一种木材粘合剂及其制备方法与流程

本发明属于木材粘合剂制备，具体地，涉及一种木材粘合剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着可持续发展及绿色环保观念的不断普及深入，以天然可再生生物质为原料制备生物基胶粘剂及其人造板和家具粘接应用，受到广泛关注。各种生物质资源，包括纤维素、木质素、淀粉、大豆蛋白、甲壳素和单宁等，已被作为可再生原料应用在人造板的加工制造领域中。

2、大豆多糖为原料制备木材胶粘剂具有可靠、丰富、成本低、操作简便、绿色环境友好等优点，然而，现有大豆多糖胶粘剂普遍存在着耐水性差、粘接强度差和阻燃性能不佳的问题，限制了大豆蛋白胶粘剂的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供以解决以下技术问题：

2、如何提高制备得到的木材胶粘剂的拉伸性、耐水性、胶合强度和阻燃性能。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种木材粘合剂，包括以下重量份原料：20-30份醛基化大豆多糖、60-70份去离子水和16-25份阻燃嵌段化合物；

5、该木材粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

6、按照重量份，将阻燃嵌段化合物分散在去离子水中，用20wt％氢氧化钠水溶液调节ph至9，加入步骤a1中制备的醛基化大豆多糖，升温至60℃，搅拌反应0.25-0.5h，反应结束后，将所得悬液在8000rpm下离心10min，上清液在50℃的烤箱中加热5h浓缩，得到木材粘合剂，以去离子水为溶剂，在碱性条件下，醛基化大豆多糖中的醛基能与阻燃嵌段化合物中的氨基发生席夫碱交联反应，生成含酰腙键的木材粘合剂，木材粘合剂中的酰腙键具有自修复的弹性特性，其在酸性条件下具有动态可逆发应，其的引入可以提高木材粘合剂在酸性条件下的高弹性性能。

7、进一步地，醛基化大豆多糖的制备方法，包括以下步骤：

8、醛基化大豆多糖为按照常用氧化步骤进行氧化处理，对大豆多糖进行选择性氧化；在氮气保护条件下，将大豆多糖和去离子水搅拌均匀，加入高碘酸钠溶液中，在温度为45-55℃条件下避光搅拌2.5-3.5h，反应结束后，加入乙二醇终止反应，静置过滤，用丙酮沉淀，经过过滤干燥，得到醛基化大豆多糖，其中，大豆多糖、去离子水、高碘酸钠溶液和乙二醇的用量比为4.5-6.5g：50ml:35-100ml：2.5-3.5ml，高碘酸钠具有选择性氧化的特性，可以将大豆多糖中的邻二醇氧化成二醛基。

9、进一步地，阻燃嵌段化合物的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤a1、在搅拌器中加入烯丙基琥珀酸酐、n,n-二甲基乙酰胺和二氨基磷酸苯酯，搅拌均匀，升温至50-60℃，搅拌反应2-3h,反应结束后，将油浴温度提高到120-140℃，并继续加热2-3h，冷却至室温，得到氨基封端的多酰胺基化合物，其中，烯丙基琥珀酸酐和二氨基磷酸苯酯的用量比为2.5-4.5g：45-65ml:6.2-11.2g，控制二氨基磷酸苯酯的摩尔量略高于二倍于烯丙基琥珀酸酐的用量，在反应过程中，二氨基磷酸苯酯结构中的氨基与烯丙基琥珀酸酐发生开环反应，升温过程中，烯丙基琥珀酸酐开环反应生成的羧酸基能够继续与二氨基磷酸苯酯上的氨基，进一步发生反应，最终使得烯丙基琥珀酸酐被充分消耗掉，最终得到氨基封端的多酰胺基化合物；

11、步骤a2、将1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、四氢呋喃和铂催化剂依次加入反应容器中，升温至60℃，搅拌加入混合液，加完后，加热至回流，并持续回流反应12-14h，冷却室温，减压脱除四氢呋喃得到阻燃嵌段化合物，其中，1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、四氢呋喃、铂催化剂和混合液的用量比为1.65-2.95ml:55-65ml:0.016-0.03g：45-55ml,混合液中氨基封端的多酰胺基化合物和四氢呋喃的用量比为2.5-4.5g：45-55ml,在上述反应中，以1,1,3,3-四甲基二硅氧烷为硅氢键单体，以氨基封端的多酰胺基化合物为双键单体，在铂催化剂的作用下，发生硅氢加成聚合反应得到阻燃嵌段化合物，通过上述反应将硅氧键和磷氧键等结构引入阻燃嵌段化合物中。

