人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂以及胶粘剂的制备方法
【专利摘要】一种人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂以及胶粘剂的制备方法，该添加剂含有海泡石粉、羧甲基甘薯渣、木薯渣、玉米芯渣及oat废料，各原料组分的重量份数为：羧甲基甘薯渣100，木薯渣20-40，海泡石粉50-70，oat废料5-20，将原料按上述比例混合均匀，制得脲醛树脂添加剂。将上述的添加剂与脲醛树脂按照重量份数20-30：100的比例混合均匀，得到本发明的脲醛树脂胶粘剂。本发明制作方法简单，添加剂与脲醛树脂胶粘剂具有良好的混合性，能够赋予脲醛树脂较好的预压性，保证胶合板、细木工板生产效率；添加剂可与人造板生产中产生的甲醛反应，减少人造板甲醛释放量。
【专利说明】
人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂以及胶粘剂的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种胶粘剂的添加剂及其含该添加剂的胶粘剂，特别涉及一种人造板 用脲醛树脂胶粘剂的添加剂及其脲醛树脂胶粘剂的制备方法。
【背景技术】
[0003] 近年来我国人造板产量一直高居世界首位。2012年，我国人造板产量2. 86亿m3， 同比增长19. 7%。其中：刨花板1289万m3,同比增长7. 2% ;纤维板5554万m3,同比增长 13. 1% ;胶合板1. 42亿m3,同比增长18. 3% ;装饰板2. 86亿m2,同比增长4%。木家具产量 2. 39亿件，复合木地板4. 25亿m2,实木地板9227万m2。人造板总产量、胶合板产量、家具产 量、木质地板产量连续多年位居世界首位。仅胶合板(含细木工板)每年消耗胶粘剂1000多 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， 为此每年要消耗小麦面粉200-300万吨，折合人民币40-60亿元。
[0004] 目前，人造板生产中普遍采用的胶粘剂是甲醛系合成树脂，主要是脲醛树脂及其 改性产品。虽然经过多年的努力，我国人造板胶粘剂生产水平有了很大提高，人造板及其制 品环保特性有了很大改善，但是仍有不少企业生产的人造板特别是胶合板(含细木工板）及 其制品(家具、木地板、室内木质装饰材料等）存在着较为严重的甲醛释放问题，是室内空气 污染中甲醛污染的主要来源。目前，降低人造板甲醛释放量的方法主要有如下几种：1)采用 低摩尔比改性脲醛树脂胶粘剂；2)采用其他环保型胶粘剂；3)在人造板用脲醛树脂胶粘剂 中加入甲醛捕捉剂；4)对人造板进行后处理。但是，这些技术方法都存在着诸多缺陷。例 如：1)采用低摩尔比改性脲醛树脂胶粘剂虽然能够有效降低人造板产品的甲醛释放量，但 是产品的胶合强度也往往降低，不能满足使用要求；并且固化时间延长，生产效率降低；2) 采用其他环保型胶粘剂，如异氰酸酯类胶粘剂，导致人造板的生产成本大幅度增加，企业和 用户都难以接受；采用普通的蛋白胶粘剂制备的人造板胶合强度低，人造板易开胶；3)在 人造板用脲醛树脂胶粘剂中加入甲醛捕捉剂，虽然能够有效降低人造板游离甲醛释放量， 但是往往同时降低人造板的胶合强度；同时，一般甲醛捕捉剂价格往往远远高于脲醛树脂 胶粘剂，其加入就提高了产品成本，降低了产品竞争力；4)对人造板进行后处理，如中国 专利CN1526528公开了一种"El / E0级人造板的制造工艺"；CN2394770公开了一种"降 低人造板甲醛释放量的处理装置"，这些后处理方法，不仅使得人造板的制造工艺复杂，而 且后处理设备投资巨大，生产成本明显提高。综上所述，上述措施虽然能够有效降低人造板 甲醛释放量，但是常常由于生产成本高或工艺性差而无法推广。
[0005] 目前，为了提高胶粘剂预压性能，除了普遍采用在胶粘剂中添加面粉作为胶 粘剂填料之外，也有研究或专利技术尝试采用其他物质替代面粉。中国专利公开号为 101089109A公开了一种"人造板用胶添加剂"，按重量百分比，由70-100%的实木木粉和 0-30%的滑石粉混合搅拌均匀而成。实木木粉为含水率10%以内，过260/300目筛的实木 木粉；滑石粉为含水率为10%以内，过325/400目筛的滑石粉。实木木粉可由竹、秸杆及植 物材料粉替代。滑石粉，可由石膏粉、石灰粉及其他矿物粉替代。采用该添加剂所制造的人 造板具有平滑、不开裂、不塌陷、不霉变等优点，但是所制备的人造板的甲醛释放量大，环境 污染严重；另外，专利中没有提及预压性，但考虑到滑石粉及木粉的性质，该专利产品作为 添加剂，难以保证脲醛树脂胶粘剂预压性。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对以上现有技术存在的问题，一是提供一种人造板用脲醛树脂 的添加剂，二是提供一种含该添加剂的人造板用脲醛树脂胶粘剂的制备方法。
