一种低毒刨花板用胶粘剂及其制备方法与流程

本发明属于胶粘剂，具体是指一种低毒刨花板用胶粘剂及其制备方法。

背景技术：

1、刨花板用胶粘剂是一种粘合剂，用于将木屑或木质颗粒粘合在一起制成刨花板。这种胶粘剂可以提供良好的粘合强度，使木屑之间紧密连接，形成坚固的板材结构。它在刨花板的制造过程中起着至关重要的作用，可以确保板材的稳定性和质量。不同类型的刨花板需要使用不同种类和配比的胶粘剂，以满足不同的强度和耐用性要求。在制造刨花板的过程中，选择合适的胶粘剂是确保产品质量的重要因素之一。

2、目前刨花板用胶粘剂存在着一定的危害物质，如甲醛等，对人体健康有一定影响。传统胶粘剂中包含的有害物质会释放到空气中，对操作人员和最终用户的健康造成潜在风险。此外，传统胶粘剂产品性能偏低。

3、在传统刨花板用胶粘剂领域中，目前亟需解决的技术问题包括减少有害物质的含量，提高产品性能，降低胶粘剂的毒性。而这些技术问题在一定程度上存在着矛盾性，难以找到平衡点。因此，如何解决有害物质减少、产品性能提高等之间的矛盾性技术问题，是当前饰面板制造行业亟需解决的挑战之一。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种低毒刨花板用胶粘剂，采用了新型组分和制备工艺，解决了上述传统胶粘剂存在的技术问题，不仅能够有效降低有害物质含量，而且还能提高产品性能。本发明采用了液体环氧树脂、聚氨酯树脂、改性复合生物质淀粉凝胶等组分，有效减少了有害物质的含量，降低了胶粘剂的毒性；液体环氧树脂、聚氨酯树脂、聚异氰酸酯、改性复合生物质淀粉凝胶、改性聚合物微球乳液等相互作用形成了互补的网络结构，各组分协同配合，使得刨花板静曲强度、内结合强度、吸水密度膨胀率、甲醛释放量等产品综合性能显著优化。

2、本发明提供的低毒刨花板用胶粘剂，包括如下重量份的组分：液体环氧树脂5-10份，纳米硅橡胶颗粒1-2份，马来酸化聚丁二烯1-2份，异氰酸酯2-5份，聚氨酯树脂1-5份，聚异氰酸酯2-6份，改性复合生物质淀粉凝胶20-30份，改性聚合物微球乳液10-15份，防氧化剂1-5份。

3、上述组分中，液体环氧树脂作为基础胶粘剂，液体环氧树脂提供了胶粘剂的基础结构和粘接能力，所述液体环氧树脂的环氧当量为180-200g/eq，环氧当量的控制使得胶粘剂的固化速度和硬度效果大幅提升。纳米硅橡胶颗粒在胶粘剂中起到了填充剂的作用，提高了胶粘剂的粘度和流变性，同时增加了刨花板的韧性和耐冲击性。马来酸化聚丁二烯作为胶粘剂的柔韧剂，马来酸化聚丁二烯提供了胶粘剂的柔软度和弯曲性，增强了其在刨花板中的应用性能。异氰酸酯是胶粘剂的主要固化剂，与聚氨酯树脂反应形成强固的交联结构，增加了胶粘剂的耐热性、耐化学性和机械性能。聚氨酯树脂在胶粘剂中提供了额外的粘接能力和柔韧性，与异氰酸酯共同固化形成更加耐用的结构。改性复合生物质淀粉凝胶提供了胶粘剂的生物降解性能和环境友好性，使得刨花板制品更加符合环保要求。改性聚合物微球乳液在胶粘剂中起到增稠、增强黏附力和改善流变性的作用，提高了胶粘剂的加工性能和粘接强度。防氧化剂用于保护胶粘剂中易受氧化影响的成分，延长其使用寿命。