12、进一步地，高碘酸钠溶液的物质的量浓度为0.3mo l/l。

13、进一步地，所述铂催化剂为铂炭催化剂、埃洛石固载铂催化剂、氯铂酸中的任一种。

14、本发明的有益效果：

15、(1)本发明技术方案中，制备的木材粘合剂中，以醛基化大豆多糖为碳源，阻燃嵌段化合物中的磷酸基团为酸源，阻燃嵌段化合物中的多酰胺基、氨基和醛基化大豆多糖中的氨基为气源，它们通过协同作用，起到优异的化学阻燃作用，同时，阻燃嵌段化合物中还含有硅氧键结构，进一步提高了制备得到的木材粘合剂的阻燃性能。

16、(2)为了提高制备得到的木材粘合剂的耐水性能、拉伸性和胶合强度，本发明技术方案中，使阻燃嵌段化合物和醛基化大豆多糖发生化学键合，制备得到的木材粘合剂中含有多个酰胺基和硅氧键结构，上述结构共同作用，提高了木材粘合剂的耐水性能，同时，阻燃嵌段化合物中含有的硅氧键和磷氧键，易与醛基化大豆多糖中的多羟基产生氢键，上述结构与醛基化大豆多糖之间具有优异的相容性，使得该阻燃嵌段化合物在木材粘合剂中形成含有大量氢键的互穿网络结构，此外，大豆多糖自身也具有优异粘结性能，通过上述两者的结合，共同提高了木材粘合剂的胶合强度和拉伸性。

技术特征：

1.一种木材粘合剂，其特征在于，由以下步骤制成：

2.根据权利要求1所述的一种木材粘合剂，其特征在于，包括以下重量份原料：20-30份醛基化大豆多糖、60-70份去离子水和16-25份阻燃嵌段化合物。

3.根据权利要求1所述的一种木材粘合剂，其特征在于，醛基化大豆多糖的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种木材粘合剂，其特征在于，大豆多糖、去离子水和高碘酸钠溶液的用量比为4.5-6.5g：50ml:35-100ml。

5.根据权利要求1所述的一种木材粘合剂，其特征在于，阻燃嵌段化合物的制备方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种木材粘合剂，其特征在于，步骤a1中，烯丙基琥珀酸酐和二氨基磷酸苯酯的用量比为2.5-4.5g：45-65ml:6.2-11.2g。

7.根据权利要求5所述的一种木材粘合剂，其特征在于，步骤a2中，1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、四氢呋喃、铂催化剂和混合液的用量比为1.65-2.95ml:55-65ml:0.016-0.03g：45-55ml。

8.根据权利要求5所述的一种木材粘合剂，其特征在于，混合液中氨基封端的多酰胺基化合物和四氢呋喃的用量比为2.5-4.5g：45-55ml。

9.根据权利要求5所述的一种木材粘合剂，其特征在于，铂催化剂为铂炭催化剂、埃洛石固载铂催化剂、氯铂酸中的任一种。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的木材粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种木材粘合剂及其制备方法，属于木材粘合剂制备技术领域，包括以下重量份的原料：20‑30份醛基化大豆多糖、60‑70份去离子水和16‑25份阻燃嵌段化合物；木材粘合剂的制备方法，包括以下步骤:将阻燃嵌段化合物分散在去离子水中，加入醛基化大豆多糖，搅拌反应得到木材粘合剂。本发明利用烯丙基琥珀酸酐、氨基磷酸苯酯和1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷制备阻燃嵌段化合物，阻燃嵌段化合物中的酰胺基、硅氧键具有优异的耐水性能，硅氧键和磷氧键，易与醛基化大豆多糖中的多羟基产生氢键，它们在木材粘合剂中形成含有大量氢键的互穿网络结构，它们共同作用，提高了木材粘合剂的拉伸性、耐水性、胶合强度和阻燃性能。技术研发人员：沈建明受保护的技术使用者：上海家友建材有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4