[go: up one dir, main page]

CN107400494A - 一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107400494A
CN107400494A CN201610333132.5A CN201610333132A CN107400494A CN 107400494 A CN107400494 A CN 107400494A CN 201610333132 A CN201610333132 A CN 201610333132A CN 107400494 A CN107400494 A CN 107400494A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheat stalk
konjaku flour
preparation
adhesive
add
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610333132.5A
Other languages
English (en)
Inventor
蒲德兴
黄朋勉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha Huihua Adhesive And Technology Co Ltd
Original Assignee
Changsha Huihua Adhesive And Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha Huihua Adhesive And Technology Co Ltd filed Critical Changsha Huihua Adhesive And Technology Co Ltd
Priority to CN201610333132.5A priority Critical patent/CN107400494A/zh
Publication of CN107400494A publication Critical patent/CN107400494A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C09J175/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6484—Polysaccharides and derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6492—Lignin containing materials; Wood resins; Wood tars; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种小麦秸秆‑魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法，涉及胶粘剂制备技术领域。本发明的产品是一种复合胶粘剂，胶体以小麦秸秆、魔芋粉为主要原料，配合其他辅料制成，粘合性好，强度高，且成本低，制作工艺简单，不含甲醛及芬类等有害物质成分，不污染环境，为可降解绿色环保的胶粘剂，用作胶粘剂特别适宜于胶合板、细木工板，纸箱的生产领域。本方法包括以下步骤（1）制备植物基聚酯多元醇；（2）制备高分子复合乳液；（3）将高分子复合水乳液与异氰酸酯按比例室温搅拌混合，即得高分子复合胶黏剂。

