一種低甲醛木材膠粘劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低甲醛木材膠粘劑及制備方法，本發(fā)明低甲醛木材膠粘劑由尿素、甲醛、三聚氰胺、水和兩種不同作用的助劑制成；本發(fā)明制得的膠粘劑具有粘結強度高、附著力強、耐磨耐水、低甲醛釋放等優(yōu)點，同時還具有抗菌防霉等性能。本發(fā)明提供的制備方法原料廣泛易得，工藝簡單易行，配方靈活可調，成本合理，產品性能穩(wěn)定，具有長時間儲存條件下保持反應活性的優(yōu)點，可用于熱壓，也可用于冷壓，適用性廣，既滿足了高檔地板生產所需效果，又符合綠色環(huán)保的要求，有著廣闊的市場前景。
【專利說明】一種低甲醛木材膠粘劑及制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于木材膠粘劑【技術領域】，涉及一種低甲醛木材膠粘劑及制備方法。

【背景技術】
[0002] 人造板是以木材或其它非木植物為原料，經(jīng)過機械加工、施加或不施加膠粘劑和 其它添加劑膠合而成的板材或模壓制品，如膠合板、刨花板、纖維板等。早在19世紀，人造 板已經(jīng)工業(yè)化生產，1898年英國已經(jīng)可以制造半硬質纖維板，美國創(chuàng)造了馬松奈脫法纖維 分離技術之后的1928年，已經(jīng)能夠生產高質量的硬質纖維板。刨花板第一項專利的出現(xiàn)是 在1889年的德國，尤其是合成樹脂膠粘劑的出現(xiàn)，為刨花板工藝生產提供了條件。
[0003] 目前企業(yè)在人造板加工時，多是通過將纖維原料經(jīng)干燥、施膠、組坯或鋪裝、熱壓 成型制成各種板材。酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂等樹脂類膠粘劑是目前人造板生產 中最重要的膠粘劑，使用量比較大，粘結效果好，成本低，但是普通樹脂類膠粘劑的游離甲 醛含量太高。 目前，企業(yè)生產上或是采用低摩爾比的膠粘劑，降低甲醛釋放量，但制出的人造板的防 水性能、強度大大降低；或者采用普通膠粘劑雖可提高強度但甲醛污染問題得不到解決，甲 醛釋放量高，對人體傷害大，且污染環(huán)境，難以達到CARB標準要求。因此，開發(fā)一種低甲醛 釋放量的木材用樹脂類膠粘劑，具有很高的環(huán)保及工業(yè)應用價值，有著廣闊的市場前景。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明目的在于，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種低甲醛木材膠粘劑。本發(fā)明膠粘 齊IJ，通過優(yōu)化配方組成及生產工藝，克服了低摩爾比膠水膠結強度差、防水性能差、反應難 控制、儲存期短的缺點。
[0005] 本發(fā)明還提供了上述膠粘劑的制備方法：由甲醛、尿素和三聚氰胺為主要原料，助 劑作用下，分階段投料，多次終點控制，制備膠粘劑，本發(fā)明制備方法，通過添加少量助劑和 分階段投料，控制反應進程，即可使反應快速進行，提高產品收率及質量，亦可避免因三聚 氰胺一次加入量過多而引起反應過快、粘膠的固化時間過長等問題。
[0006] 本發(fā)明低甲醛木材膠粘劑，由以下重量份的原料組成：尿素65?80、甲醛35? 40、三聚氰胺2?4、水80?100、助劑A 0.5?1和助劑B 0.5?0.8;其中，優(yōu)選原料重 量份為尿素71、甲醛36、三聚氰胺3、水90、助劑A 0. 8和助劑B 0. 6 ; 所述的助劑A由下述重量份的組分組成：催化劑3?8、可再分散性乳膠粉2?4和膠 凝劑10?20 ; 所述的催化劑為六亞甲基四胺、雙氰胺或兩者的混合物，作用為加速樹脂反應；所述的 可再分散性乳膠粉的粘度為8?15Pa ? S，粒徑為80?100目，可增強膠粘劑制品柔韌抗 壓、抗裂、耐磨、粘結保水等性能；所述的膠凝劑為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硫酸鈣、硫酸鈉 或碳酸鈉等中的一種或幾種組合，可加快膠粘劑固化速率，增強膠粘劑制品抗溶脹性能； 所述的助劑B由下述重量份的組分組成：聚乙烯亞胺8?15、活性氧化鋅5?8和除 醛助劑5?10。
