有机硅改性大豆黄酮胶粘剂及其制备方法与应用

本发明属于精细化工，涉及一种胶粘剂及其制备方法与应用，具体涉及一种有机硅改性大豆黄酮胶粘剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、目前人造板行业所用的无甲醛胶粘剂主要有以下几种：(1)聚醋酸乙烯系胶粘剂，其以乙酸、乙烯为单体在水中经乳液聚合制得，粘接强度高，但存在耐水性、耐寒性较差、成膜的抗蠕变性差、胶层易滑动、贮存稳定性差等问题；(2)异氰酸酯类胶粘剂，胶合强度高、耐水性能好，但成本高，其活性高、反应速度过快、对生产工艺流程控制要求高，物料在输送过程中会粘管道；(3)大豆蛋白系胶粘剂，虽然其环保性能好、原料可再生，但其胶合强度和耐水性都较差，热压温度高，热压时间长，容易鼓泡；(4)淀粉系胶粘剂，具有来源广泛、价格低廉、可再生、可降解等优点，但是淀粉胶粘剂在使用过程中存在很多不足，例如耐水性差、流动性不好、易霉变、储存稳定性差等问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种有机硅改性大豆黄酮胶粘剂，以解决上述技术问题中的至少一个。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种有机硅改性大豆黄酮胶粘剂，其主要包括如下组分：端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮、交联剂、有机金属催化剂和第一有机溶剂。端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮主要由端羟羧基聚二甲基硅氧烷和环氧大豆黄酮通过开环交联反应合成；在有机金属催化剂的作用下，端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮可与有机硅交联剂交联形成三维网状结构，可有效提高大豆黄酮胶粘剂的粘度和固化速度。

3、在一些实施方式中，交联剂可以选自甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷中的至少一种。

4、在一些实施方式中，有机金属催化剂可以选自二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡、异辛酸锌、异辛酸铋中的至少一种。

5、使用时，将交联剂和有机金属催化剂加入端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮中，并加入一定量的第一有机溶剂使体系的固含量达到40％～50％，混合均匀，即得有机硅改性大豆黄酮胶粘剂工作液。

6、在一些实施方式中，第一有机溶剂可以选自乙酸乙酯、丙酮、丁酮、二甲基亚砜、二氯甲烷中的至少一种。

7、在一些实施方式中，交联剂的用量可以为端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮质量的5％～15％。

8、在一些实施方式中，有机金属催化剂的用量可以为端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮质量的0.5％～2％。

9、本发明提供的有机硅改性大豆黄酮胶粘剂具有交联密度高、稳定性好、固化速度快、疏水性好等优点，可应用于制备人造板。

10、应用于制备人造板时，将有机硅改性大豆黄酮胶粘剂工作液均匀涂刷在单板上，在常温条件下闭口陈放10～13分钟后进行模压，即得人造板。其中，施胶量可以为200g/m3～240g/m3，热压压力可以为0.9-1.1mpa，热压温度可以为120℃-140℃。

11、根据本发明的另一个方面，提供了一种上述有机硅改性大豆黄酮胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

12、将端羟羧基聚二甲基硅氧烷、环氧大豆黄酮、第三相转移催化剂和第三有机溶剂混合，在温度为75～85℃的条件下反应1～3小时，得到端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮；

13、将端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮、交联剂、有机金属催化剂和第一有机溶剂各自独立包装，即得。

14、本发明先是通过利用端羟羧基聚二甲基硅氧烷端位中的羧基与环氧大豆黄酮中的环氧基进行开环交联，制得端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮；然后将端羟羧基聚二甲基硅氧烷改性大豆黄酮和交联剂、有机金属催化剂、第一有机溶剂各自独立包装，制得本发明的有机硅改性大豆黄酮胶粘剂。

15、在一些实施方式中，端羟羧基聚二甲基硅氧烷和环氧大豆黄酮的摩尔比为1：(0.5～1)。

16、在一些实施方式中，第三相转移催化剂可以选自三乙胺、三辛基甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四丙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、三乙基苄基溴化铵、三乙基己基溴化铵、三乙基辛基溴化铵中的至少一种。

17、在一些实施方式中，第三相转移催化剂的用量可以为端羟羧基聚二甲基硅氧烷质量的1％～3％。

18、在一些实施方式中，第三有机溶剂可以选自乙酸乙酯、丙酮、丁酮、二甲基亚砜、二氯甲烷中的至少一种。

19、在一些实施方式中，第三有机溶剂的质量与端羟羧基聚二甲基硅氧烷和环氧大豆黄酮的总质量的质量比为1：(1.0～1.5)。

20、在一些实施方式中，环氧大豆黄酮的制备方法可以包括如下步骤：

21、将大豆黄酮、改性剂、第二相转移催化剂混合，在温度为100～110℃的条件下反应1～3小时，得反应混合液；

22、将反应混合液、氢氧化钠水溶液和第二有机溶剂混合，室温下反应4～6小时，所得反应产物经分离、纯化、干燥，即得环氧大豆黄酮。

23、在一些实施方式中，改性剂可以选自环氧氯丙烷、环氧溴丙烷中的一种。

24、在一些实施方式中，大豆黄酮和改性剂的摩尔比为1：(10～15)。

25、在一些实施方式中，第二相转移催化剂可以选自三乙胺、三辛基甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四丙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、三乙基苄基溴化铵、三乙基己基溴化铵、三乙基辛基溴化铵中的至少一种。

26、在一些实施方式中，第二相转移催化剂的用量可以为大豆黄酮质量的5％～8％。

27、在一些实施方式中，大豆黄酮与氢氧化钠水溶液的质量比可以为1：(0.8～1.5)。通过使用一定浓度的氢氧化钠水溶液作为碱处理剂，可以将大豆黄酮分子的官能团暴露出来，在反应过程中有利于更多的环氧基团顺利接入。

28、在一些实施方式中，氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的浓度可以为45wt％～55wt％。

29、在一些实施方式中，第二有机溶剂选自乙酸乙酯、丙酮、丁酮、二甲基亚砜、二氯甲烷中的至少一种。

30、在一些实施方式中，第二有机溶剂的质量与大豆黄酮和改性剂的总质量的质量比为(1.0～1.5)：1。

31、在一些实施方式中，端羟羧基聚二甲基硅氧烷的制备方法可以包括如下步骤：

32、将端羟基聚二甲基硅氧烷、马来酸酐和第一相转移催化剂混合，在温度为70～85℃的条件下反应1～5小时，即得端羟羧基聚二甲基硅氧烷。

33、在一些实施方式中，端羟基聚二甲基硅氧烷和马来酸酐的摩尔比为1：(1～1.2)。

34、在一些实施方式中，第一相转移催化剂可以选自三乙胺、三辛基甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四丙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、三乙基苄基溴化铵、三乙基己基溴化铵、三乙基辛基溴化铵中的至少一种。

35、在一些实施方式中，第一相转移催化剂的用量可以为端羟基聚二甲基硅氧烷和马来酸酐的总质量的1％～3％。

36、本发明的有益效果包括：

37、(1)本发明提供的有机硅改性大豆黄酮胶粘剂不含甲醛，生物基含量高，环保、安全；

38、(2)本发明提供的有机硅改性大豆黄酮胶粘剂耐水性较好、固化速度快，且交联密度高、浸润性好、胶合强度高。