超分子无醛阻燃胶粘剂及应用

本发明属于超分子，具体涉及一种超分子无醛阻燃胶粘剂，其制备方法及应用。

背景技术：

1、近年来，木材以其易加工、机械性能优异、美观、环保、高可持续性、强度重量比良好等优异的综合性能，成为一种广泛使用的住宅建筑和室内家装材料，在建筑和装修领域得到了日渐广泛的应用。随着全球人民生活水平的提高和人们对环境保护的日益关注，木材正逐渐受到更多关注。然而，一直以来，“三醛胶”，即脲醛胶，酚醛胶和三聚氰胺-甲醛等甲醛类胶粘剂是市场上主要的用于木材和木材制成品的胶粘剂。这些以甲醛和化石原料合成的胶粘剂在板材的生产和应用过程中会释放出游离甲醛等有害物质。从人体健康的角度考虑，以及考虑到石油资源的日趋紧缺，寻求完全不依赖无甲醛的可再生木材胶粘剂一直受到高度关注。

2、另外，木材的可燃性带来潜在风险，因此赋予木材阻燃性具有现实意义。同时木材工业中粘合剂是生产的必需品，被大量用于板材制造和木材部件间的粘合。因此开发兼具优良阻燃性能和优秀粘合性能的材料对于木材工业的发展有着重大意义。人们不由得设想，如果我们能够赋予一种绿色无醛的胶粘剂阻燃能力，那么所有由额外阻燃技术引起的担忧都可以忽略不计，而这种具有阻燃能力的胶粘剂对于未来阻燃技术的发展是非常有前景的。众所周知，富含磷、氮、硼酸盐、有机硅元素和无机成分混合物的材料会表现出优异的阻燃性，目前的阻燃粘合剂通常是基于具有上述元素的分子开发的。其虽然展现出可观的阻燃效果，但其综合性能并不十分理想，这样的结果是阻燃能力和粘合强度之间的折衷，这种折衷是阻燃粘合剂的研究中常常面对的问题。通常，需要添加大量的无机材料，如聚磷酸铵、氢氧化镁或氢氧化铝，才能达到相应的阻燃效果，但这样的策略会牺牲机械性能。

3、因此，开发同时具有优异的阻燃性能和粘合性能的粘合剂，仍是一个颇具挑战的研究方向。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种超分子无醛阻燃胶粘剂，其通过多磷酸类化合物与多胺基阳离子聚合物超分子自组装制备得到。多磷酸类化合物与多胺基阳离子聚合物作用，阻燃成分高密度富集，粘结作用位点丰富，使得其具有优良的粘结性和阻燃性，从而完成本发明。

2、本发明的目的在于提供一种超分子无醛阻燃胶粘剂，其通过多磷酸类化合物与多胺基阳离子聚合物在溶液中超分子自组装制备得到。

3、所述多磷酸类化合物选自含磷数大于等于3的有机磷酸、有机磷酸盐、无机磷酸和无机磷酸盐中的一种或几种，优选为含磷数大于等于5的有机磷酸、有机磷酸盐、无机磷酸和无机磷酸盐中的一种或几种，更优选为植酸、植酸盐和六偏磷酸盐中的一种或几种。

4、所述多胺基阳离子聚合物为含有伯胺基、仲胺基、叔胺基和季胺基中的一种或几种的阳离子聚合物，优选为含有伯胺基、仲胺基、叔胺基和季胺基中的两种或多种的支化多胺基阳离子聚合物，更优选为支化聚乙烯亚胺。

5、本发明的目的还在于提供一种超分子无醛阻燃胶粘剂的制备方法，将多磷酸类化合物溶液与多胺基阳离子聚合物溶液混合，分离凝聚体，得到超分子无醛阻燃胶粘剂。

6、本发明的再一目的在于提供所述超分子无醛阻燃胶粘剂的用途，用于粘结木质材料或涂覆在木质表面形成保护层。

7、本发明提供的一种超分子无醛阻燃胶粘剂及其制备方法具有以下有益效果：

8、(1)本发明中的超分子无醛阻燃胶粘剂通过多磷酸类化合物溶液与多胺基阳离子聚合物溶液简单混合即可自组装得到，制备工艺极简，无需使用复杂的添加剂和有毒有机试剂，方法绿色环保，得到的超分子无醛阻燃胶粘剂环境友好。

