专利名称：以玉米淀粉为主料制造的木质材料胶粘剂及其制造方法
技术领域：
本发明属于胶粘剂，主要涉及一种以玉米淀粉为主要原料的木 质材料胶粘剂及其制造工艺方法。
技术背景由于淀粉所固有的粘接强度小、耐湿性差、初粘力小、干燥速 度慢等缺陷，因此，在木材胶粘剂行业，很少有研究者使用淀粉作 为原料开发木材胶粘剂，大多数研究仅仅是在木材胶粘剂如脲醛树 脂、白乳胶和异氰酸脂胶粘剂中直接添加少量淀粉，以改善脲醛树 脂、白乳胶和异氰酸脂胶粘剂的综合性能，申巨才等人釆用氧化淀粉与10%的聚乙烯醇水溶液混合均匀后，再与聚醋酸乙烯酯乳液混 合来改进乳液的初粘合强度；徐军等人用少量氧化淀粉与聚醋酸乙 烯酯乳液符合来提高聚醋酸乙烯酯乳液的干燥速度及初粘合强度， 均取得了一定的效果。目前，也有研究者将淀粉或改性淀粉与高分 子聚合物如聚醋酸乙烯酯乳液、VAE乳液等按一定比例直接复配并 加入助剂而制得木材胶粘剂，如朱寿会、莫元烈、郑正炯、陈彩良 等人先后以玉米或木薯淀粉为原料，经乳化、氧化、醚化、酯化和 交联等反应后与增强剂聚乙烯醇、稳定剂聚丙烯酸钠溶液复配制得 木材用胶粘剂；陈建华、陈建平等人用淀粉、聚乙烯醇、聚醋酸乙 烯酯乳液、甲醛、盐酸及水等制得了一种淀粉白乳胶；李远松所制 备的新型强力白乳胶是由高分子聚合物、淀粉、盐酸、曱醛、氢氧 化钠、尿素、水组成；瘳龙所制备的一种新型白乳胶水由VAE乳液、淀粉、衍生物、膨润土、甲醛、有机酸等混合搅拌溶解研磨而成。 这种方法虽然较前一种方法的淀粉用量有较大增加，北华大学刘光 远、时君友等采用水溶性高聚物改性，辅以交联剂生产耐水性无毒 淀粉胶粘剂，应用于胶合板及实木复合地板，产品性能符合国家标准要求；黄可知等人采用淀粉与醋酸乙烯和丙烯酸异辛酯接枝共聚 的方法，合成出一种具有储存稳定性好、耐水性强、初粘力大和干 燥速度快等优点的乳液胶粘剂，适合于木材等多孔性基材的粘接。 上述研究或发明对淀粉胶粘剂的研究具有积极的意义，但上述胶粘 剂中，或存在胶接性能有待提高、或制备工艺及质量控制比较复杂、 或成本仍然较高等，因此，淀粉基木质材料胶粘剂目前并没有得到 广泛应用，深入研究仍然具有重要意义。 发明内容本发明的目的就是针对上述已有技术存在的问题，研究开发一幅度提高胶粘强度、筒化制备工艺过程、成本低廉、无污染的目的。 本发明的目的是这样实现的1、 以玉米淀粉为主料制造的木质材料胶粘剂，由玉米淀粉、乙 二酸和乙酸酐混合物、聚乙烯醇、金属氧化物、橡胶胶乳和水配伍 组成，按重量比各成份所占比例为玉米淀粉10—30%,乙二酸和 乙酸酐混合物4—10%,聚乙烯醇5 —15%，金属氧化物0. 5 — 0. 8%, 橡胶胶乳2 — 10%，水60—75%。2、 上迷l所述的木质材料胶粘剂制造方法是在玉米淀粉中加 入适量水，以500转/分转动速度进行搅拌IO分钟后，再加入乙二 酸和乙酸酐混合物，持续以1000转/分转动速度搅拌，加入稀盐酸 调整PH值至2.8 — 3. O范围内，将其升温至60。C,并在该温度下持续搅拌60分钟，再用石友酸钠溶液调整PH值至7后，降至室;i,所得交联玉米淀粉备用；将聚乙烯醇加入到剩余的水中，升温至80— 9(TC溶解后，降至25。C，将交联玉米淀粉加入其内，以rC/3分钟 升温速度升温至65。C，同时以1000转/分转速搅拌，当达到65r后 持续搅拌10分钟，降至室温；在上述所得物中加入橡胶胶乳和金属 氧化物，以500转/分转速搅拌15分钟，再添加防腐剂助剂得到环 保型以玉米淀粉为主料的木质材料胶粘剂。
3、 上述l中所述金属氧化物选用氧化亚铁或氧化锌。
4、 上述l中所述的橡胶胶乳可采用单一的丁腈橡胶胶乳、丙烯 酸酯橡胶胶乳、异戊二烯橡胶胶乳、丁苯胶乳或其中几种胶乳混合 物。本发明的木质材料胶粘剂及其制造方法应用廉价的金属氧化物 做催化剂、采用环保的水性橡胶胶乳交联接枝玉米淀粉的方法取得 环保型木质材料胶粘剂，克服了传统的淀粉胶粘剂采用多重复合变 性、辅助原料种类多、制造工艺复杂、成本高的缺点，其产品各项 指标在试驺"险测中，均达到或优于聚醋酸乙烯乳液木材胶粘剂国家 标准，适于包括密度板、胶合板、细木工板、装饰板等各种木质材 料的粘结应用，具有胶粘强度高、耐水性好、储存期长、制造工艺 简单、成本低廉、无污染、适用范围广的特点。