[0008] 本发明提供的添加剂是一种以海泡石粉、羧甲基甘薯渣、木薯渣、木糖醇渣及oat 废料为主成份的物质，该添加剂能够替代常规的面粉添加剂加入到脲醛树脂中，制备人造 板时，赋予胶粘剂良好的预压性，同时能够降低人造板甲醛释放量，保证人造板物理力学性 能。
[0009] 实现上述目的采用以下技术方案： 一种人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂，该添加剂含有海泡石粉、羧甲基甘薯渣、木薯 渣、玉米芯渣及oat废料，各原料组分的重量份数为：羧甲基甘薯渣100,木薯渣20-40,海泡 石粉50-70, oat废料5-20,将原料按上述比例混合均匀，制得脲醛树脂添加剂。
[0010] 所述的海泡石粉为100目以上的淡白或灰白色粉末。
[0011] 所述的羧甲基甘薯渣淀粉量为30%。
[0012] 所述的木薯渣为木薯淀粉加工的下脚料，淀粉含量为20%。
[0013] 所述的玉米芯渣是生产木糖醇的下脚料，颗粒度大于100目，含水率小于6%。
[0014] 所述的oat废料为三聚氰胺生产企业的下脚料，氮含量为56%。
[0015] -种人造板用脲醛树脂胶粘剂的制备方法，将上述的添加剂与脲醛树脂按照重量 份数20-30 :100的比例混合均匀，得到本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0016] 所述的脲醛树脂是尿素与甲醛的混合物，其尿素与甲醛的摩尔比为1 :1. 1。
[0017] 脲醛树脂的性能指标如下：固体含量50-55%，pH值L 0-7. 6，粘度20°C 150-300 mPa · s，游离甲醛含量< 0. 3%，贮存期20-30天。
[0018] 采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的显著效果在于： 1、 本发明制作方法简单，添加剂与脲醛树脂胶粘剂具有良好的混合性，能够赋予脲醛 树脂较好的预压性，保证胶合板、细木工板生产效率； 2、 本发明添加剂可与人造板生产中产生的甲醛反应，减少人造板甲醛释放量； 3、 本发明添加剂与脲醛树脂胶粘剂混合使用，制造的人造板力学性能不但不会降低， 而且有所提尚； 4、 本发明添加剂本身的制造成本远远低于面粉，利用其作为面粉的替代品，因此保证 了人造板的制造成本不会提高，而有所降低； 5、 本发明添加剂主要原料海泡石、羧甲基甘薯渣、木薯渣、玉米芯渣，不仅来源广泛，价 格低廉，而且还可以节约资源，保护环境，具有重要的经济与社会效益。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体实施例详细描述本发明的内容。
[0021] 本发明提供的添加剂是一种以海泡石粉、羧甲基甘薯渣、木薯渣、木糖醇渣及oat 废料为主成份的混合物。
[0022] 本发明采用的海泡石的性能指标如下： 外观 淡白或灰白色粉末 海泡石含量（％) >80 比重（g/cm3) 1-2.3 粒度（目） 200 水分（％) <1. 5 本发明采用尿素与甲醛的摩尔比为1 :1. 1的脲醛树脂，脲醛树脂的性能指标如下： 固体含量50-55%，pH值7. 0-7. 6,粘度（20 °C ) 150-300 mPa · s，游离甲醛含量 < 0. 3%，贮存期20-30天。 本发明使用的脲醛树脂不限于该脲醛树脂，工厂普遍采用的各种普通脲醛树脂和改性 脲醛树脂也都适用；同时也适用于酚醛树脂及三聚氰胺-甲醛树脂。
[0023] 本发明的海泡石粉为100目以上的淡白或灰白色粉末，粒度选择为100目以上，优 选为200目。羧甲基甘薯渣为羧甲基甘薯淀粉加工下脚料，羧甲基甘薯淀粉含量约为30%。 木薯渣为木薯淀粉加工下脚料，淀粉含量约为20%。玉米芯渣是生产木糖醇的下脚料，颗粒 粒度选择为60-300目，优选为100目，含水率6%以下。oat废料为三聚氰胺生产企业的下 脚料，氮含量约为56%。
[0024] 制备添加剂的实施例： 实施例1 1)按照以下重量份数配比备料(单位kg): 羧甲基甘薯渣100,木薯渣20,玉米芯渣50,海泡石粉20,三聚氰胺生产企业的下脚 料10〇
[0025] 2)将原料按上述比例混合均匀，制得本发明脲醛树脂添加剂。
[0026] 配制的脲醛树脂添加剂的质量指标如表1所示。
[0027] 表1 本发明添加剂的性能指标