Description

一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子化学领域，尤其是一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法。
背景技术
众所周知，木材行业，纸箱包装，家装领域需要使用大量的胶粘剂用于产品加工。在目前使用的木材胶粘剂中，许多为溶剂类的三醛胶----脲醛树脂（UF），酚醛树脂（PF）和三聚氰胺甲醛树脂（VIF），这“三醛胶”除耐水性差、存储期短外，在生产和使用过程中释放出大量的甲醛，对环境污染造成很大的影响，人类长期接触还会造成呼吸道疾病、恶性肿瘤、白血病等疾病的危险。随着环保和节能等理念的提出，对木材工业用胶也提出了更高的要求，这就要求减少甲醛单体和用量，使胶粘剂中游离醛含量达到最低标准，或寻求合适的原料和配方来取代“三醛胶”，彻底解决游离醛释放带来的环境问题。
近年来，随着环保意识的加强，人们对环保胶粘剂的需求日益增加。2007年美国CARB对木制品中使用的胶粘剂有了严格的环保标准，并于2013年实施。US7,722,712 B2和Dolbey课题组（Dolbey R. etc.Recent developments in epoxy resins. Rapra Rev.Rep. 8:176pp,1996）开发了基于天然豆胶胶粘剂，胶合强度和耐水性都超过脲醛胶，但存在产品价格高不足。天然胶粘剂原料来源广泛，成本低，使用方便，无毒环保，随着室友能源紧张和胶粘剂理论研究的深入，更重要的是人类环保意识的增强，天然胶粘剂又重新受到重视，以其充分发挥其自然环保和可再生的优势。
小麦秸秆在我国废弃严重，有的直接烧掉，既浪费也污染天气，造成雾霾，以小麦秸秆为原料制备高分子符合胶粘剂，变废为宝，既充分利用废弃的小麦秸秆，成本低廉，而且提供了一个解决农村焚烧小麦秸秆污染环境的途径。魔芋葡甘聚糖（KGM）是提取自天南星科魔芋块茎中的一种储备性多糖，是一种可再生天然高分子资源，其来源广泛，具有生物可降解性，水溶胶粘度高，可增稠、凝胶和成膜。目前研究以魔芋为原材料研制胶粘剂的报道不多。CN104974683A报道“一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备”，以魔芋粉，壳聚糖和PVA为原料，制得应用于木材拼装，人造板加工领域，存在成本偏高的不足。CN104800813A报道“一种魔芋葡甘聚糖晕车贴及其制备方法”，以葡甘聚糖为主要原材料，配合其他辅料制成胶粘剂，然后再加上中药方剂，具有缓解晕车效果，但该胶粘剂同样具有成本偏高的不足。将小麦秸秆和魔芋粉复合制备胶粘剂的研究未见报道，本发明是基于小麦秸秆和魔芋粉制备胶粘剂的研究。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种粘结强度高、耐水性好的小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法。
一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法，其特征在于包括以下几个步骤：
（1)制备植物基聚酯多元醇
向100g的二元醇中，在搅拌下，加入10目以下的小麦秸秆粉15-20g、催化剂稀硫酸2～3g，共混均匀后，加热至160～180℃，保温30min，再加入10目以下的小麦秸秆粉15～20g，继续在160～180℃保温60～90min，制得植物基多元醇，加入戊二酸酐20～30g，在150℃保温30min，将温度升至190～210℃，保温120～150min，冷却至常温，制得植物基聚酯多元醇；
（2）制备高分子复合乳液
将2.5～3.0g的魔芋粉加入到100g的水中，30～40℃搅拌20～30min使之溶胀，用质量分数为5%氢氧化钠水溶液调pH为8～10，加入质量分数30%的双氧水溶液2.5～3.0g，40～50℃碱性氧化40～50min，用稀盐酸调pH为6.5，冷却出料，制得氧化魔芋葡甘聚糖水乳液；将氧化魔芋葡甘聚糖水乳液与步骤（1）制得的植物基聚酯多元醇按质量比100:15～25共混30min，制得高分子复合水溶液；
（3）小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备
将高分子复合水乳液与二异氰酸酯按100:7～10的比例室温搅拌混合，即得小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用二异氰酸酯（IPDI)。异氰酸酯（—NCO）具有极高的的反应活性，与多元醇、水及木材表面的含—OH化合物容易产生交联反应。异氰酸酯一般可采用酚类、醇类等进行封闭,也可以采用异氰酸酯自聚合、水乳化等方法进行处理。采用上述方法封闭后的一NCO多数需在很高的温度下才能释放出来。本实验采用低温亚硫酸氢钠法对异氰酸酯进行封闭，封闭后的异氰酸酯在60℃就可以将封闭的一NCO释放出来。此方法特别适宜于胶合板、细木工板的生产。本发明的制备工艺通过优选原料，控制反应的温度条件，所得胶粘剂较现有胶粘剂而言，不含有有机挥发物，污染小更环保，粘结强度更强，耐水性能更高，同时生产成本低，易于大规模生产，是无毒无害污染少的胶粘剂。涂胶量为180g/m2。
具体实施方式
以下通过实施例，对本发明作进一步详述：
实施例1
一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：（1）称取100g丙三醇加入1L圆底烧瓶中，称取16g小麦秸秆粉加入烧瓶中，用油浴锅加热至160℃，加入4g浓硫酸作催化剂，在160℃下机械搅拌1.5h；称取14g小麦秸秆粉加入烧瓶中在160℃下机械搅拌2h；称取20g戊二酸酐加入烧瓶中，反应得聚酯多元醇在150℃下机械搅拌3h。
（2）称取3g魔芋粉加入100g水中，35℃下机械搅拌1h；加入5%NaOH溶液调pH至9，再加入3g30%H2O2溶液，氧化，45℃下机械搅拌1h成水乳液；取100g上述水乳液与20g聚酯多元醇混合在25℃下机械搅拌1h得混高分子复合乳液。
（3）取上述混合水乳液30g，加入4.5gIPDI，混合，在20℃机械搅拌0.5h得小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂。
实施例2
一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：（1）称取100g丙三醇加入1L圆底烧瓶中，称取19g小麦秸秆粉加入烧瓶中，用油浴锅加热至170℃，加入5g浓硫酸作催化剂，在160℃下机械搅拌1.0h；称取15g小麦秸秆粉加入烧瓶中在170℃下机械搅拌2h；称取21g戊二酸酐加入烧瓶中，反应得聚酯多元醇在140℃下机械搅拌4h。
（2）称取3g魔芋粉加入100g水中，40℃下机械搅拌1h；加入5%NaOH溶液调pH至9，再加入3.5g30%H2O2溶液，氧化，45℃下机械搅拌1h成水乳液；取100g上述水乳液与22g聚酯多元醇混合在25℃下机械搅拌1h得混高分子复合乳液。
（3）取上述混合水乳液30g，加入4.2gIPDI，混合，在20℃机械搅拌1.0h得小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂。
对实施例1或2所制得的胶粘剂做如下性能指标测试，粘接步骤参考GB/T 15104-2006《装饰单板贴面人造板》进行。将以单板片单面涂胶粘剂作为面板，涂胶量为180g/m2，涂胶后现以1.0MPa的压力冷压20min，然后在热压机中意1.0MPa的压力，与115℃均匀加压3min，压制后的板材室温下陈化24h。将陈化后的板材制成试件，测其表面胶合强度。测试结果如下：
指标 实施例1 实施例2
剪切强度/MPa 31 33
抗拉强度/MPa 28 29
剥离强度/MPa 45 50
从测试结果可以看出，本发明所制得的胶粘剂粘接强度大，达到木材胶粘剂的标准，适合用于木材拼装、人造板加工领域，由于环保，也适用于室内装修墙纸胶粘剂领域。