具体实施方式
下面举实例对本发明进行详细描述。分别秤取玉米淀粉20千克、乙二酸和乙酸酐混合物5千克、聚 乙烯醇6千克、金属氧化物氧化亚铁0. 6千克、橡胶胶乳丁苯胶乳 6千克、水62.4千克，总计100千克备用，各成份占总重量百分比 依次为20%、 5°/。、 6°/。、 0.6%、 6°/。和62. 4%。制造过程如下将总量62. 4千克中的部份水加入至20千克的 玉米淀^^分中，以500转/分转速搅拌10分钟后，加入5千克乙二酸 和乙酸酐混合物，持续以1000转/分转动速度搅拌，加入稀盐酸调 整PH值至2. 9,将其升温至6(TC,并在该温度下持续搅拌60分钟， 再用碳酸钠溶液调整PH值至7后，降至室温，所得交联玉米淀粉备 用；将6千克聚乙烯醇加入到62.4千克剩余的水中，升温至85°C 溶解后，降至25。C，将备用的交联玉米淀粉加入其内，以l。C/3分 钟的升温速度升温至65°C,同时以1000转/分转速搅拌，当达到65 。C后持续搅拌10分钟，降至室温；在上述所得物中加入6千克丁苯 胶乳和0. 6千克的氧化亚铁，以500转/分转速搅拌15分钟，再添 加防腐助剂，即得到环保型的以玉米淀粉为主料的木质材料胶粘剂产品o
权利要求
1、一种以玉米淀粉为主料制造的木质材料胶粘剂，该胶粘剂成份中包含玉米淀粉和聚乙烯醇，其特征在于木质材料胶粘剂由玉米淀粉、乙二酸和乙酸酐混合物、聚乙烯醇、金属氧化物、橡胶胶乳和水配伍组成，按重量比各成份所占比例为玉米淀粉10-30％，乙二酸和乙酸酐混合物4-10％，聚乙烯醇5-15％，金属氧化物0.5-0.8％，橡胶胶乳2-10％，水60-75％。
2、 一种如权利要求1所述的以玉米淀粉为主料制造的木质材料 胶粘剂制造方法，其特征在于在玉米淀粉中加入适量水，以500转/ 分转动速度进行搅拌IO分钟后，再加入乙二酸和乙酸肝混合物，持 续以1000转/分转动速度搅拌，加入稀盐酸调整PH值至2. 8 —3. 0 范围内，将其升温至60°C，并在该温度下持续搅拌60分钟，再用 碳酸钠溶液调整PH值至7后，降至室温，所得交联玉米淀粉备用； 将聚乙烯醇加入到剩余的水中，升温至80—9(TC溶解后，降至25。C,将交联玉米淀粉加入其内，以rc/3分钟升温速度升温至65。c,同时以1000转/分转速撹拌，当达到65。C后持续搅拌10分钟，降 至室温；在上述所得物中加入橡胶胶乳和金属氧化物，以500转/ 分转速搅拌15分钟，再添加防腐剂助剂得到环保型以玉米淀粉为主 料的木质材料胶粘剂。
3、 根据权利要求1所述的以玉米淀粉为主料制造的木质材料胶 粘剂，其特征在于金属氧化物选用氧化亚铁或氧化锌。
4、 根据权利要求1所述的以玉米淀粉为主料制造的木质材料胶 粘剂，其特征在于橡胶胶乳可采用单一的丁腈橡胶胶乳、丙烯酸酯 橡胶胶乳、异戊二烯橡胶胶乳、丁苯胶乳或其中几种胶乳混合物。
全文摘要
以玉米淀粉为主料制造的木质材料胶粘剂及其制造方法属于胶粘剂技术领域；该剂由玉米淀粉、乙二酸和乙酸酐混合物、聚乙烯醇、金属氧化物、橡胶胶乳和水按不同重量比配伍组成，通过在玉米淀粉中加水、搅拌、再加入乙二酸和乙酸酐混合物、搅拌、调节pH值、升温、调pH值、降温得交联玉米淀粉，将聚乙烯醇加入水中、升温、降温、加入交联玉米淀粉、升温、搅拌、降温、加入橡胶胶乳和金属氧化物、搅拌工艺程序得本剂产品；本剂和制备方法具有胶粘强度高、耐水性好、储存期长、制造工艺简单、成本低廉、无污染、适用范围广的特点，可用于包括密度板、胶合板、细木工板、装饰板等各种木质材料粘结使用。
文档编号C09J103/02GK101220248SQ20071014470
公开日2008年7月16日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者周福君, 孙培灵, 李丽霞, 贾富国 申请人:东北农业大学