CN108587482A - 一种自热无机胶粘剂及其制备方法和其在无机人造板生产中的应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自热无机胶粘剂，为双组份，包括重量比为（40‑60）：（10‑25）的无机胶粘剂半成品和生石灰明胶胶囊；其中，所述无机胶粘剂半成品主要由以下重量份的原料制备而成：30‑60份水、20‑30份氢氧化铝、20‑35份磷酸、10‑20份硫酸钙、4‑10份粉煤灰、3‑5份碳酸钙、2‑4份熟糯米粉和0.3‑0.7份姜黄素。本发明还公开了该自热无机胶粘剂的制备方法。本发明的无机胶粘剂加入了熟糯米粉作为初粘剂，可以有效增加胶粘剂初粘度；将本发明的无机胶粘剂应用于农林剩余物纤维（刨花）板生产中可有效解决了板坯运输和装卸板过程散坯现象；同时，熟糯米粉与其它初粘剂相比具有明显的价格优势。

Description

一种自热无机胶粘剂及其制备方法和其在无机人造板生产中 的应用方法

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，尤其涉及一种自热无机胶粘剂及其制备方法和其在无机人造板生产中的应用方法。

背景技术

我国是人造板大国，全国人造板产量突破3.0亿立方米，并且以年均14.6%的速度递增。人造板产业的快速发展对我国家具和室内外装饰行业的发展提供了极好的产业支撑。目前，我国人造板生产主要采用脲醛树脂胶粘剂。脲醛树脂胶粘剂具有胶合性能好、价格便宜等优点，在人造板生产中得到了广泛应用。但是，脲醛树脂胶粘剂在人造板生产中的应用存在游离甲醛释放、耐水、防火性差等共性技术难题。

无机胶粘剂具有无游离甲醛释放、防水和防火性能好等优点。近年来，无机胶粘剂在人造板生产中的应用进程加快。无机胶粘剂应用于人造板生产大都采用冷压成型工艺，生产周期长，生产效率低，模具投资大。为了解决这一弊端，无机胶粘剂在人造板生产过程中需添加一定量的促凝剂，一方面增加了人造板生产成本，另一方面因添加促凝剂会在人造板生产中使无机胶粘剂产生预固化问题，进而影响人造板的物理力学性能。因此，开发一种固化速度可控且高效的无机胶粘剂是非常重要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种自热无机胶粘剂及其制备方法和其在无机人造板生产中的应用方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种自热无机胶粘剂，为双组份，包括重量比为（40-60）：（10-25）的无机胶粘剂半成品和生石灰明胶胶囊；其中，所述无机胶粘剂半成品主要由以下重量份的原料制备而成：30-60份水、20-30份氢氧化铝、20-35份磷酸、10-20份硫酸钙、4-10份粉煤灰、3-5份碳酸钙、2-4份熟糯米粉和0.3-0.7份姜黄素。

上述的无机胶粘剂，优选的，所述生石灰明胶胶囊是将生石灰粉装入明胶胶囊中制备而成。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的自热无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将生石灰粉机装到4号明胶胶囊中，制备成生石灰明胶胶囊；

（2）将10-20份硫酸钙与10-30份水混合后搅拌均匀，再加入0.3-0.7份姜黄素搅拌均匀；

（3）将20-30份氢氧化铝与20-30份水混合搅拌，然后加入20-35份磷酸，继续搅拌；

（4）将步骤（2）中制备得到的混合物与步骤（3）制备得到的混合物搅拌混合10-15min，然后加入4-10份粉煤灰、3-5份碳酸钙继续搅拌，最后加入2-4份熟糯米粉搅拌，得到粘稠状的无机胶粘剂半成品。

上述的制备方法，优选的，步骤（1）中，每个明胶胶囊中装有0.1g生石灰粉；生石灰粉的粒径为50-80目。

上述的制备方法，优选的，步骤（2）中，加入姜黄素后搅拌5~8min。

上述的制备方法，优选的，步骤（3）中，氢氧化铝与水混合搅拌10-20min，加入磷酸后继续搅拌5-10min；氢氧化铝的粒径为50-100目。

上述的制备方法，优选的，步骤（4）中，加入粉煤灰、碳酸钙后搅拌5-10min，加入熟糯米粉后搅拌8-15min；粉煤灰的粒径为50-100目，碳酸钙的粒径为50-80目。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的自热无机胶粘剂或由上述的制备方法制备获得的自热无机胶粘剂在无机人造板生产中的应用方法，包括以下步骤：

（1）以重量份计，将40-60份无机胶粘剂半成品、10-25份生石灰明胶胶囊和30-70份木材纤维或秸秆纤维送入环式搅拌机搅拌，得到混合物料；

（2）将所述混合物料送入机械铺装机中，在垫板上铺装成40-200mm厚的无机人造板板坯；

（3）将多块包括垫板在内的无机人造板板坯堆成垛，送入冷压中加压成型，然后送入养护室加压养护，脱除垫板，堆垛自然养护，齐边、砂光后得到无机人造板。

上述的应用方法，优选的，步骤（3）中，在冷压机中加压成型的过程中压力为3-6MPa；加压养护过程中的压力也为3-6 MPa。

上述的应用方法，优选的，步骤（3）中，加压养护的时间为8-10h；自然养护的时间为14-21天。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的无机胶粘剂加入了熟糯米粉作为初粘剂，可以有效增加胶粘剂初粘度；将本发明的无机胶粘剂应用于农林剩余物纤维（刨花）板生产中可有效解决了板坯运输和装卸板过程散坯现象；同时，熟糯米粉与其它初粘剂相比具有明显的价格优势。

