CN105368344A - 一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，涉及粘合剂技术领域，该防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂由以下原料制成：淀粉、高锰酸钾(5％溶液)、氢氧化钠(10％溶液)、纳米氧化锌ZnO)、纳米二氧化锆(ZrO2)、增粘剂、防腐剂、防潮剂、脂肪酸甘油酯、尿素、去离子水、氨水，本发明解决了传统竹木加工用粘合剂粘接强度低、耐水性和耐腐蚀性差的缺点，且原料来源广、生产工艺简单，环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及粘合剂技术领域，具体涉及一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂。
背景技术
以合成高分子为基础物质的新型粘合剂—合成高分子胶，应用最广泛且最具有代表意义的是甲醛系粘合剂，包括脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺。其中脲醛树脂胶用量最大，占甲醛系粘合剂用量的80％左右，占竹木粘合剂总消耗量的60％。这类粘合剂以其分子量小、湿润性好、胶合强度高等优势得到迅速发展，很快取代了天然粘合剂，占领了木材粘合剂市场。脲醛树脂相比于酚醛树脂、三聚氰胺树脂的耐水性差，主要是由于脲醛树脂在固化后，结构中仍然存在亲水性的-CH2OH、-OH和易水解的-CONH-基团。目前国、内外的研究改性主要是通过加入改性剂共聚、共混，改变树脂的耐水性能。然而，甲醛系粘合剂具有致命的缺陷，由于其主要原料之一为甲醛，用其胶接木材加工产品在生产与使用过程不可避免地会释放出游离甲醛等有害气体，危害生产者和消费者的身体健康，长期生活在高浓度甲醛污染的环境中，会产生各种慢性疾病，严重的可致癌。当今，世界各国越来越重视环境质量，人们的环保意识不断增强；随着我国经济的高速增长，人民生活质量的普遍提高，对居住环境也越来越讲究，甲醛释放量受到极大关注。
天然淀粉粘合剂以其原料来源广、价格低廉、生产工艺简单、使用方便、环保无毒而广泛应用于诸多行业，尤其在包装纸箱、瓦楞纸板生产上大量使用，但淀粉粘合剂用于竹木工业则不多见，最主要的原因是淀粉粘合剂的粘接强度、耐水性还有耐腐蚀性均较差，利用它粘结的竹制品，其干强度一般而湿强度严重不足，不能满足产品的使用要求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，解决了传统竹木加工用粘合剂粘接强度低、耐水性和耐腐蚀性差的缺点，本发明防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂原料来源广、生产工艺简单，环保无污染。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：淀粉：25～40％，高锰酸钾(5％溶液)：6～12％，氢氧化钠(10％溶液)：6～10％，纳米氧化锌(ZnO)：1～5％，纳米二氧化锆(ZrO2)：1～5％，增粘剂：2～4％，防腐剂：0.2～0.6％，防潮剂：0.1～0.4％，脂肪酸甘油酯：0.01～0.03％，尿素：0.02～0.05％，氨水：5～7％，余量为去离子水。
优选的，所述防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：淀粉：32％，高锰酸钾(5％溶液)：9％，氢氧化钠(10％溶液)：8％，纳米氧化锌(ZnO)：3％，纳米二氧化锆(ZrO2)：3％，增粘剂：3％，防腐剂：0.4％，防潮剂：0.2％，脂肪酸甘油酯：0.02％，尿素：0.04％，氨水6％，余量为去离子水。
优选的，所述增粘剂为松香。
优选的，所述防腐剂为硼砂。
优选的，所述防潮剂为膨润土。
优选的，所述防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按上述重量百分比称取各组分待用；
(2)氧化淀粉的制备：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应20～30min，制备出醛基质量含量为20～70％的氧化淀粉；
(3)粘合剂初液的制备：在步骤(2)制得的氧化淀粉中加入氨水，搅拌20～60min，随后加入纳米氧化锌和纳米二氧化锆，75～90℃下恒温搅拌1～4h；然后降温至60～75℃，加入松香、硼砂和膨润土，60～75℃下搅拌1～3h；
(4)粘合剂的制备：将粘合剂初液取出后加入脂肪酸甘油酯和尿素，混合均匀后，制得防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂。
(三)有益效果
本发明提供了一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中以氧化淀粉作为粘合剂的主要成分，既可以增强粘合力度，同时可以增强耐水防潮性能，这与通过加入疏水剂来增强耐水性能的粘合剂原理上不同，节省了成本，也实现了环保的目的，此外，氧化淀粉还有独特的防腐功能，这可以极大减少了防腐剂的添加量，节省了成本。
(2)本发明中加入一定量的氧化锌和二氧化锆，由于氧化锌和二氧化锆都是活泼的能提供配位电子的金属氧化物，在碱性条件下容易与淀粉形成配位络合物，而在体系中一定比例的氧化锌和二氧化锆又存在协调作用，使形成的配位络合物在常温下更加稳定，因此该体系拥有优秀的耐水防潮性能。
(3)本发明以松香作为增粘剂、硼砂作为防腐剂、膨润土作为防潮剂，增强了竹木加工用粘合剂的粘接强度、耐水性和耐腐蚀性能，扩大了其在竹木加工领域的应用。
(4)本发明原料为可再生的淀粉，反应中没有甲醛产生，使用中也不会产生甲醛类有害物质。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：淀粉：25％，高锰酸钾(5％溶液)：6％，氢氧化钠(10％溶液)：6％，纳米氧化锌(ZnO)：1％，纳米二氧化锆(ZrO2)：1％，增粘剂(松香)：2％，防腐剂(硼砂)：0.2％，防潮剂膨(膨润土)：0.1％，脂肪酸甘油酯：0.01％，尿素：0.02％，氨水：5％，余量为去离子水。