[0007] 所述的聚乙烯亞胺中的氨基，與木材成分中的羥基能夠形成較強的氫鍵，有利于 提高膠粘劑的膠合強度和耐水性，同時聚乙烯亞胺由于具有反應性很強的伯胺和仲胺，很 容易與酸、酯、環(huán)氧化合物等反應，利用此特性在本發(fā)明中還可作為醛吸附劑； 所述的活性氧化鋅，粒徑50?70nm，添加活性氧化鋅可使膠粘劑綜合性能明顯增強， 由于納米材料的小尺寸效應補強作用，在提高耐磨性方面優(yōu)勢明顯，同時，由于活性氧化鋅 還具有抗菌抑菌、祛味防霉等一系列獨特性能，可使膠粘劑具有抗菌防霉效果； 所述的除醛助劑為乙烯脲、檸檬酸、兒茶素或三乙醇胺，可顯著降低膠粘劑中的游離甲 醛含量。
[0008] 本發(fā)明上述低甲醛木材膠粘劑的制備方法，由甲醛、尿素和三聚氰胺為主要原料， 助劑作用下，分階段投料，多次終點控制，制備低甲醛木材膠粘劑，其特點在于：甲醛一次性 加入，尿素和三聚氰胺分三次投料，反應期間兩次控制終點粘度， 本發(fā)明低甲醛木材膠粘劑的制備方法，步驟為： 1) 將甲醛和水混勻，升溫到40?55°C，攪拌下，加入20?30%的氫氧化鈉水溶液，調 PH為8. 5?8. 8,加入一次尿素和一次三聚氰胺和助劑A，攪拌待溫度下降到穩(wěn)定值時，保持 3?5min，再次用20?30%的氫氧化鈉水溶液調PH為8. 5?8. 8,然后在30?35min內， 將物料升溫到92°C，PH值控制在6. 5?6. 8之間，溫度控制在80?90°C，保溫20min ; 2) 保溫結束后，加入20?25%的甲酸水溶液，在5?lOmin之內，調PH為4. 5?4. 8， 加入二次三聚氰胺，80?85°C反應；自加甲酸水溶液時開始計時，在60?70min內，反應液 達到第一次終點粘度； 所述的第一次終點粘度檢測方法為涂4#杯或水霧法檢測；涂4#杯檢測條件為：25°C 下，時間13. 0?13. 5S為終點；水霧法條件為：反應液滴到30°C水中呈白色霧狀為終點。
[0009] 3)降溫至70°C，控制PH值在4. 5?5. 0,加入二次尿素，60?65°C，反應10? 15min，反應液達到第二次終點粘度； 所述的第二次終點粘度檢測方法為涂4#杯或水霧法檢測；涂4#杯檢測條件為：25°C 下，時間13. 5?14. 5S為終點；水霧法條件為：反應液滴到30°C水中呈白色霧狀為終點。
[0010] 4)20?30%的氫氧化鈉水溶液調反應液PH值在6. 0?6. 5,加入三次尿素和三次 三聚氰胺，降溫，在60?65°C保溫20min，加入助劑B，攪拌lOmin，然后開冷卻水快速降溫 至30°C，用20?30%的氫氧化鈉水溶液調PH值到7. 0?7. 5,即得本發(fā)明低甲醛木材膠粘 劑。
[0011] 三次加入尿素重量比為5?7:3?4:1?2,優(yōu)選6:3:1 ;三次加入三聚氰胺重量 比為4?6:3?4:2?3,優(yōu)選5:3:2。
[0012] 本發(fā)明低甲醛木材膠粘劑及制備方法，與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為： 1)本發(fā)明制得的膠粘劑具有粘結強度高、附著力強、耐磨耐水、低甲醛釋放等優(yōu)點，同 時還具有抗菌防霉等性能。
[0013] 2)原料廣泛易得，工藝簡單易行，配方靈活可調，成本合理，產品性能穩(wěn)定，具有長 時間儲存條件下保持反應活性的優(yōu)點。
[0014] 3)可用于熱壓，也可用于冷壓，適用性廣，既滿足了高檔地板生產所需效果，又符 合綠色環(huán)保的要求，有著廣闊的市場前景。

【具體實施方式】
[0015] 下面通過實施例對本發(fā)明低甲醛木材膠粘劑及制備方法進一步說明： 實施例1 本實施例低甲醛木材膠粘劑，由以下重量份的原料組成：尿素65、甲醛35、三聚氰胺 2、 水80、助劑A 0.5和助劑B 0.5;助劑A重量份組成：六亞甲基四胺3、可再分散性乳膠粉 2和氯化鉀10 ;助劑B重量份組分：聚乙烯亞胺8、活性氧化鋅5和三乙醇胺5。
[0016] 制備方法中，三次加入尿素重量比為6:3:1 ;三次加入三聚氰胺重量比為5:3:2。
[0017] 本實施例低甲醛木材膠粘劑的制備方法，步驟為： 1) 將甲醛和水混勻，升溫到45°C，攪拌下，加入25%的氫氧化鈉水溶液，調PH為8. 5,加 入一次尿素和一次三聚氰胺和助劑A，攪拌待溫度下降到穩(wěn)定值時，保持3min，再次用25% 的氫氧化鈉水溶液調PH為8. 5,然后在30min內，將物料升溫到92°C，PH值控制在6. 5? 6. 8之間，溫度控制在80?90°C，保溫20min ; 2) 保溫結束后，加入20%的甲酸水溶液，在6min之內，調PH為4. 5,加入二次三聚氰胺， 80?85°C反應；自加甲酸水溶液時開始計時，60min，反應液達到第一次終點粘度，涂4#杯 檢測，25°C下，時間13. 0S為終點。