4、本发明还提供了一种低毒刨花板用胶粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：

5、s1、在不锈钢反应釜中，按照重量份添加液体环氧树脂和纳米硅橡胶颗粒混合预热，通过预热混合，液体环氧树脂和纳米硅橡胶颗粒的黏度降低，使得两者更容易混合均匀。这有助于后续步骤中的反应和分散；具体为在60℃下，在3000rpm的高速搅拌机中搅拌10-15分钟得共混物一；将重量份的马来酸化聚丁二烯与共混物一在温度为130℃且调整ph为5-6条件下，混合1.5-2小时，使用高剪切混合器在3000rpm转速下使得马来酸化聚丁二烯分散均匀，得共混物二，马来酸化聚丁二烯作为柔韧剂，与环氧树脂和硅橡胶形成相容的体系，并通过调整ph值和高剪切混合，使得马来酸化聚丁二烯均匀分散在混合物中，这增强了胶粘剂的柔韧性和黏度；将重量份的异氰酸酯加入到共混物二中，在2000rpm的转速下搅拌10-15分钟，直到混合物混合均匀得共混物三；异氰酸酯是主要的固化剂，与液体环氧树脂和马来酸化聚丁二烯发生反应，形成网络结构，增强了胶粘剂的耐热性和机械性能。在搅拌过程中，异氰酸酯与其他成分混合均匀，确保了反应的完全性和胶粘剂性能的稳定性；

6、s2、按照重量份取聚氨酯树脂和聚异氰酸酯于容器内，搅拌并研磨过80目筛得均匀混合粉末一，将聚氨酯树脂和聚异氰酯混合后，形成了一种混合粉末一，这两种成分在后续升温混溶过程中相互反应，形成胶粘剂固化的基础结构；并将混合粉末一加入到步骤s1的共混物三中，在110-120℃、在2000rpm的转速下搅拌10-15分钟，共混分散均匀得共混物四，混合粉末一被加入到步骤s1中的共混物三中，与之前的成分相结合，进一步增强了胶粘剂的黏附性和结构稳定性，并将温度降至60℃，继续1000rpm的转速下搅拌20-30分钟，确保混合反应彻底进行；

7、s3、按照重量份取改性复合生物质淀粉凝胶逐步加入到步骤s2中的共混物四中，在60℃、在600-800rpm的转速下搅拌1-2小时，使改性复合生物质淀粉凝胶均匀分散在共混物四中得改性凝胶；改性复合生物质淀粉凝胶逐渐分散在胶粘剂中，与其他成分相互作用，形成均匀的改性凝胶。这提高了胶粘剂的粘度和流变性，并增加了刨花板的韧性和耐冲击性；

8、s4、按照重量份取改性聚合物微球乳液和防氧化剂逐步加入到步骤s3中的改性凝胶中，在60℃、在600-800rpm的转速下搅拌1-2小时，确保改性聚合物微球乳液和防氧化剂充分分散在改性凝胶中，得低毒刨花板用胶粘剂；改性聚合物微球乳液作为胶粘剂的关键成分之一，逐步加入到改性凝胶中进行交联反应，有助于提高胶粘剂的粘附性和耐久性；防氧化剂的加入能够保护胶粘剂中的成分免受氧化和降解，延长胶粘剂的使用寿命。

9、作为优选地，所述改性复合生物质淀粉凝胶的制备方法，具体包括以下步骤：

10、①将新鲜的马铃薯块茎洗净、去皮、切成丁，在质量浓度为1mg/kg焦亚硫酸钠的冰水中浸泡以减少褐变；

11、②将步骤①处理过的马铃薯块茎与纯净水以0.5kg/l的质量浓度，放入搅拌机中以200-300rpm转速搅拌2-3分钟，并用纱布过滤；将过滤残渣反复湿磨，过滤三次，并将悬浮液保存过夜以沉淀湿态马铃薯淀粉；

12、③将步骤②中上清液倒出，将沉淀后的湿态马铃薯淀粉沉淀在纯净水中以体积比1：2反复悬浮并沉淀24小时后进一步纯化；纯化后的马铃薯淀粉经35℃干燥、300μm筛分得干态马铃薯淀粉；