9、(2)本发明中的超分子无醛阻燃胶粘剂无需额外使用阻燃剂，从而避免阻燃剂对胶粘剂性能的破坏，以及对环境造成污染，同时降低生产成本，简化制备工艺。

10、(3)本发明中的超分子无醛阻燃胶粘剂具有良好的粘结力、机械性能和阻燃性，其极限氧指数(loi)可达100％；阻燃等级(ul-94)为v-0等级，在纯氧环境中，被涂覆的木材也不能够被燃烧。粘结木质材料，固化4小时后，剪切粘附强度可达到5.55mpa以上，是市场上的胶粘剂剪切粘附强度的1.4倍以上。并且本发明中的胶粘剂完全无毒，环境友好、生物友好，用于多种木材的粘结。

11、(4)本发明中的超分子无醛阻燃胶粘剂是一种生物基无醛胶粘剂，该胶粘剂不含甲醛及其他有机试剂等有害物质，是一种绿色、环保、健康的胶粘剂，尤其适用于室内家具的木材生产使用，不会在生产和家具使用过程中释放有毒有害物质，从而实现健康生活环境，减少环境污染。

12、(5)所述超分子无醛阻燃胶粘剂的制备过程无需苛刻的制备条件及特殊设备，材料来源广泛，生产成本低，利于规模化生产，使用方法简便，利用推广应用。

技术特征：

1.一种超分子无醛阻燃胶粘剂，其通过多磷酸类化合物与多胺基阳离子聚合物在溶液中超分子自组装制备得到。

2.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述多磷酸类化合物选自含磷数大于等于3的有机磷酸、有机磷酸盐、无机磷酸、无机磷酸盐中的一种或几种，优选为含磷数大于等于5的有机磷酸、有机磷酸盐、无机磷酸和无机磷酸盐中的一种或几种，更优选为植酸、植酸盐和六偏磷酸盐中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述多胺基阳离子聚合物为含有伯胺基、仲胺基、叔胺基和季胺基中的一种或几种的阳离子聚合物，优选为含有伯胺基、仲胺基、叔胺基和季胺基中的两种或多种的支化多胺基阳离子聚合物。

4.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述多胺基阳离子聚合物的重均分子量为70,000-700,000，优选为75,000-450,000，更优选为80,000-120,000。

5.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述多磷酸类化合物为植酸和/或植酸盐，所述多胺基阳离子聚合物为支化聚乙烯亚胺。

6.一种超分子无醛阻燃胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述方法中，将多磷酸类化合物溶液与多胺基阳离子聚合物溶液混合，分离凝聚体，得到超分子无醛阻燃胶粘剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，多磷酸类化合物溶液与多胺基阳离子聚合物溶液混合后，所述多磷酸类化合物与多胺基阳离子聚合物的质量比为4:(0.6-15)，优选为4:(0.8-10)，更优选为4:(1-3)。

10.一种超分子无醛阻燃胶粘剂的用途，其特征在于，用于粘结木质材料或涂覆在木质表面形成保护层。

技术总结本发明提供了一种超分子无醛阻燃胶粘剂，其通过多磷酸类化合物与多胺基阳离子聚合物在溶液中超分子自组装，得到一种绿色、环保、健康的胶粘剂。其具有优异的粘附能力、力学性能和阻燃性能，用于木质材料的粘附或保护，粘附强度得到大幅提高，阻燃性能得到保障，能够满足工业生产及人们日常使用的要求，利于推广生产及应用。技术研发人员：阎云,高水涛,张斌,黄建滨受保护的技术使用者：北京大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20