本发明涉及建筑材料领域，具体涉及胶黏剂的制备，尤其是涉及一种建筑装饰复合层板用耐水性无醛胶黏剂及制备方法。
背景技术：
目前建筑装饰、家具大量采用复合木板，木材加工业对胶黏剂的需求量很大，由于木板复合采用大量的粘接剂，而这些粘接剂大都为脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等含醛树脂，会长期释放醛，造成室内环境甲醛释放超标，不仅给环境造成影响，同时给人们的身体健康带来很大的危害。尽管目前采用一些对甲醛掩蔽、吸附、封闭等手段减少甲醛的释放，但只是减缓了甲醛的挥发时间。因此，生产和使用无醛环保黏合剂，对建筑复合木板的发展尤为重要。
以天然生物资源（如蛋白质、淀粉、纤维素等）为原料的胶黏剂成为研究者研究开发的热点，如以农产品加工过程中的大豆蛋白为原料制备的胶粘剂，可以降低刨花板行业的产品成本和对石化产业的依赖性。大豆基胶粘剂用于刨花板时表现出类似于或优于脲醛树脂胶粘剂的力学性能，这就表明，大豆基胶粘剂可以代替脲醛树脂胶粘剂用于室内建设和家具行业等领域中，从而避免了脲醛树脂胶粘剂中有毒气体的散发。目前大豆胶主要是由豆粉或大豆蛋白加入成胶剂和助剂调制而成，其干状黏结强度可达1.0mpa以上，具有良好的粘接强度。
专利申请号201210390439.0公开了一种无醛大豆粉末胶黏剂，由水100份、大豆粉20~70份、改性剂0.1~10份、交联剂20~120份、调节剂0.05~5份及还原剂0.1~3份制成。此发明不但胶合性能优良、耐水性好而且生产成本低、存储期长、运输方便、便于使用。本发明的制备方法，制备简单、可控性好、易于操作，易于工业化生产，生产成本低廉，具有很好的经济效益，有利于推广应用，具有广阔的应用前景。
专利申请号201710299992.6公开了一种封端异氰酸酯改性大豆蛋白木材胶黏剂的制备方法，此发明中使用小分子封端剂对二异氰酸酯的活性端-nco进行封端，以减缓-nco基与大豆蛋白的反应速率，延长异氰酸酯改性大豆蛋白胶黏剂的适用期，在高温条件下解封后，-nco基恢复活性，可以与降解后的大豆蛋白、木材发生交联反应，形成均匀的空间网状结构，增大其内聚强度，促进大豆蛋白与木材表面形成稳定的化学键。
专利申请号201510570586.x公开了一种常温固化的大豆蛋白基胶黏剂及应用方法。其制备工艺为：脱脂大豆粉50~90份、蒸馏水100~250份、复合碱4~9份、十二烷基苯磺酸钠0.4~1.2份、乙二醇1.0~2.0份、升温至70~90℃，保温反应1~3h后，冷却放料，得到大豆蛋白降解液。应用时，将第一板材被粘面即a面涂覆1~3份大豆蛋白降解液，第二板材被粘面即b面涂覆1~3份混合交联剂，将所述的a面与b面在1.0~2.0mpa压力下压合30~90min，泄压，常温放置12~36h。此发明的大豆蛋白基胶黏剂，原料易得、粘接强度高、耐水性佳，可常温固化，适用于人造板生产和家具制造。
专利申请号201210389222.8公开了一种纳米纤维素增强改性大豆蛋白木材胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂的原料组成为：脱脂豆粕粉25~30重量份，质量分数20%的naoh/ca(oh)2混合溶液10~15重量份，质量分数0.5%的纳米纤维素溶液45~50重量份，质量分数10%的聚乙二醇溶液10~15重量份。原料来源广泛，且无毒无污染。该胶黏剂的制备方法简单，易于工业化生产，具体步骤为：首先将脱脂豆粕加入到纳米纤维素溶液中，在室温下搅拌混合30~60min；接着加入naoh/ca(oh)2混合溶液，调节豆粕-纳米纤维素溶液的ph值至9~10，然后加入聚乙二醇溶液，搅拌均匀即可。