Claims (6)

1.一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1)制备植物基聚酯多元醇
向100g的二元醇中，在搅拌下，加入10目以下的小麦秸秆粉15-20g、催化剂2～3g，共混均匀后，加热至160～180℃，保温30min，再加入10目以下的小麦秸秆粉15～20g，继续在160～180℃保温60～90min，制得植物基多元醇，加入戊二酸酐20～30g，在150℃保温30min，将温度升至190～210℃，保温120～150min，冷却至常温，制得植物基聚酯多元醇；
所述催化剂为浓硫酸，对甲苯磺酸。
2.所述二元醇为乙二醇，丙二醇，丁二醇。
3.制备高分子复合乳液
将3.0g的魔芋粉加入到100g的水中，30～40℃搅拌20～60min使之溶胀，用质量分数为5%氢氧化钠水溶液调pH为8～10，加入质量分数30%的双氧水溶液0.2～1.0g，40～50℃碱性氧化40～50min，用稀盐酸调pH为6.5，冷却出料，制得氧化魔芋葡甘聚糖水乳液；将氧化魔芋葡甘聚糖水乳液与步骤（1）制得的植物基聚酯多元醇按质量比100:15～25共混30min，制得高分子复合水溶液；
小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备
将高分子复合水乳液与二异氰酸酯（IPDI)按100:7～10的比例室温搅拌混合，即得小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂。
4.根据权利要求1所述的一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法，其特征在于所述的植物基聚酯多元醇的制备：
（1）称取100g乙二醇加入1L圆底烧瓶中，称取16g小麦秸秆粉加入烧瓶中，用油浴锅加热至160℃，加入4g浓硫酸作催化剂，在160℃下机械搅拌1.5h；
（2）称取14g小麦秸秆粉加入烧瓶中在160℃下机械搅拌2h；
（3）称取20g戊二酸酐加入烧瓶中，反应得聚酯多元醇在150℃下机械搅拌3h。
5.根据权利要求1所述的一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法，其特征在于所述的高分子复合乳液的制备：
称取3g魔芋粉加入100g水中，35℃下机械搅拌1h；
加入5%NaOH溶液调pH至9，再加入3g30%H2O2溶液，氧化，45℃下机械搅拌1h成水乳液；
取100g上述水乳液与20g聚酯多元醇混合在25℃下机械搅拌1h得混高分子复合乳液；
根据权利要求1所述的一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备方法，其特征在于所述的小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂的制备：取上述混合水乳液30g，加入4.5gIPDI，混合，在20℃机械搅拌0.5h得小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂。
6.由权利1~4所述的任一方法制备的小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂。
CN201610333132.5A 2016-05-19 2016-05-19 一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法 Pending CN107400494A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610333132.5A CN107400494A (zh) 2016-05-19 2016-05-19 一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610333132.5A CN107400494A (zh) 2016-05-19 2016-05-19 一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107400494A true CN107400494A (zh) 2017-11-28