13、④取步骤③处理后的干态马铃薯淀粉，加入纯净水搅拌均匀，再加入菊粉搅拌均匀，调整纯净水使得马铃薯淀粉、菊粉与纯净水的质量比为1:0.1:4，得到混合物一；将混合物一放入有密封盖的反应釜内，并在室温下继续搅拌均匀24小时，然后在85℃下均匀搅拌加热6小时，确保加热过程中水分均匀分布；搅拌加热完毕后，将混合物一冷却到室温，并在40℃下干燥至水分质量分数占混合物一总质量的20％，然后在室温下平衡2天，得改性复合生物质淀粉凝胶。

14、菊粉和马铃薯淀粉是分布最广泛的生物聚合物之一，是许多植物物种的储备材料。菊粉替代部分马铃薯淀粉，菊粉-菊粉、菊粉-淀粉相互作用以及菊粉与水结合的更高能力可显著改善淀粉糊和凝胶的流变性质，使得改性复合生物质淀粉凝胶粘稠性能和凝胶性能的大幅提高。

15、进一步地，所述改性聚合物微球乳液的制备方法包括如下步骤：

16、(1)将聚乙烯吡咯烷酮、2,2-偶氮-2-甲基丁腈、苯乙烯和无水乙醇加入到装有氮气进口、温度计和冷凝器的250ml四颈反应烧瓶中，聚乙烯吡咯烷酮、2,2-偶氮-2-甲基丁腈、苯乙烯和无水乙醇的料液比为3.6g：0.5g：14g：13-15ml，在室温下搅拌形成均匀溶液后，在室温下通过鼓泡氮气使溶液脱氧10分钟，防止氧化反应发生；

17、(2)步骤(1)混合均匀后，再取苯乙烯加入到步骤(1)的四颈烧瓶中，丙烯酸与无水乙醇的料液比为13-15ml:1ml，再将四颈烧瓶置于70℃的油浴中，以170-190rpm的速度进行机械搅拌2-4小时；加入丙烯酸，放入油浴中加热，进行丙烯酸与聚合物的接枝反应；这一步骤中，加热促进了反应速率，机械搅拌有助于均匀反应和形成微球；

18、(3)反应完成后，用超声波将步骤(2)的反应物分散在无水乙醇中，步骤(2)的反应物与无水乙醇的料液比为1:30-50ml，离心，丢弃上清液，经过三次洗涤后，得到改性聚合物微球乳液；使用超声波将反应物分散在无水乙醇中，并经过多次洗涤得到改性聚合物微球乳液，超声波的作用是将微球分散均匀，并去除残留的杂质。

19、改性聚合物微球乳液的表面改性可以提高微球乳液分散体的胶体稳定性，防止颗粒聚集。丙烯酸接枝反应使得聚合物微球表面具有亲水性，提高了微球乳液的胶体稳定性，防止颗粒聚集，有利于后续应用过程中的稳定性和性能表现。在制备过程中采用氮气保护，减少了氧气对反应物的氧化影响，保证了反应的纯净性和稳定性。使用超声波分散，能够更好地将微球分散在无水乙醇中，去除杂质，保证了微球乳液的纯净度和稳定性。

20、进一步地，所述聚异氰酸酯是聚醚多元醇、聚酯多元醇类化合物中的一种或多种。

21、进一步地，所述马来酸化聚丁二烯的酸值为100-150mgkoh/g。

22、本发明取得的有益效果如下：

23、本方案制备的低毒刨花板用胶粘剂在保证和提升产品质量的前提下，减少了有害物质的排放，对人体健康无害，提高了产品竞争力。本方案在现有技术的基础上进行了创新，具有明显的有益效果和市场应用前景。

24、本发明提供的低毒刨花板用胶粘剂，采用了低毒的原料，符合环保和健康要求，降低了对生产操作者和环境的危害。通过多种成分的协同作用，提高了胶粘剂的耐热性、耐化学性和机械性能，使得刨花板在使用过程中更加稳定可靠，能够满足刨花板等板材的高强度粘接需求。引入了改性复合生物质淀粉凝胶，使得胶粘剂具有良好的生物降解性能，降低了对环境的污染。通过添加改性聚合物微球乳液，改善了胶粘剂的加工性能，使得刨花板的生产过程更加高效、稳定。本发明提供的低毒刨花板用胶粘剂在提供高性能的同时，兼顾了环保和加工性能，具有明显优于现有技术的有益效果。