由此可见，现有技术中由于大豆蛋白胶水分含量高，制备的人造板需要长时间干燥，而且由于干燥会造成粘接缺陷；同时，大豆蛋白胶用于木材粘接加工时，耐水性较差，使得应用范围和使用寿命受限。根据已有技术报道，目前大豆蛋白胶黏剂的制备主要是利用强碱性水解降解大豆蛋白，使相对分子量很大的大豆蛋白分子发生必要的降解，降低其分子量，从而使得大豆蛋白易于水性溶解，但胶接性能显著降低，耐水性变差等问题。
技术实现要素：
为有效解决上述技术问题，本发明提出了一种建筑装饰复合层板用耐水性无醛胶黏剂及制备方法，显著改善了胶黏剂的耐水性，并且粘结强度高，使用性能好。
本发明的具体技术方案如下：
一种建筑装饰复合层板用耐水性无醛胶黏剂的制备方法，述耐水性无醛胶黏剂是由硬脂酸将乙二胺、聚乙二醇固定，再喷涂硅溶胶，进一步与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合而制得，具体的制备步骤为：
a、将乙二胺、聚乙二醇、硬脂酸、乳化剂在密闭空间内加热，并搅拌分散均匀，进一步雾化、冷凝，通过硬脂酸的冷凝凝固将乙二胺、聚乙二醇固定，制得固体颗粒；
b、在步骤a制得的固体颗粒的表面喷涂硅溶胶，制得由硅溶胶包覆的稳定的复合颗粒；
c、将步骤b制得的复合颗粒与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合均匀，制得耐水性无醛胶黏剂。
优选的，所述步骤a中，乙二胺30~40重量份、聚乙二醇52~66重量份、硬脂酸3~6重量份、乳化剂1~2重量份。
优选的，所述步骤a中，乳化剂为聚甘油硬脂酸酯、聚甘油油酸酯中的至少一种。
优选的，所述步骤a中，加热温度为60~65℃，加热时间为15~30min，冷凝温度为-5~-20℃。
优选的，所述步骤b中，硅溶胶的二氧化硅含量为10-15%。
优选的，所述步骤b中，固体颗粒80~85重量份、硅溶胶15~20重量份。
优选的，所述步骤c中，复合颗粒15~18重量份、大豆蛋白质3~5重量份、硼砂4~6重量份、水性聚氨酯预聚体22~25重量份、木质纤维4~6重量份、膨润土5~8重量份、去离子水32~47重量份。
优选的，所述步骤c中，水性聚氨酯预聚体的数均分子量为800~1200。
优选的，所述步骤c中，木质纤维的长度为1.5~2mm，堆积密度为20~22g/cm3。
常规方法中，大豆蛋白质、聚氨酯、异氰尿酸酯组成的复合胶黏剂尽管具有一定的粘接性，但由于不能在粘接时进一步扩链，使耐水性和粘接强度提高有限。本发明创造性地将乙二胺、聚乙二醇进行预先包覆固定，形成复合颗粒，加入由大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土组成的胶黏剂中，在粘接时受外因（压力和温度）的作用，乙二胺、聚乙二醇从复合颗粒中释放出来，使水性聚氨酯预聚体扩链，从而显著增加大豆蛋白质、木质纤维的粘接强度和耐水性。
本发明上述内容还提出一种建筑装饰复合层板用耐水性无醛胶黏剂，由以下步骤制得：a、将乙二胺、聚乙二醇、硬脂酸、乳化剂加热搅拌后雾化、冷凝，制得固体颗粒；b、在固体颗粒的表面喷涂硅溶胶，制得由硅溶胶包覆的稳定的复合颗粒；c、将复合颗粒与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合，制得耐水性无醛胶黏剂。
