本发明属于胶黏剂领域，具体涉及一种环保型木材胶黏剂及其使用方法。
背景技术：
木材胶黏剂是将木材与木材或其他物体的表面胶接成为一体的材料。利用胶接技术，将不同规格、不同性质的木质纤维原料进行胶接、重组及复合加工，生产出适用于不同使用要求的板材、方材及模压制品等。这些都离不开胶黏剂和胶接技术。为此，胶黏剂和胶接技术在木材加工领域中的地位就显得更为重要。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，对木质材料的需求也在不断的增加，由于木材的需求量和产量激增，对所需的胶黏剂需求量增长也非常迅速，我国约有70%的胶黏剂用于木材加工业。我国胶黏剂产业发展迅速，产量急剧增长，但我国胶黏剂生产非常分散，具有大规模而且高水平的厂家不过百家，多数企业生产技术水平低、设备陈旧简陋、科技力量薄弱、产品质量不高、三废排放不符合国家环保要求，一些相关指标缺乏相应的检验要求和标准，这一系列问题使得胶黏剂行业存在较大的资源浪费和环境污染问题。
当前木材行业所使用的胶黏剂仍然以源自于石油资源的合成树脂胶黏剂为主，如酚醛树脂和脲醛树脂，该类胶黏剂不仅性能优异，而且价格低廉，应用技术成熟。但同时耐水性较差，游离甲醛含量高，这些胶黏剂在生产和使用的过程中都会释放出大量的甲醛，尤其在室内装潢和家具板材中，因为甲醛并不完全缩聚，往往有相当部分以游离状态存在，会逐渐向周围发散而造成环境污染，导致污染环境和危害公众健康，为此，有必要研发一种木材用无毒、绿色环保型的胶黏剂。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前木材胶黏剂耐水性较差，游离甲醛含量高，毒性大，污染环境和危害公众健康的问题，本发明提高了一种环保型木材胶黏剂及其使用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种环保型木材胶黏剂，包括浸润组份、胶黏增强组份；
所述浸润组份为按质量比1:3~6:2，将添加剂、复合液及保护剂；
所述胶黏增强剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取木屑、表面活性剂及水按质量比4:1:2~3放入球磨机中进行球磨，收集球磨物，将球磨物与乙醇溶液按质量比1:3放入蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，收集蒸汽爆破物；
（2）将蒸汽爆破物进行减压蒸馏回收乙醇，收集剩余物，按重量份数计，取80~90份氢氧化钠溶液、60~80份水、30~40份剩余物、18~22份牛磺酸、14~17份n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺、11~13份二乙烯基苯、4~7份纳米二氧化钛、1~4份焦磷酸亚铁及3~6份钙黏蛋白；
（3）将氢氧化钠溶液、剩余物、纳米二氧化钛放入容器中，在60~65℃下搅拌16~18h，过滤，收集滤饼，将滤饼洗涤至中性，放入反应器中，再加入牛磺酸、焦磷酸亚铁，使用氮气保护，升温至60~90℃，预热，再加入n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺，升温至105~110℃，保温；
（4）在保温结束后，冷却至室温，收集反应器中物质，冷冻干燥，收集冷冻干燥物，将冷冻干燥物、二乙烯基苯、钙黏蛋白进行碾磨，收集碾磨物，即得胶黏增强剂。
优选的，所述混合酶为按质量比3:1~1.6，将过氧化物酶、扩展蛋白混合而成。
优选的，所述混合液为按质量比1：6：2，将硫酸铜、水及乙二醇进行混合，再滴加6mol/l氨水，在有沉淀生成后，继续滴加氨水直至沉淀完全溶解，即得混合液。
优选的，所述保护剂为氨磷汀与0.1mol/l氯化钠溶液按质量比1：20~25混合而成。
优选的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵中的任意一种。
本发明还提供了环保型木材胶黏剂的使用方法，该使用方法包括如下步骤：
a.取板材，将浸润组份按10~13mg/cm2，均匀涂抹在板材两侧，将涂抹后的板材置于28~35℃下静置4~6h，随后再在70~80℃下放置10~15min，得预处理板材；
