所述胶黏剂固体含量为32～34％，粘度为2000～4000mpa·s。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明制备的淀粉胶黏剂储存稳定性高，粘度适中，易于胶液的涂刷；(2)本发明制备的淀粉胶黏剂固体含量较高；(3)本发明制备的淀粉胶黏剂成本低，利于工业生产及推广。具体实施方式下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。实施例1一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将5.93gRS-1717型聚乙烯醇加到反应釜中，加入适量的蒸馏水，升温到95℃，配成质量分数为10％的溶液；降温到50℃，加入占淀粉干基质量2％的氧化剂过硫酸铵，氧化30min。(2)将84g木薯淀粉加到101.4g水中，配成质量分数为35％的淀粉乳液，将其加到聚乙烯醇溶液中；升高温度到60℃，加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，调节pH为8.80，使淀粉糊化50min，制得粘度适中、均匀的淀粉胶黏剂。(3)加入占淀粉胶黏剂质量10％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联剂，得到交联的室温固化木薯淀粉胶黏剂。经检测，本实施例所制得的淀粉胶黏剂的固体含量为33.2％，粘度为3200mpa·s，其性能检测如表1所示。实施例2一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将5.92gRS-1717型聚乙烯醇加到反应釜中，加入适量的蒸馏水，升温到90℃，配成质量分数为10％的溶液；降温到50℃，加入占淀粉干基质量2％的氧化剂过硫酸钾，氧化30min。(2)将84g木薯淀粉加到101.4g水中，配成质量分数为35％的淀粉乳液，将其加到聚乙烯醇溶液中；升高温度到60℃，加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，调节pH为9.44，使淀粉糊化50min，制得粘度适中、均匀的淀粉胶黏剂。(3)加入占淀粉胶黏剂质量15％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联剂，得到交联的室温固化木薯粉胶黏剂。经检测，本实施例所制得的淀粉胶黏剂的固体含量为32.8％，粘度为2620mpa·s，其性能检测如表1所示。实施例3一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将5.94gRS-2117型聚乙烯醇加到反应釜中，加入适量的蒸馏水，升温到90℃，配成质量分数为10％的溶液；降温到50℃，加入占淀粉干基质量2％的氧化剂过硫酸铵，氧化30min。(2)将84g木薯淀粉加到101.4g水中，配成质量分数为35％的淀粉乳液，将其加到聚乙烯醇溶液中；升高温度到60℃，加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，调节pH为9.00，使淀粉糊化50min，制得粘度适中、均匀的淀粉胶黏剂。(3)加入占淀粉胶黏剂质量10％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联剂，得到交联的室温固化木薯淀粉胶黏剂。经检测，本实施例所制得的淀粉胶黏剂的固体含量为32.5％，粘度为2560mpa·s，其性能检测如表1所示。实施例4一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将5.93gRS-2117型聚乙烯醇加到反应釜中，加入适量的蒸馏水，升温到90℃，配成质量分数为10％的溶液；降温到50℃，加入占淀粉干基质量2％的氧化剂过硫酸钾，氧化30min。(2)将84g木薯淀粉加到101.4g水中，配成质量分数为35％的淀粉乳液，将其加到聚乙烯醇溶液中；升高温度到60℃，加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，调节pH为9.35，使淀粉糊化50min，制得粘度适中、均匀的淀粉胶黏剂。(3)加入占淀粉胶黏剂质量15％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联剂，得到交联的室温固化木薯淀粉胶黏剂。经检测，本实施例所制得的淀粉胶黏剂的固体含量为33.1％，粘度为2570mpa·s，其性能检测如表1所示。实施例5一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将7.62gRS-1717型聚乙烯醇加到反应釜中，加入适量的蒸馏水，升温到95℃，配成质量分数为10％的溶液；降温到50℃，加入占淀粉干基质量2％的氧化剂过硫酸铵，氧化30min。(2)将84g木薯淀粉加到86g水中，配成质量分数为35％的淀粉乳液，将其加到聚乙烯醇溶液中；升高温度到60℃，加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，调节pH为8.88，使淀粉糊化50min，制得粘度适中、均匀的淀粉胶黏剂。(3)加入占淀粉胶黏剂质量10％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联剂，得到交联的室温固化木薯淀粉胶黏剂。经检测，本实施例所制得的淀粉胶黏剂的固体含量为33.5％，粘度为7570mpa·s，其性能检测如表1所示。实施例6一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将2.50gRS-1717型聚乙烯醇加到反应釜中，加入适量的蒸馏水，升温到95℃，配成质量分数为10％的溶液；降温到50℃，加入占淀粉干基质量2％的氧化剂过硫酸铵，氧化30min。(2)将84g木薯淀粉加到132g水中，配成质量分数为35％的淀粉乳液，将其加到聚乙烯醇溶液中；升高温度到60℃，加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，调节pH为8.88，使淀粉糊化50min，制得粘度适中、均匀的淀粉胶黏剂。(3)加入占淀粉胶黏剂质量12％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联剂，得到交联的室温固化木薯淀粉胶黏剂。经检测，本实施例所制得的淀粉胶黏剂的固体含量为32.3％，粘度为2010mpa·s，其性能检测如表1所示。实施例7一种室温固化木薯淀粉胶黏剂的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将5.89gRS-1717型聚乙烯醇加到反应釜中，加入适量的蒸馏水，升温到95℃，配成质量分数为10％的溶液；降温到50℃，加入占淀粉干基质量2％的复合氧化剂过硫酸铵和过硫酸钾(二者比例为1:1)，氧化30min。(2)将84g木薯淀粉加到101.4g水中，配成质量分数为35％的淀粉乳液，将其加到聚乙烯醇溶液中；升高温度到60℃，加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，调节pH为8.81，使淀粉糊化50min，制得粘度适中、均匀的淀粉胶黏剂。(3)加入占淀粉胶黏剂质量10％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联剂，得到交联的室温固化木薯淀粉胶黏剂。经检测，本实施例所制得的淀粉胶黏剂的固体含量为33.5％，粘度为3370mpa·s，其性能检测如表1所示。表1各配方下淀粉胶黏剂的性能测试序号固体含量(％)粘度(mpa·s)剪切干强度(MPa)剪切湿强度(MPa)实施例133.232008.971.36实施例232.826207.90.95实施例332.525608.810.19实施例433.125707.640.19实施例533.5757010.510.38实施例632.320104.810.87实施例733.533708.361.12以上测试中，固体含量按照GB/T14074-2006，用DHG-9625A型电热恒温鼓风干燥箱来测定；粘度按GB/T14074-2006，用NDJ-5S旋转黏度计测量；剪切强度按照HG/T2727-2010，采用CMT5504力学试验机对试件(30mm×25mm×10mm)剪切强度进行测试。当前第1页1 2 3