本发明的有益效果为：
1.提出了将乙二胺、聚乙二醇预先包覆固定制备建筑装饰复合层板用耐水性无醛胶黏剂的方法。
2.本发明制得的胶黏剂剂较佳的在粘接时，可以进一步受外因（压力和温度）释放扩链剂扩链，显著提高了胶黏剂的粘结强度和耐水性。
3.本发明制备的无醛胶黏剂，制备工艺简单，环境友好，适合于各种在压力和热压条件下成型的木质层压板、细木工板、低密度纤维板、中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板、饰面人造板等各种人造板。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
a、将乙二胺、聚乙二醇、硬脂酸、乳化剂在密闭空间内加热，并搅拌分散均匀，进一步雾化、冷凝，制得固体颗粒；
b、在步骤a制得的固体颗粒的表面喷涂硅溶胶，制得由硅溶胶包覆的稳定的复合颗粒；
c、将步骤b制得的复合颗粒与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合均匀，制得耐水性无醛胶黏剂。
步骤a中，乳化剂为聚甘油硬脂酸酯；步骤c中，木质纤维的平均长度为1.8mm，堆积密度为21g/cm3；
步骤a中，乙二胺35重量份、聚乙二醇59重量份、硬脂酸4重量份、乳化剂2重量份；步骤b中，硅溶胶的二氧化硅含量为10-15%；步骤b中，固体颗粒82重量份、硅溶胶18重量份；步骤c中，复合颗粒16重量份、大豆蛋白质4重量份、硼砂5重量份、水性聚氨酯预聚体24重量份、木质纤维5重量份、膨润土6重量份、去离子水40重量份；
步骤a中，加热温度为62℃，加热时间为20min，冷凝温度为-12℃。
实施例2
a、将乙二胺、聚乙二醇、硬脂酸、乳化剂在密闭空间内加热，并搅拌分散均匀，进一步雾化、冷凝，制得固体颗粒；
b、在步骤a制得的固体颗粒的表面喷涂硅溶胶，制得由硅溶胶包覆的稳定的复合颗粒；
c、将步骤b制得的复合颗粒与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合均匀，制得耐水性无醛胶黏剂。
步骤a中，乳化剂为聚甘油油酸酯；步骤c中，木质纤维的平均长度为1.5mm，堆积密度为20g/cm3；
步骤a中，乙二胺30重量份、聚乙二醇66重量份、硬脂酸3重量份、乳化剂1重量份；步骤b中，硅溶胶的二氧化硅含量为10-15%；步骤b中，固体颗粒80重量份、硅溶胶20重量份；步骤c中，复合颗粒15重量份、大豆蛋白质3重量份、硼砂4重量份、水性聚氨酯预聚体22重量份、木质纤维4重量份、膨润土5重量份、去离子水47重量份；
步骤a中，加热温度为60℃，加热时间为30min，冷凝温度为-5℃。
实施例3
a、将乙二胺、聚乙二醇、硬脂酸、乳化剂在密闭空间内加热，并搅拌分散均匀，进一步雾化、冷凝，制得固体颗粒；
b、在步骤a制得的固体颗粒的表面喷涂硅溶胶，制得由硅溶胶包覆的稳定的复合颗粒；
c、将步骤b制得的复合颗粒与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合均匀，制得耐水性无醛胶黏剂。
步骤a中，乳化剂为聚甘油硬脂酸酯；步骤c中，木质纤维的平均长度为1.6mm，堆积密度为21g/cm3；