b.将胶黏增强剂与水按质量比4:11~12混合，将混合物按13~16g/cm2，均匀涂抹在预处理板材两侧，将涂抹后的预处理板材进行叠放，叠放个数为2~4块，并置于压机中，在108~115℃，1.5~1.8mpa下热压3~5min，即可。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过浸润组份中的混合液首先对木材表面进行浸润，通过混合液中的乙二醇渗透性将浸润组份中的其他物质带入，再利用混合液中形成的铜氨溶液对木材内部细胞中的细胞壁进行破坏，扩大其中的孔隙，并且将铜负载在细胞壁上，由于细胞壁的孔隙的扩大，使混合酶中的过氧化酶对细胞壁的物质如胶质等物质进行处理，进一步增加孔隙，并且利用扩展蛋白使细胞壁疏展，但为了避免细胞膜受到破坏，使用氨磷汀对细胞膜进行保护；
（2）本发明在通过浸润组份对木材表面进行处理后，再使用胶黏增强组份对其进行处理，首先利用蒸汽爆破对木屑进行处理，使其中的纤维素、木质素等物质进行破裂或降解，在焦磷酸亚铁的引发作用下，通过n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺对木屑进行磺化处理，并且负载牛磺酸，通过利用牛磺酸的作用增加了磺化木屑颗粒与细胞壁被破坏的木材细胞的结合，并且利用钙黏蛋白与木材细胞膜进行结合，对木材细胞进行补充，使其形成伪完整木材细胞，同时磺化木屑吸附负载在细胞壁上的铜，增加了两者间的结合度，使胶黏增强组份作为木材表面细胞间结合的纽带，增加了木材间结合力度，同时在热压过程中二乙烯基苯作为交联剂使物质间进行交联，进一步增加胶黏强度，同时在纳米二氧化钛的作用下进行自聚合，进一步增加了胶黏强度，同时提高了耐水性能。
本发明的浸润组份和胶黏增强组份具有协同作用，使本发明安全无危害，且无甲醛释放，同时黏接性能好，耐水性高，对人体及环境无害。
具体实施方式
混合酶的配制：按质量比3:1~1.6，将过氧化物酶、扩展蛋白混合而成。
混合液的配制：按质量比1：6：2，将硫酸铜、水及乙二醇进行混合，再滴加6mol/l氨水，在有沉淀生成后，继续滴加氨水直至沉淀完全溶解，即得混合液。
保护剂饿配制：氨磷汀与0.1mol/l氯化钠溶液按质量比1：20~25混合而成。
表面活性剂的选择：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵中的任意一种。
浸润组份的配制：按质量比1:3~6:2，将添加剂、复合液及保护剂；
胶黏增强剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取木屑、表面活性剂及水按质量比4:1:2~3放入球磨机中以900r/min进行球磨40min，收集球磨物，将球磨物与乙醇溶液按质量比1:3放入蒸汽爆破装置中，设定压力为1.6~2.1mpa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集蒸汽爆破物；
（2）将蒸汽爆破物进行减压蒸馏回收乙醇，收集剩余物，按重量份数计，取80~90份氢氧化钠溶液、60~80份水、30~40份剩余物、18~22份牛磺酸、14~17份n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺、11~13份二乙烯基苯、4~7份纳米二氧化钛、1~4份焦磷酸亚铁及3~6份钙黏蛋白；
（3）将氢氧化钠溶液、剩余物、纳米二氧化钛放入容器中，在60~65℃下搅拌16~18h，过滤，收集滤饼，将滤饼洗涤至中性，放入反应器中，再加入牛磺酸、焦磷酸亚铁，使用氮气保护，升温至60~90℃，预热50min，再加入n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺，升温至105~110℃，保温1~3h；
（4）在保温结束后，冷却至室温，收集反应器中物质，冷冻干燥，收集冷冻干燥物，使用丙酮、乙醇、乙醚对冷冻干燥物进行洗涤，再将冷冻干燥物、二乙烯基苯、钙黏蛋白以600r/min进行碾磨40min，收集碾磨物，即得胶黏增强剂。
一种环保型木材胶黏剂，包括浸润组份、胶黏增强组份；
本发明还提供了环保型木材胶黏剂的使用方法，该使用方法包括如下步骤：
a.取板材，将浸润组份按10~13mg/cm2，均匀涂抹在板材两侧，将涂抹后的板材置于28~35℃下静置4~6h，随后再在70~80℃下放置10~15min，得预处理板材；
b.将胶黏增强剂与水按质量比4:11~12混合，将混合物按13~16g/cm2，均匀涂抹在预处理板材两侧，将涂抹后的预处理板材进行叠放，叠放个数为2~4块，并置于压机中，在108~115℃，1.5~1.8mpa下热压3~5min，即可。
混合酶的配制：按质量比3:1，将过氧化物酶、扩展蛋白混合而成。
