本发明属于人造板胶黏剂领域，具体涉及一种秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂及其制备方法。
背景技术：
异氰酸酯胶黏剂和脲醛树脂胶黏剂是秸秆人造板最常用的两类胶黏剂。异氰酸酯胶黏剂对各类秸秆原料均具有较高的粘接力，产品的尺寸稳定性和机械加工性能好、耐水、无甲醛释放。但是异氰酸酯胶黏剂的价格远远高于脲醛树脂胶黏剂，而且异氰酸酯胶黏剂在板材热压过程中容易产生严重的粘板现象，给生产操作带来负担，也降低了生产效率，这大大弱化了秸秆人造板不含游离甲醛的优势，影响了产品在市场上的竞争力。脲醛树脂胶黏剂价格低，对竹木材等有着优良的粘接性能，但因秸秆表面有不利于胶合的物质，采用木质人造板用的传统脲醛树脂胶黏剂，难以获得满意的粘接效果，而且脲醛树脂通常含有游离的甲醛等有毒化合物。此外，采用异氰酸酯胶黏剂或脲醛树脂胶黏剂制板，均需要较高的固化温度(通常为150℃左右)，因此能耗较高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂，由包括如下重量份的各组分制备得到：水玻璃35-55份、聚氧化乙烯水溶液7-13份、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)0.04-0.07份、柔性不饱和聚酯树脂11-24份、环烷酸钴苯乙烯溶液3.3-7.2份、硅烷偶联剂0.1-0.4份、过氧化甲乙酮3-7份、聚磷酸铵1-3.5份、碱式硫酸镁晶须1-4份、拉开粉0.5-5份。
优选的，所述聚氧化乙烯水溶液中聚氧化乙烯的质量分数为3％-8％。
优选的，所述环烷酸钴苯乙烯溶液中环烷酸钴苯乙烯的质量分数为0.5％-2.5％。
为实现本发明的目的，本发明还提供一种秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将7-13份聚氧化乙烯水溶液和0.04-0.07份壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)混合，搅拌乳化20-50min，得到聚氧化乙烯乳液；将35-55份水玻璃逐滴加入所述聚氧化乙烯乳液中，滴加完毕后，持续搅拌30-60min，得到聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液；(2)将由11-24份柔性不饱和聚酯树脂、0.1-0.4份硅烷偶联剂、3.3-7.2份环烷酸钴苯乙烯溶液组成的混合物A添加到步骤(1)制备得到的聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液中，混合均匀，得到聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系；(3)在施胶前，将3-7份过氧化甲乙酮、1-3.5份聚磷酸铵、1-4份碱式硫酸镁晶须和0.5-5份拉开粉组成的混合物B加到步骤(2)得到的聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系中，搅拌混合均匀，得到所述秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂。
聚氧化乙烯是具有柔软性和高强度特点的结晶性热塑性树脂，其本身耐细菌侵蚀，不易腐败，且其溶液在低浓度下即具有很高的粘性，具有增粘、增稠、润滑、缓释等性能，而且与其他树脂的相容性好。不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲和压缩强度，耐水、耐酸碱性能好，价格低廉，可室温固化等优点。本发明的制备方法中首先利用乳化技术得到聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液；接着将混有偶联剂和引发/交联剂的柔性不饱和聚酯树脂混入上述聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液中，得到聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂三元混合体系；在施胶前，将固化剂、阻燃剂、增强剂、渗透剂等掺入上述三元混合体系中，即得到本发明的秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的水玻璃基胶黏剂对农作物秸秆碎料和纤维均具有优异的胶黏性能，秸秆人造板的内结合强度最高可达1.13MPa，静曲强度的最大值达到19.76MPa，吸水厚度膨胀率的最低值仅为2.63％；(2)本发明的水玻璃基胶黏剂及由其制备的秸秆人造板无人工甲醛释放，环保性能和阻燃性能突出；(3)本发明的水玻璃基胶黏剂在常温下即可实现固化，不粘板，能耗低；(4)本发明的水玻璃基胶黏剂制备工艺简单，易于工业化推广和生产应用，成本低，价格与脲醛树脂胶黏剂相当。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例：
实施例1
本实施例所述的秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂，由包括如下重要份的各组分制备得到：水玻璃35份；质量分数为3％的聚氧化乙烯水溶液10份；壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)0.05份；柔性不饱和聚酯树脂11份；质量分数为1％的环烷酸钴苯乙烯溶液3.3份；硅烷偶联剂0.25份；过氧化甲乙酮3份；聚磷酸铵3.5份；碱式硫酸镁晶须1份；拉开粉3份。
本实施例所述的秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂是通过如下方法制备得到的：
(1)将10份质量分数为3％的聚氧化乙烯水溶液和0.05份壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)加入反应瓶中混合，搅拌乳化35min，得到聚氧化乙烯乳液；将35份水玻璃逐滴加入所述聚氧化乙烯乳液中，滴加完毕后，持续搅拌45min，得到聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液；