步骤a中，乙二胺32重量份、聚乙二醇63重量份、硬脂酸4重量份、乳化剂1重量份；步骤b中，硅溶胶的二氧化硅含量为10-15%；步骤b中，固体颗粒81重量份、硅溶胶19重量份；步骤c中，复合颗粒16重量份、大豆蛋白质4重量份、硼砂5重量份、水性聚氨酯预聚体23重量份、木质纤维4重量份、膨润土6重量份、去离子水42重量份；
步骤a中，加热温度为61℃，加热时间为18min，冷凝温度为-10℃。
实施例4
a、将乙二胺、聚乙二醇、硬脂酸、乳化剂在密闭空间内加热，并搅拌分散均匀，进一步雾化、冷凝，制得固体颗粒；
b、在步骤a制得的固体颗粒的表面喷涂硅溶胶，制得由硅溶胶包覆的稳定的复合颗粒；
c、将步骤b制得的复合颗粒与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合均匀，制得耐水性无醛胶黏剂。
步骤a中，乳化剂为聚甘油油酸酯；步骤c中，木质纤维的平均长度为2mm，堆积密度为22g/cm3；
步骤a中，乙二胺40重量份、聚乙二醇52重量份、硬脂酸6重量份、乳化剂2重量份；步骤b中，硅溶胶的二氧化硅含量为10-15%；步骤b中，固体颗粒85重量份、硅溶胶15重量份；步骤c中，复合颗粒18重量份、大豆蛋白质5重量份、硼砂6重量份、水性聚氨酯预聚体25重量份、木质纤维6重量份、膨润土8重量份、去离子水32重量份；
步骤a中，加热温度为65℃，加热时间为15min，冷凝温度为-20℃。
实施例5
a、将乙二胺、聚乙二醇、硬脂酸、乳化剂在密闭空间内加热，并搅拌分散均匀，进一步雾化、冷凝，制得固体颗粒；
b、在步骤a制得的固体颗粒的表面喷涂硅溶胶，制得由硅溶胶包覆的稳定的复合颗粒；
c、将步骤b制得的复合颗粒与大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合均匀，制得耐水性无醛胶黏剂。
步骤a中，乳化剂为聚甘油硬脂酸酯；步骤c中，木质纤维的平均长度为1.8mm，堆积密度为22g/cm3；
步骤a中，乙二胺38重量份、聚乙二醇55重量份、硬脂酸5重量份、乳化剂2重量份；步骤b中，硅溶胶的二氧化硅含量为10-15%；步骤b中，固体颗粒84重量份、硅溶胶16重量份；步骤c中，复合颗粒17重量份、大豆蛋白质5重量份、硼砂5重量份、水性聚氨酯预聚体24重量份、木质纤维5重量份、膨润土7重量份、去离子水37重量份；
步骤a中，加热温度为64℃，加热时间为25min，冷凝温度为-16℃。
对比例1
直接将大豆蛋白质、硼砂、水性聚氨酯预聚体、木质纤维、膨润土、去离子水混合均匀，制得无醛胶黏剂；大豆蛋白质4重量份、硼砂5重量份、水性聚氨酯预聚体24重量份、木质纤维5重量份、膨润土6重量份、去离子水56重量份。
上述实施例1~5及对比例1制得的无醛胶黏剂，测试其粘结强度及耐水性试验的粘结强度，测试表征的方法或条件如下：
粘结强度：将本发明制得的胶黏剂均匀涂抹在500mm×500mm×2mm的木板上，采用双面涂胶法，涂胶量为120g/m2，按照木纹的交错方式粘合在一起，采用热压机先用1.4mpa压力下冷压，然后在150℃下热压7min，利用cmt5504电子万能材料试验机测定粘结强度，拉伸速度为1mm/min，测定5次计算平均值。
耐水性：将本发明制得的胶黏剂均匀涂抹在500mm×500mm×2mm的木板上，采用双面涂胶法，涂胶量为120g/m2，按照木纹的交错方式粘合在一起，接着25℃下平衡24h，然后置于65℃的水浴锅中，盖上锅盖浸渍，分别于1h、3h及6h时取出试件，利用cmt5504电子万能材料试验机测定粘结强度，拉伸速度为1mm/min，测定5次计算平均值。
结果如表1所示。
表1：