配制脲醛树脂胶粘剂的实施例一： 实施例2 将实施例1制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份配比为20 :100的比例混合均匀，得到 本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0028] 实施例3 将实施例1制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份配比为25 :100的比例混合均匀，得到 本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0029] 实施例4 将实施例1制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份配比为30 :100比例混合均匀，得到本 发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0030] 制备添加剂的实施例： 实施例5 1) 按照以下重量配比备料(单位kg): 羧甲基甘薯渣100,木薯渣30,玉米芯渣60,海泡石粉15,三聚氰胺生产企业的下脚料 15。 2) 将原料按上述比例混合均匀，制得本发明脲醛树脂添加剂。
[0031] 配制的脲醛树脂添加剂的质量指标如表2所示。
[0032] 表2 本发明添加剂的性能指标
配制脲醛树脂胶粘剂实施例二： 实施例6 : 将实施例5制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份配比为20 :100的比例混合均匀，得到 本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0033] 实施例7 将实施例5制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份配比为25 :100的比例混合均匀，得到 本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0034] 实施例8 将实施例5制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份配比为30 :100的比例混合均匀，得到 本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0035] 制备添加剂的实施例： 实施例9 1) 按照以下重量配比备料(单位kg): 羧甲基甘薯渣100,木薯渣40,玉米芯渣70,海泡石粉30,三聚氰胺生产企业的下脚料 5〇 2) 将原料按上述重量份数比例混合均匀，制得本发明脲醛树脂添加剂。
[0036] 配制的脲醛树脂添加剂的质量指标如表3所示。
[0037] 表3 本发明添加剂的性能指标
配制脲醛树脂胶粘剂实施例三： 实施例10 将本发明制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份数配比为20 :100的比例混合均匀，得 到本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0038] 实施例11 将本发明制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份数配比为25 :100的比例混合均匀，得 到本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0039] 实施例12 将本发明制得的添加剂与脲醛树脂按照重量份数配比为30 :100的比例混合均匀，得 到本发明的脲醛树脂胶粘剂。
[0040] 配制的脲醛树脂胶粘剂的质量指标如表4所示。
[0041] 表4本发明添加剂作填料的脲醛树脂胶粘剂质量性能指标
对照例1 采用面粉作为添加剂，按照面粉与脲醛树脂的重量份配比为20 :100的比例混合均匀， 作为比较例1。
[0042] 对照例2 采用面粉作为添加剂，按照面粉与脲醛树脂的重量份配比为25 :100的比例混合均匀， 作为比较例2。
[0043] 对照例3 采用面粉作为添加剂，按照面粉与脲醛树脂的重量份配比为30 :100的比例混合均匀， 作为比较例3。
[0044] 采用面粉作为脲醛树脂添加剂制备的脲醛树脂胶粘剂的质量性能指标如表5所 不。
[0045] 表5面粉作填料的脲醛树脂胶粘剂质量性能指标
实验例1 分别采用本发明实施例一、实施例二、实施例三方法制备的脲醛树脂胶粘剂和对照例1 的普通脲醛树脂胶粘剂来制造三层胶合板，制备工艺参数如下： 杨木单板：含水率5~8% ;厚1. 6mm ; 胶粘剂：采用本发明实施例一、实施例二、实施例三的脲醛树脂和比较例1的脲醛树 脂。
[0046] 按以下正常工艺制备胶合板： 调胶：脲醛树脂胶粘剂与氯化铵的重量份配比按照100 :1的比例调和均匀； 施胶：采用手工涂胶方式，芯板(隔层）双面涂胶，涂胶量为220~300g/m2。