（2）本发明将生石灰制成生石灰明胶胶囊添加，通过冷压机加压压力控制生石灰的添加时间点，板坯加压时生石灰遇水会产生的大量热量可以激发无机胶粘剂快速反应、固化，将无机人造板加压养护时间由20-24天缩短到8-10天；明胶胶囊在板坯中溶解、均布可以起到增韧作用，改善板材的弯曲强度；同时，通过冷压机加压压力控制生石灰的添加时间点有效地避免了无机胶粘剂在人造板生产中的预固化现象的发生，也可以显著提高无机人造板的力学性能。

（3）本发明的无机胶粘剂中添加了表面活性剂姜黄素，有效改善了无机成分与农林剩余物纤维（木材纤维或秸秆纤维）的相容性，可以改善胶合强度。

（4）采用本发明的无机胶粘剂生成的无机人造板内结合强度最高达到1.32MPa，静曲强度最大达到29.6MPa，2h吸水厚度膨胀率小于0.9%。

（5）本发明的无机胶粘剂及利用其制备无机人造板中的无游离甲醛释放，安全环保。

（6）本发明的无机胶粘剂所采用的原料绝大大部分为无机材料，防火性能明显优于其它有机胶粘剂，其防火等级达到A1级，该胶粘剂应用于无机人造板生产，制备的无机人造板防火等级最高达到A2级。

（7）本发明的无机胶粘剂的制备工艺简单，易于工业化生产，成本低，价格仅为脲醛树脂胶粘剂价格的一半。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明的自热无机胶粘剂，为双组份，包括重量比为40：20的无机胶粘剂半成品和生石灰明胶胶囊，其中，无机胶粘剂半成品由下列重量份的原料制备而成：水40份，氢氧化铝25份、磷酸30份、硫酸钙15份、粉煤灰6份、碳酸钙3份、熟糯米粉3份、姜黄素0.4份。

本实施例的无机胶黏剂的制备方法及其在无机人造板生产中的应用方法，具体步骤为：

（1）将60目生石灰粉机装到4号明胶胶囊，制备生石灰明胶胶囊，每个胶囊装0.1g生石灰粉；

（2）将15份硫酸钙与15份水混合后搅拌均匀，再加入0.4份表面活性剂姜黄素搅拌7min；

（3）将25份80目的氢氧化铝与25份水混合搅拌15min，然后加入30份磷酸，继续搅拌7min；

（4）将步骤（2）制备的混合物与步骤（3）制备的混合物混合搅拌12min，然后加入6份80目粉煤灰、3份60目的碳酸钙搅拌7min，最后加入3份熟糯米粉(糯米加水磨成粉后煮熟）搅拌10min，得到粘稠状的无机胶黏剂半成品；

（5）将40份无机胶黏剂半成品、20份生石灰明胶胶囊以及40份15目的木刨花送入环式搅拌机搅拌10min，得到混合物料；

（6）将混合物料送入机械铺装机，在垫板上铺装成100mm厚的无机人造板板坯，再将60块板坯（连同垫板一起）在下锁模架上堆成垛，盖上上锁模架送入冷压压机加压锁模，冷压机提供压力为4MPa，确保冷压机加压过程中生石灰明胶胶囊变形破裂；

（7）将锁模架运至养护室加压养护8h后，再将锁模架打开将无机人造板半成品与垫板分开，无机人造板半成品堆垛自然养护2周，齐边、砂光后得到无机人造板成品。

经测定，本实施例制备得到的人造板的内结合强度为1.26MPa，静曲强度为28.9MPa，吸水厚度膨胀率为0.88%。

对比例1：

本对比例与实施例1相比，不同之处在于无机胶黏剂的配方中未加入姜黄素。

本对比例中制备得到的无机人造板的性能数据如下：内结合强度为0.94MPa，静曲强度为23.2MPa，吸水厚度膨胀率为1.2 %。

由实验数据可知，本对比例中未加入姜黄素，无机成分与农林剩余物纤维（木材纤维或秸秆纤维）的相容性差，最终制备得到的人造板的力学性能均劣于实施例1。

对比例2：

本对比例与实施例1相比，不同之处在于无机胶黏剂的配方中未加入装有生石灰的明胶胶囊。

本对比例中制备得到的无机人造板的性能数据如下：内结合强度为0.86MPa，静曲强度为20.1MPa，吸水厚度膨胀率为1.33 %，加压养护时间为20h。

由实验数据可知，本对比例中未加入装有生石灰的明胶胶囊，为了提高生产效率，因胶黏剂需添加促凝剂，无机人造板生产过程中无机胶粘剂产生预固化现象，导致制备得到的人造板的力学性能均劣于实施例1。同时，因未加入装有生石灰的明胶胶囊，加压养护时间明显长于实施例1。