Family

ID=60394435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610333132.5A Pending CN107400494A (zh) 2016-05-19 2016-05-19 一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107400494A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109628014A (zh) * 2018-12-04 2019-04-16 任国斌 一种绿色环保墙纸胶及其制备方法
CN110078883A (zh) * 2019-05-22 2019-08-02 西华大学 一种基于魔芋粉的水性涂料树脂、其制备方法与组合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103320078A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 济南大学 一种植物基聚酯醇-壳聚糖胶黏剂及其制备方法和应用
CN103320081A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 济南大学 一种高分子复合胶黏剂及其制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103320078A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 济南大学 一种植物基聚酯醇-壳聚糖胶黏剂及其制备方法和应用
CN103320081A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 济南大学 一种高分子复合胶黏剂及其制备方法和应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109628014A (zh) * 2018-12-04 2019-04-16 任国斌 一种绿色环保墙纸胶及其制备方法
CN110078883A (zh) * 2019-05-22 2019-08-02 西华大学 一种基于魔芋粉的水性涂料树脂、其制备方法与组合物
CN110078883B (zh) * 2019-05-22 2021-08-03 西华大学 一种基于魔芋粉的水性涂料树脂、其制备方法与组合物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101191043B (zh) 一种脲醛树脂胶粘剂的制备方法
Tian et al. Recent progress of biomass in conventional wood adhesives: a review
CN104974683B (zh) 一种魔芋粉-壳聚糖-pva共混胶粘剂的制备方法
CN104130733B (zh) 高耐水性的改性生物质液化树脂胶粘剂的制备方法
CN107090271A (zh) 一种大豆蛋白胶黏剂及其制备方法
CN104497964B (zh) 纤维板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂及其制备方法
CN101328252B (zh) 低游离单体、可降解的柿单宁改性酚醛树脂的制备方法
CN111171277A (zh) 聚氨酯弹性交联剂及高强韧植物蛋白胶黏剂与应用
SE543345C2 (en) Process for preparing a bonding resin comprising lignin, phenol and formaldehyde
CN107641495A (zh) 一种植物蛋白胶黏剂及其制备方法和应用
CN103131360B (zh) 一种人造板用生物油淀粉胶粘剂及其制备方法
CN115895554B (zh) 一种基于马来酸酐和甘油的全生物质胶黏剂及其制备方法和应用
CN107033832B (zh) 一种人造板用无醛复合胶黏剂及其制备方法
CN107400494A (zh) 一种小麦秸秆-魔芋粉复合胶粘剂及其制备方法
CN105694779A (zh) 一种酚醛树脂胶黏剂及其制备方法和使用方法
CN105583935A (zh) 一种基于壳聚糖共混木质素制备环保型纤维板的方法
CN103320078B (zh) 一种植物基聚酯醇-壳聚糖胶黏剂及其制备方法和应用
Zhu et al. Formaldehyde-free biomass adhesive based on industrial alkali lignin with high strength and toughness
CN103320082B (zh) 一种植物基聚酯醇胶黏剂及其制备方法和应用
CN105904527A (zh) 一种稻草板基材薄木贴面生产工艺
CN111171256B (zh) 改性异氰酸酯乳液交联剂及改性胶黏剂和应用
CN103320081B (zh) 一种高分子复合胶黏剂及其制备方法和应用
CN105969257A (zh) 一种木材用高强耐水淀粉改性聚乙烯醇胶粘剂及其制备方法
TR201810422T4 (tr) Lignoselülozik malzemeler için yüksek performanslı aminoplasne reçine.
CN103740325B (zh) 人造板用胶粘剂、其制备方法及利用其的胶合板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171128