混合液的配制：按质量比1：6：2，将硫酸铜、水及乙二醇进行混合，再滴加6mol/l氨水，在有沉淀生成后，继续滴加氨水直至沉淀完全溶解，即得混合液。
保护剂饿配制：氨磷汀与0.1mol/l氯化钠溶液按质量比1：20混合而成。
表面活性剂的选择：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
浸润组份的配制：按质量比1:3:2，将添加剂、复合液及保护剂；
胶黏增强剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取木屑、表面活性剂及水按质量比4:1:2放入球磨机中以900r/min进行球磨40min，收集球磨物，将球磨物与乙醇溶液按质量比1:3放入蒸汽爆破装置中，设定压力为1.6mpa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集蒸汽爆破物；
（2）将蒸汽爆破物进行减压蒸馏回收乙醇，收集剩余物，按重量份数计，取80份氢氧化钠溶液、60份水、30份剩余物、18份牛磺酸、14份n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺、11份二乙烯基苯、4份纳米二氧化钛、1份焦磷酸亚铁及3份钙黏蛋白；
（3）将氢氧化钠溶液、剩余物、纳米二氧化钛放入容器中，在60℃下搅拌16h，过滤，收集滤饼，将滤饼洗涤至中性，放入反应器中，再加入牛磺酸、焦磷酸亚铁，使用氮气保护，升温至60℃，预热50min，再加入n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺，升温至105℃，保温1h；
（4）在保温结束后，冷却至室温，收集反应器中物质，冷冻干燥，收集冷冻干燥物，使用丙酮、乙醇、乙醚对冷冻干燥物进行洗涤，再将冷冻干燥物、二乙烯基苯、钙黏蛋白以600r/min进行碾磨40min，收集碾磨物，即得胶黏增强剂。
一种环保型木材胶黏剂，包括浸润组份、胶黏增强组份；
本发明还提供了环保型木材胶黏剂的使用方法，该使用方法包括如下步骤：
a.取板材，将浸润组份按10mg/cm2，均匀涂抹在板材两侧，将涂抹后的板材置于28℃下静置4h，随后再在70℃下放置10min，得预处理板材；
b.将胶黏增强剂与水按质量比4:11混合，将混合物按13g/cm2，均匀涂抹在预处理板材两侧，将涂抹后的预处理板材进行叠放，叠放个数为2块，并置于压机中，在108℃，1.5mpa下热压3min，即可。
混合酶的配制：按质量比3:1.6，将过氧化物酶、扩展蛋白混合而成。
混合液的配制：按质量比1：6：2，将硫酸铜、水及乙二醇进行混合，再滴加6mol/l氨水，在有沉淀生成后，继续滴加氨水直至沉淀完全溶解，即得混合液。
保护剂饿配制：氨磷汀与0.1mol/l氯化钠溶液按质量比1：25混合而成。
表面活性剂的选择：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵。
浸润组份的配制：按质量比1:6:2，将添加剂、复合液及保护剂；
胶黏增强剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取木屑、表面活性剂及水按质量比4:1:3放入球磨机中以900r/min进行球磨40min，收集球磨物，将球磨物与乙醇溶液按质量比1:3放入蒸汽爆破装置中，设定压力为2.1mpa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集蒸汽爆破物；
（2）将蒸汽爆破物进行减压蒸馏回收乙醇，收集剩余物，按重量份数计，取90份氢氧化钠溶液、80份水、40份剩余物、22份牛磺酸、17份n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺、13份二乙烯基苯、7份纳米二氧化钛、4份焦磷酸亚铁及6份钙黏蛋白；
（3）将氢氧化钠溶液、剩余物、纳米二氧化钛放入容器中，在65℃下搅拌18h，过滤，收集滤饼，将滤饼洗涤至中性，放入反应器中，再加入牛磺酸、焦磷酸亚铁，使用氮气保护，升温至90℃，预热50min，再加入n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺，升温至110℃，保温3h；
（4）在保温结束后，冷却至室温，收集反应器中物质，冷冻干燥，收集冷冻干燥物，使用丙酮、乙醇、乙醚对冷冻干燥物进行洗涤，再将冷冻干燥物、二乙烯基苯、钙黏蛋白以600r/min进行碾磨40min，收集碾磨物，即得胶黏增强剂。