制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按上述重量百分比称取各组分待用；
(2)氧化淀粉的制备：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应20min，制备出醛基质量含量为40％的氧化淀粉；
(3)粘合剂初液的制备：在步骤(2)制得的氧化淀粉中加入氨水，搅拌40min，随后加入纳米氧化锌和纳米二氧化锆，75～90℃下恒温搅拌2h；然后降温至60～75℃，加入松香、硼砂和膨润土，60～75℃下搅拌1h；
(4)粘合剂的制备：将粘合剂初液取出后加入脂肪酸甘油酯和尿素，混合均匀后，制得防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂。
实施例2：
本实施例防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：淀粉：32％，高锰酸钾(5％溶液)：9％，氢氧化钠(10％溶液)：8％，纳米氧化锌(ZnO)：3％，纳米二氧化锆(ZrO2)：3％，增粘剂(松香)：3％，防腐剂(硼砂)：0.4％，防潮剂(膨润土)：0.2％，脂肪酸甘油酯：0.02％，尿素：0.04％，氨水6％，余量为去离子水。
制备方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：按上述重量百分比称取各组分待用；
(2)氧化淀粉的制备：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应25min，制备出醛基质量含量为60％的氧化淀粉；
(3)粘合剂初液的制备：在步骤(2)制得的氧化淀粉中加入氨水，搅拌50min，随后加入纳米氧化锌和纳米二氧化锆，80℃下恒温搅拌2.5h；然后降温至60～75℃，加入松香、硼砂和膨润土，60～75℃下搅拌2h；
(4)粘合剂的制备：将粘合剂初液取出后加入脂肪酸甘油酯和尿素，混合均匀后，制得防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂。
实施例3：
本实施例防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：淀粉：40％，高锰酸钾(5％溶液)：12％，氢氧化钠(10％溶液)：10％，纳米氧化锌(ZnO)：5％，纳米二氧化锆(ZrO2)：5％，增粘剂(松香)：4％，防腐剂(硼砂)：0.6％，防潮剂(膨润土)：0.4％，脂肪酸甘油酯：0.03％，尿素：0.05％，氨水：7％，余量为去离子水。
制备方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：按上述重量百分比称取各组分待用；
(2)氧化淀粉的制备：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应30min，制备出醛基质量含量为70％的氧化淀粉；
(3)粘合剂初液的制备：在步骤(2)制得的氧化淀粉中加入氨水，搅拌60min，随后加入纳米氧化锌和纳米二氧化锆，90℃下恒温搅拌4h；然后降温至60～75℃，加入松香、硼砂和膨润土，60～75℃下搅拌3h；
(4)粘合剂的制备：将粘合剂初液取出后加入脂肪酸甘油酯和尿素，混合均匀后，制得防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：淀粉：25～40％，高锰酸钾(5％溶液)：6～12％，氢氧化钠(10％溶液)：6～10％，纳米氧化锌(ZnO)：1～5％，纳米二氧化锆(ZrO2)：1～5％，增粘剂：2～4％，防腐剂：0.2～0.6％，防潮剂：0.1～0.4％，脂肪酸甘油酯：0.01～0.03％，尿素：0.02～0.05％，氨水：5～7％，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：淀粉：32％，高锰酸钾(5％溶液)：9％，氢氧化钠(10％溶液)：8％，纳米氧化锌(ZnO)：3％，纳米二氧化锆(ZrO2)：3％，增粘剂：3％，防腐剂：0.4％，防潮剂：0.2％，脂肪酸甘油酯：0.02％，尿素：0.04％，氨水6％，余量为去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，其特征在于，所述增粘剂为松香。
4.根据权利要求1或2所述的防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，其特征在于，所述防腐剂为硼砂。
5.根据权利要求1或2所述的防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，其特征在于，所述防潮剂为膨润土。
6.根据权利要求1～5任一所述防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按上述重量百分比称取各组分待用；
(2)氧化淀粉的制备：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应20～30min，制备出醛基质量含量为20～70％的氧化淀粉；
(3)粘合剂初液的制备：在步骤(2)制得的氧化淀粉中加入氨水，搅拌20～60min，随后加入纳米氧化锌和纳米二氧化锆，75～90℃下恒温搅拌1～4h；然后降温至60～75℃，加入松香、硼砂和膨润土，60～75℃下搅拌1～3h；
(4)粘合剂的制备：将粘合剂初液取出后加入脂肪酸甘油酯和尿素，混合均匀后，制得防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂。
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