(2)将由11份柔性不饱和聚酯树脂、0.25份硅烷偶联剂、3.3份质量分数为1％的环烷酸钴苯乙烯溶液组成的混合物A添加到步骤(1)制备得到的聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液中，搅拌使之混合均匀，得到聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系；
(3)在施胶前，将由3份过氧化甲乙酮、3.5份聚磷酸铵、1份碱式硫酸镁晶须和3份拉开粉组成的混合物B加到步骤(2)得到的聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系中，搅拌混合均匀，得到本实施例所述的秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂。
以玉米秸秆碎料为原料，含水率控制在15％以内，加入占材料总量30wt％的本实施例制备的水玻璃基胶黏剂，混料均匀后填入模具铺装，于室温下利用平压机压制成型，锁模1-4h，制成密度为0.7g/cm3的玉米秸秆碎料板。甲醛释放量按GB18580-2001《室内装饰材料人造板及其制品甲醛释放限量》测试未检出。内结合强度、静曲强度、吸水厚度膨胀率按GB/T17657-2013《人造板及饰面板理化性能试验方法》测试，其值分别为0.97MPa、16.54MPa和3.81％。
实施例2
一种秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂，由包括如下重要份的各组分制备得到：水玻璃40份；质量分数为5％的聚氧化乙烯水溶液13份；壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)0.07份；柔性不饱和聚酯树脂17.5份；质量分数为0.5％的环烷酸钴苯乙烯溶液5.1份；硅烷偶联剂0.1份；过氧化甲乙酮5份；聚磷酸铵2.3份；碱式硫酸镁晶须4份；拉开粉0.5份。
本实施例的秸秆人造板用水玻璃胶黏剂的制备方法，具体步骤为：
(1)将13份质量分数为5％聚氧化乙烯水溶液和0.07份壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)加入反应瓶中混合，搅拌乳化50min，得到聚氧化乙烯乳液；将40份水玻璃逐滴加入所述聚氧化乙烯乳液中，滴加完毕后，持续搅拌30min，得到聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液；
(2)将由17.5份柔性不饱和聚酯树脂、0.1份硅烷偶联剂、5.1份质量分数为0.5％环烷酸钴苯乙烯溶液组成的混合物A添加到步骤(1)制备的聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液中，搅拌使之混合均匀，得到聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系；
(3)在施胶前，将由5份过氧化甲乙酮、2.3份聚磷酸铵、4份碱式硫酸镁晶须和0.5份拉开粉组成的混合物B添加到步骤(2)得到的聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系中，搅拌混合均匀，得到本实施例所述的秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂。
以稻草纤维为原料，含水率控制在15％以内，加入占材料总量20wt％的本实施例制备的水玻璃基胶黏剂，混料均匀后填入模具铺装，于室温下利用平压机压制成型，锁模1-4h，制成密度为0.7g/cm3的稻草纤维板。甲醛释放量按GB18580-2001《室内装饰材料人造板及其制品甲醛释放限量》测试未检出。内结合强度、静曲强度、吸水厚度膨胀率按GB/T 17657-2013《人造板及饰面板理化性能试验方法》测试，其值分别为1.13MPa、19.76MPa和2.63％。
实施例3
一种秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂，由包括如下重要份的各组分制备得到：水玻璃55份；质量分数为8％的聚氧化乙烯水溶液7份；壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)0.04份；柔性不饱和聚酯树脂24份；质量分数为2.5％的环烷酸钴苯乙烯溶液7.2份；硅烷偶联剂0.4份；过氧化甲乙酮7份；聚磷酸铵1份；碱式硫酸镁晶须2.5份；拉开粉5份。
本实施例的秸秆人造板用水玻璃胶黏剂的制备方法，具体步骤为：
(1)将7份质量分数为7％的聚氧化乙烯水溶液和0.04份壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)加入反应瓶中混合，搅拌乳化20min，得到聚氧化乙烯乳液；将55份水玻璃逐滴加入所述聚氧化乙烯乳液中，滴加完毕后，持续搅拌60min，得到聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液；
(2)将由24份柔性不饱和聚酯树脂、0.4份硅烷偶联剂、7.2份质量分数为2.5％的环烷酸钴苯乙烯溶液组成的混合物A添加到步骤(1)制备的聚氧化乙烯-水玻璃复合乳液中，搅拌使之混合均匀，得到聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系；
(3)在施胶前，将由7份过氧化甲乙酮、1份聚磷酸铵、2.5份碱式硫酸镁晶须和5份拉开粉组成的混合物B加到步骤(2)得到的聚氧化乙烯-水玻璃-不饱和聚酯树脂混合体系中，搅拌混合均匀，得到本实施例所述的秸秆人造板用水玻璃基胶黏剂。
以麦秸纤维为原料，含水率控制在15％以内，加入占材料总量40wt％的本实施例制备的水玻璃基胶黏剂，混料均匀后填入模具铺装，于室温下利用平压机压制成型，锁模1-4h，制成密度为0.7g/cm3的麦秸纤维板。甲醛释放量按GB18580-2001《室内装饰材料人造板及其制品甲醛释放限量》测试未检出。内结合强度、静曲强度、吸水厚度膨胀率按GB/T 17657-2013《人造板及饰面板理化性能试验方法》测试，其值分别为1.04MPa、17.93MPa和3.27％。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。