实施例2：

一种本发明的自热无机胶粘剂，为双组份，包括重量比为40：25的无机胶粘剂半成品和生石灰明胶胶囊，其中，无机胶粘剂半成品由下列重量份的原料制备而成：水45份，氢氧化铝30份、磷酸35份、硫酸钙20份、粉煤灰10份、碳酸钙5份、熟糯米粉4份、姜黄素0.6份。

本实施例的无机胶黏剂的制备方法及其在无机人造板生产中的应用方法，具体步骤为：

（1）将80目生石灰粉机装到4号明胶胶囊，制备生石灰明胶胶囊，每个胶囊装0.1g生石灰粉；

（2）将20份硫酸钙与25份水混合后搅拌均匀，再加入0.6份表面活性剂姜黄素搅拌8min；

（3）将30份100目的氢氧化铝与20份水混合搅拌20min，然后加入35份磷酸，继续搅拌10min；

（4）将步骤（2）制备的混合物与步骤（3）制备的混合物混合搅拌15min，然后加入10份100目粉煤灰、5份80目的碳酸钙搅拌10min，最后加入4份熟糯米粉搅拌15min，得到粘稠状的无机胶黏剂半成品；

（5）将40份无机胶黏剂半成品、25份生石灰明胶胶囊以及35份20目的稻草纤维送入环式搅拌机搅拌10min，得到混合物料。

（6）将混合物料送入机械铺装机，在垫板上铺装成150mm厚的无机人造板板坯，再将40块板坯（连同垫板一起）在下锁模架上堆成垛，盖上上锁模架送入冷压压机加压锁模，冷压机提供压力为6MPa，确保冷压机加压过程中生石灰明胶胶囊变形破裂；

（7）将锁模架运至养护室加压养护10h后，再将锁模架打开将无机人造板半成品与垫板分开，无机人造板半成品堆垛自然养护3周，齐边、砂光后得到无机人造板成品。

经测定，本实施例制备得到的人造板的内结合强度为1.29MPa，静曲强度为29.6MPa，吸水厚度膨胀率为0.77%。

Claims (10)

1.一种自热无机胶粘剂，其特征在于，所述自热无机胶粘剂为双组份，包括重量比为（40-60）：（10-25）的无机胶粘剂半成品和生石灰明胶胶囊；其中，所述无机胶粘剂半成品主要由以下重量份的原料制备而成：30-60份水、20-30份氢氧化铝、20-35份磷酸、10-20份硫酸钙、4-10份粉煤灰、3-5份碳酸钙、2-4份熟糯米粉和0.3-0.7份姜黄素。

2.如权利要求1所述的无机胶粘剂，其特征在于，所述生石灰明胶胶囊是将生石灰粉装入明胶胶囊中制备而成。

3.一种如权利要求1或2所述的自热无机胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将生石灰粉机装到4号明胶胶囊中，制备成生石灰明胶胶囊；

（2）将10-20份硫酸钙与10-30份水混合后搅拌均匀，再加入0.3-0.7份姜黄素搅拌均匀；

（3）将20-30份氢氧化铝与20-30份水混合搅拌，然后加入20-35份磷酸，继续搅拌；

（4）将步骤（2）中制备得到的混合物与步骤（3）制备得到的混合物搅拌混合10-15min，然后加入4-10份粉煤灰、3-5份碳酸钙继续搅拌，最后加入2-4份熟糯米粉搅拌，得到粘稠状的无机胶粘剂半成品。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，每个明胶胶囊中装有0.1g生石灰粉；生石灰粉的粒径为50-80目。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，加入姜黄素后搅拌5~8min。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，氢氧化铝与水混合搅拌10-20min，加入磷酸后继续搅拌5-10min；氢氧化铝的粒径为50-100目。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，加入粉煤灰、碳酸钙后搅拌5-10min，加入熟糯米粉后搅拌8-15min；粉煤灰的粒径为50-100目，碳酸钙的粒径为50-80目。

8.一种如权利要求1-2中任一项所述的自热无机胶粘剂或由权利要求3-7中任一项制备方法制备获得的自热无机胶粘剂在无机人造板生产中的应用方法，包括以下步骤：

（1）以重量份计，将40-60份无机胶粘剂半成品、10-25份生石灰明胶胶囊和30-70份木材纤维或秸秆纤维送入环式搅拌机搅拌，得到混合物料；

（2）将所述混合物料送入机械铺装机中，在垫板上铺装成40-200mm厚的无机人造板板坯；

（3）将多块包括垫板在内的无机人造板板坯堆成垛，送入冷压中加压成型，然后送入养护室加压养护，脱除垫板，堆垛自然养护，齐边、砂光后得到无机人造板。

9.如权利要求8所述的应用方法，其特征在于，步骤（3）中，在冷压机中加压成型的过程中压力为3-6MPa；加压养护过程中的压力为3-6MPa。

10.如权利要求8所述的应用方法，其特征在于，步骤（3）中，加压养护的时间为8-10h；自然养护的时间为14-21天。