一种环保型木材胶黏剂，包括浸润组份、胶黏增强组份；
本发明还提供了环保型木材胶黏剂的使用方法，该使用方法包括如下步骤：
a.取板材，将浸润组份按13mg/cm2，均匀涂抹在板材两侧，将涂抹后的板材置于35℃下静置6h，随后再在80℃下放置15min，得预处理板材；
b.将胶黏增强剂与水按质量比4:12混合，将混合物按16g/cm2，均匀涂抹在预处理板材两侧，将涂抹后的预处理板材进行叠放，叠放个数为4块，并置于压机中，在115℃，1.8mpa下热压5min，即可。
混合酶的配制：按质量比3:1.3，将过氧化物酶、扩展蛋白混合而成。
混合液的配制：按质量比1：6：2，将硫酸铜、水及乙二醇进行混合，再滴加6mol/l氨水，在有沉淀生成后，继续滴加氨水直至沉淀完全溶解，即得混合液。
保护剂饿配制：氨磷汀与0.1mol/l氯化钠溶液按质量比1：22.5混合而成。
表面活性剂的选择：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
浸润组份的配制：按质量比1:4.5:2，将添加剂、复合液及保护剂；
胶黏增强剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取木屑、表面活性剂及水按质量比4:1:2.5放入球磨机中以900r/min进行球磨40min，收集球磨物，将球磨物与乙醇溶液按质量比1:3放入蒸汽爆破装置中，设定压力为1.85mpa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集蒸汽爆破物；
（2）将蒸汽爆破物进行减压蒸馏回收乙醇，收集剩余物，按重量份数计，取85份氢氧化钠溶液、70份水、35份剩余物、20份牛磺酸、15.5份n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺、12份二乙烯基苯、5.5份纳米二氧化钛、2.5份焦磷酸亚铁及4.5份钙黏蛋白；
（3）将氢氧化钠溶液、剩余物、纳米二氧化钛放入容器中，在63℃下搅拌17h，过滤，收集滤饼，将滤饼洗涤至中性，放入反应器中，再加入牛磺酸、焦磷酸亚铁，使用氮气保护，升温至75℃，预热50min，再加入n-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺，升温至107℃，保温2h；
（4）在保温结束后，冷却至室温，收集反应器中物质，冷冻干燥，收集冷冻干燥物，使用丙酮、乙醇、乙醚对冷冻干燥物进行洗涤，再将冷冻干燥物、二乙烯基苯、钙黏蛋白以600r/min进行碾磨40min，收集碾磨物，即得胶黏增强剂。
一种环保型木材胶黏剂，包括浸润组份、胶黏增强组份；
本发明还提供了环保型木材胶黏剂的使用方法，该使用方法包括如下步骤：
a.取板材，将浸润组份按11.5mg/cm2，均匀涂抹在板材两侧，将涂抹后的板材置于31℃下静置5h，随后再在75℃下放置12.5min，得预处理板材；
b.将胶黏增强剂与水按质量比4:11.5混合，将混合物按14.5g/cm2，均匀涂抹在预处理板材两侧，将涂抹后的预处理板材进行叠放，叠放个数为3块，并置于压机中，在111℃，1.65mpa下热压4min，即可。
对比例1只有浸润组份，其中浸润组份的制备与实施例2中浸润组份的制备方法相同。将制备所得浸润组份应用于木材间的粘结，实验发现，木材之间无任何粘结力，胶合效果为零。
对比例2只有胶黏增强组份，其中胶黏增强组份的制备与实施例2中胶黏增强组份的制备方法相同。使用胶黏增强组份制作而成的胶合板进行锯块作样品实验，测试胶合强度。样品放入常温下水中浸泡7天，吸水膨胀系数为0.8毫米，15天后，样品四角膨胀2毫米。
对比例3：深圳市某公司生产的木材胶黏剂。
将上述实施例所得胶黏剂与对比例3的胶黏剂分别应用于同一批次木板中，分别测试其胶合强度、耐水性与甲醛释放量，胶合强度按gb/t17657-2013中4.17的规定检测，甲醛释放量按gb/t17657-2013中的4.59干燥器法进行检测，耐水性试验方法：选取松木块，分别涂抹本发明的胶黏剂与对比例3中的胶黏剂，放入水中浸泡24小时，之后，一起拿到室外放置，观察开裂情况。测试结果见表1。
表1：
由实施例1~3的数据可知，实施例2为最优实施例，所获得的胶黏剂综合性能最好。综合上述，本发明的胶黏剂各项性能均优于市售产品，且本发明的浸润组份和胶黏增强组份具有协同作用，使本发明安全无危害，无甲醛释放，同时黏接性能好，耐水性高，对人体及环境无害，值得大力推广使用。