[0018] 3)降溫至70°C，控制PH值在4. 5?5. 0,加入二次尿素，60?65°C，反應lOmin， 反應液達到第二次終點粘度，涂4#杯檢測，25°C下，時間13. 5S為終點。
[0019] 4) 25%的氫氧化鈉水溶液調反應液PH值6. 0,加入三次尿素和三次三聚氰胺，降 溫，在60°C保溫20min，加入助劑B，攪拌lOmin，然后開冷卻水快速降溫至30°C，用25%的氫 氧化鈉水溶液調PH值到7. 0,即得本實施例低甲醛木材膠粘劑。
[0020] 實施例2 本實施例低甲醛木材膠粘劑，由以下重量份的原料組成：尿素72、甲醛36、三聚氰胺 3、 水90、助劑A 0.8和助劑B 0.6;助劑A重量份組成：六亞甲基四胺5、可再分散性乳膠粉 3和氯化鈉15 ;助劑B重量份組成：聚乙烯亞胺10、活性氧化鋅6和乙烯脲7。
[0021] 制備方法中，三次加入尿素重量比為6:3:1 ;三次加入三聚氰胺重量比為5:3:2。
[0022] 本實施例低甲醛木材膠粘劑的制備方法，步驟為： 1)將甲醛和水混勻，升溫到50°C，攪拌下，加入30%的氫氧化鈉水溶液，調PH為8. 5? 8. 8,加入一次尿素和一次三聚氰胺和助劑A，攪拌待溫度下降到穩(wěn)定值時，保持5min，再次 用30%的氫氧化鈉水溶液調PH為8. 5?8. 8,然后在35min內，將物料升溫到92°C，PH值 控制在6. 5?6. 8之間，溫度控制在80?90°C，保溫20min ; 2)保溫結束后，加入20%的甲酸水溶液，在lOmin之內，調PH為4. 5?4. 8,加入二次 三聚氰胺，80?85°C反應；自加甲酸水溶液時開始計時，在70min內，反應液達到第一次終 點粘度，涂4#杯檢測，25°C下，時間13. 5S為終點。
[0023] 3)降溫至70°C，控制PH值在4. 5?5. 0,加入二次尿素，60?65°C，反應15min， 反應液達到第二次終點粘度，涂4#杯檢測，25°C下，時間14. 5S為終點。
[0024] 4) 30%的氫氧化鈉水溶液調反應液PH值在6. 0?6. 5,加入三次尿素和三次三 聚氰胺，降溫，在60?65°C保溫20min，加入助劑B，攪拌lOmin，然后開冷卻水快速降溫至 30°C，用30%的氫氧化鈉水溶液調PH值到7. 5,即得本實施例低甲醛木材膠粘劑。
[0025] 實施例3 本實施例低甲醛木材膠粘劑，由以下重量份的原料組成：尿素80、甲醛40、三聚氰胺 4、水100、助劑A 1和助劑B 0. 8 ;助劑A重量份組成：雙氰胺8、可再分散性乳膠粉4和硫 酸鈉20 ;助劑B重量份組成：聚乙烯亞胺15、活性氧化鋅8和檸檬酸10。
[0026] 制備方法中，三次加入尿素重量比為6:3:1 ;三次加入三聚氰胺重量比為5:3:2。
[0027] 本發(fā)明實施例低甲醛木材膠粘劑的制備方法，步驟為： 1) 將甲醛和水混勻，升溫到55°C，攪拌下，加入30%的氫氧化鈉水溶液，調PH為8. 5? 8. 8,加入一次尿素和一次三聚氰胺和助劑A，攪拌待溫度下降到穩(wěn)定值時，保持5min，再次 用30%的氫氧化鈉水溶液調PH為8. 5?8. 8,然后在35min內，將物料升溫到92°C，PH值 控制在6. 5?6. 8之間，溫度控制在80?90°C，保溫20min ; 2) 保溫結束后，加入25%的甲酸水溶液，在lOmin之內，調PH為4. 5?4. 8,加入二次 三聚氰胺，80?85°C反應；自加甲酸水溶液時開始計時，70min內，反應液達到第一次終點 粘度，涂4#杯檢測，25°C下，時間13. 5S為終點。
[0028] 3)降溫至70°C，控制PH值在4. 5?5. 0,加入二次尿素，60?65°C，反應10? 15min，反應液達到第二次終點粘度，涂4#杯檢測，25°C下，時間14. 5S為終點。
[0029] 4) 30%的氫氧化鈉水溶液調反應液PH值在6. 0?6. 5,加入三次尿素和三次三 聚氰胺，降溫，在60?65°C保溫20min，加入助劑B，攪拌lOmin，然后開冷卻水快速降溫至 30°C，用20?30%的氫氧化鈉水溶液調PH值到7. 5,即得本實施例低甲醛木材膠粘劑。