[0047] 陈化方式及时间：闭合陈化，陈化10-30 min。
[0048] 预压压力及时间：压力0· 8MPa，预压60 min。
[0049] 热压：热压压力1. 2MPa，热压温度为120°C，热压时间为60s/mm。
[0050] 按上述工艺制造的三层胶合板的性能检测结果如表6所示，其中按GB/ T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》检测方法对生产的胶合板产品进行 性能检测。
[0051] 实验例2 除了胶粘剂采用本发明实施例2、实施例5、实施例8制备的脲醛树脂胶粘剂和对照例 2的脲醛树脂胶粘剂来制造三层胶合板之外，其余与实验例1相同。
[0052] 制造的三层胶合板的性能检测结果如表6所示。
[0053] 实验例3 除了胶粘剂采用本发明实施例3、实施例6、实施例9的脲醛树脂胶粘剂和对照例3的 脲醛树脂胶粘剂来制造三层胶合板之外，其余与实验例1相同。
[0054] 制造的三层胶合板的性能检测结果如表6所示。
[0055] 表6胶粘剂预压性及胶接胶合板的甲醛释放量与胶合强度
实验结果表明，采用本发明制备的脲醛树脂胶粘剂制备胶合板，具有较好的预压性，胶 合板的甲醛释放量下降，下降率达到18%以上。因此，采用本发明方法制备的添加剂作为脲 醛树脂添加剂时，能够有效降低胶接制品的甲醛释放量。
[0056] 同时，采用经过本发明方法制备的添加剂用作脲醛树脂添加剂时，胶接制品的胶 合强度不但没有下降，反而有所提高，这不同于一般的单纯为降低人造板甲醛释放量而使 得其力学性能也同时降低的普通脲醛树脂添加剂。
[0057] 此外，本发明添加剂的成本在1200元/吨左右，而普通面粉价格在2600元/吨左 右。本发明添加剂的应用推广，在节省大量的面粉的同时，能够有效降低人造板制造成本。
[0058] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在 本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因 此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂，该添加剂含有海泡石粉、羧甲基甘薯渣、木 薯渣、玉米芯渣及oat废料，其特征在于，各原料组分的重量份数为：羧甲基甘薯渣100,木 薯渣20-40,海泡石粉50-70, oat废料5-20,将原料按上述比例混合均匀，制得脲醛树脂添 加剂。2. 根据权利要求1所述的人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述的海 泡石粉为100目以上的淡白或灰白色粉末。3. 根据权利要求1所述的人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述的羧 甲基甘薯渣淀粉量约为30%。4. 根据权利要求1所述的人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述的木 薯渣为木薯淀粉加工的下脚料，淀粉含量为20%。5. 根据权利要求1所述的人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述的玉 米芯渣是生产木糖醇的下脚料，颗粒度大于100目以上，含水率小于6%。6. 根据权利要求1所述的人造板用脲醛树脂胶粘剂的添加剂，其特征在于，所述的oat 废料为三聚氰胺生产企业的下脚料，氮含量为56%。7. -种人造板用脲醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述的添加 剂与脲醛树脂按照重量份数20-30 :100的比例混合均匀，得到本发明的脲醛树脂胶粘剂。8. 根据权利要求7所述的人造板用脲醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述的 脲醛树脂是尿素与甲醛的混合物，其尿素与甲醛的摩尔比为1 :1. 1。9. 根据权利要求7所述的人造板用脲醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，脲醛树 脂的性能指标如下：固体含量50-55%，pH值7. 0-7. 6，粘度20°C 150-300 mPa*s，游离 甲醛含量<0.3%，贮存期20-30天。
【文档编号】C09J11/04GK105985746SQ201510098665
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月6日
【发明人】佟永良, 尤殿凯, 李建章, 何宝文
【申请人】尤殿凯