[0030] 以本發(fā)明實施例制得的低甲醛木材膠粘劑質量檢測，見表1。
[0031] 表1本發(fā)明低甲醛木材膠粘劑質量

【權利要求】
1. 一種低甲醛木材膠粘劑，由以下重量份的原料組成：尿素65?80、甲醛35?40、 三聚氰胺2?4、水80?100、助劑A 0. 5?1和助劑B 0. 5?0. 8 ;其中，優(yōu)選原料重量份 為尿素71、甲醛36、三聚氰胺3、水90、助劑A 0. 8和助劑B 0. 6 ; 所述的助劑A由下述重量份的組分組成：催化劑3?8、可再分散性乳膠粉2?4和膠 凝劑10?20 ;所述的催化劑為六亞甲基四胺、雙氰胺或兩者的混合物；所述的膠凝劑為氯 化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硫酸鈣、硫酸鈉或碳酸鈉等中的一種或幾種組合； 所述的助劑B由下述重量份的組分組成：聚乙烯亞胺8?15、活性氧化鋅5?8和除 醛助劑5?10 ;所述的除醛助劑為乙烯脲、檸檬酸、兒茶素或三乙醇胺。
2. 根據(jù)權利要求1所述的低甲醛木材膠粘劑，其特征在于：所述的可再分散性乳膠粉 的粘度為8?15Pa ? S，粒徑為80?100目。
3. 根據(jù)權利要求1所述的低甲醛木材膠粘劑，其特征在于：所述的活性氧化鋅，粒徑 50 ?70nm。
4. 一種權利要求1所述低甲醛木材膠粘劑的制備方法，由甲醛、尿素和三聚氰胺為主 要原料，助劑作用下，分階段投料，多次終點控制，制備低甲醛木材膠粘劑，其特征在于：甲 醛一次性加入，尿素和三聚氰胺分三次投料，反應期間兩次控制終點粘度。
5. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟為： 1) 將甲醛和水混勻，升溫到40?55°C，攪拌下，加入20?30%的氫氧化鈉水溶液，調 PH為8. 5?8. 8,加入一次尿素和一次三聚氰胺和助劑A，攪拌待溫度下降到穩(wěn)定值時，保持 3?5min，再次用20?30%的氫氧化鈉水溶液調PH為8. 5?8. 8,然后在30?35min內， 將物料升溫到92°C，PH值控制在6. 5?6. 8之間，溫度控制在80?90°C，保溫20min ; 2) 保溫結束后，加入20?25%的甲酸水溶液，在5?lOmin之內，調PH為4. 5?4. 8， 加入二次三聚氰胺，80?85°C反應；自加甲酸水溶液時開始計時，在60?70min內，反應液 達到第一次終點粘度； 3) 降溫至70°C，控制PH值在4. 5?5. 0,加入二次尿素，60?65°C，反應10?15min， 反應液達到第二次終點粘度； 4) 20?30%的氫氧化鈉水溶液調反應液PH值在6. 0?6. 5,加入三次尿素和三次三 聚氰胺，降溫，在60?65°C保溫20min，加入助劑B，攪拌lOmin，然后開冷卻水快速降溫至 30°C，用20?30%的氫氧化鈉水溶液調PH值到7. 0?7. 5,即得本發(fā)明低甲醛木材膠粘劑。
6. 根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于：終點粘度檢測方法為涂4#杯或水霧 法檢測。
7. 根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于：涂4#杯檢測條件為：25°C下，第一次 終點粘度為時間13. 0?13. 5S，第二次終點粘度為時間13. 5?14. 5S ;水霧法條件為：反應 液滴到30°C水中呈白色霧狀為終點。
8. 根據(jù)權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于：三次加入尿素重量比為5? 7:3?4:1?2 ;三次加入三聚氰胺重量比為：4?6:3?4:2?3。
9. 根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于：三次加入尿素重量比為6:3:1 ;三次 加入三聚氰胺重量比為5:3:2。
【文檔編號】C09J161/30GK104449503SQ201410721819
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權日:2014年12月3日
【發(fā)明者】潘傳節(jié) 申請人:綠洲森工股份有限公司