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CN110734735A - 一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法和应用 Download PDF

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冉鑫
李智
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法和应用。本发明的高支化聚合物木材粘合剂，所述的高支化聚合物木材粘合剂由高支化多元胺HPA和尿素组成。所述的高支化多元胺HPA和尿素的摩尔比为：1：2‑6。本发明的胶黏剂粘结力强，无甲醛释放，且颜色稳定。该制备方法简单，不添加其他固化剂，生产成本低，制备条件温和。该方法制备的胶黏剂粘结性能好，绿色环保，使用过程中不产生有害气体，实现了粘合剂整体性能的大幅提升。

Description

一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，具体涉及一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国是一个木材消费大国，而人造板又是木材消费的主要途径之一，人造板工业在我国发展迅猛，市场庞大；当今市场上90％的人造板用胶黏剂是含有甲醛、笨、甲苯等对人体有害的物质。目前，胶黏剂在人们的生活和生产中已经被广泛的使用，尤其是家具制造业和装饰装修行业被大量使用。随着社会经济的发展和人们生活水平的日益提高，人们的环保意识越来越高，对生活环境和生活用品的要求也越来越高。长期呼入少量甲醛还会引发较强的致癌性。因此，生产一种无醛绿色环保的胶黏剂是未来胶黏剂发展的趋势。
目前，缺乏一种绿色环保的高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色环保的高耐水性能高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法和应用。
本发明的技术方案如下：本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂，所述的高支化聚合物木材粘合剂由高支化多元胺HPA和尿素组成。
进一步地，所述的高支化多元胺HPA和尿素的摩尔比为：1：2-6。
进一步地，所述的高支化多元胺HPA的结构式如式I所示：
Figure BDA0002293512100000021
本发明所述的高支化聚合物木材粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入HPA和尿素的摩尔比为1：2-6；
(2)搅拌均匀，置于120℃-140℃油浴锅中反应4h-8h；
(3)反应后冷却至室温，称量生成物质量，按固含量40％-60％加去离子水使其完全溶解，制得高支化聚合物木材粘合剂。
进一步地，所述的HPA和尿素的摩尔比为1：2-6。
进一步地，所述的反应时间为6h。
更进一步地，所述的反应温度为130℃。
本发明所述的高支化聚合物木材粘合剂在制备涂料中的应用。
有益效果：本发明的胶黏剂粘结力强，无甲醛释放，且颜色稳定。该制备方法简单，不添加其他固化剂，生产成本低，制备条件温和。该方法制备的胶黏剂粘结性能好，绿色环保，使用过程中不产生有害气体，实现了粘合剂整体性能的大幅提升。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明支化多元胺或支化多氨基化合物，而非线性多氨基化合物。反应过程中无需催化剂、无需溶剂、一步法、一锅法，操作简单，反应产物无须分离纯化，可直接用作木材粘合剂。反应过程中不使用甲醛等有害物质，是一种绿色环保型树脂胶黏剂。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，这些实施例是本发明的阐释和举例，并不以任何形式限制本发明的范围。
实施例1
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝86.40g、Urea＝12.49g；摩尔比：HPA:Urea为1:2；
(2)搅拌均匀，置于120℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为8h；
(3)反应后冷却至室温，称量生成物质量为98.89g，按固含量50％加去离子水49.44g使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
实施例2
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝39.90g、Urea＝8.65g；摩尔比：HPA:Urea为1:3；
(2)搅拌均匀，置于120℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为8h；
(3)反应后冷却至室温，称量生成物质量为48.55g，按固含量50％加去离子水24.28g使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
实施例3
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝50.63g、Urea＝14.64g；摩尔比：HPA:Urea为1:4；
(2)搅拌均匀，置于120℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为8h；
(3)反应后冷却至室温，称量生成物质量为65.27g，按固含量50％加去离子水32.63g使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
实施例4
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝49.37g、Urea＝17.84g；摩尔比：HPA:Urea为1:5；
(2)搅拌均匀，置于120℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为8h；
(3)反应后冷却至室温，称量生成物质量为67.21g，按固含量50％加去离子水33.60g使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
实施例5
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝86.40g、Urea＝12.49g；摩尔比：HPA:Urea为1:2；
(2)搅拌均匀，置于130℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为6h；
(3)反应后冷却至室温，按固含量50％加去离子水使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
实施例6
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝39.90g、Urea＝8.65g；摩尔比：HPA:Urea为1:3；
(2)搅拌均匀，置于130℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为6h；
(3)反应后冷却至室温，按固含量50％加去离子水使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
实施例7
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝50.63g、Urea＝14.64g；摩尔比：HPA:Urea为1:4；
(2)搅拌均匀，置于130℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为6h；
(3)反应后冷却至室温，按固含量50％加去离子水使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
实施例8
本发明的一种高支化聚合物木材粘合剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应器中加入反应物HPA＝49.37g、Urea＝17.84g；摩尔比：HPA:Urea为1:5；
(2)搅拌均匀，置于130℃油浴锅中搅拌反应，反应时间为6h；
(3)反应后冷却至室温，按固含量50％加去离子水使其完全溶解，进而得到所制备的高支化聚合物木材粘合剂。
试验例1
为了验证合成的高支化聚合物木材粘合剂的性能特征，进行了以下试验：
取实施例中所制备高支化聚合物木材粘合剂，用厚度为2mm的杨木单板压制三层胶合板，按照国标GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》的要求，进行板材物理力学性能进行测试，主要测试板材耐水性能。具体步骤如下：将合成的高支化聚合物木材粘合剂按施胶量160g/m2涂于单层杨木板上，热压温度为200℃，热压8分钟，然后将板材裁剪为36个试件，平均分为3份分别测试其干强度、湿强度(将试件放于63℃水中浸泡3小时)、耐水性能(将试件放于沸水中浸泡3小时)等，测试结果如下表所示：
试件干强度(MPa)湿强度(MPa)耐水性能(MPa)
Figure BDA0002293512100000061
根据各实施例测出的强度，经筛选得出：当各反应物的摩尔比为：
HPA：Urea＝1：3时，所对应的高支化聚合物木材粘合剂的性能最佳。
根据GB/T 9846-2015《普通胶合板》对胶合板的耐水性要求，本发明的高支化聚合物木材粘合剂各项性能数据高于国标要求。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种高支化聚合物木材粘合剂，其特征在于：所述的高支化聚合物木材粘合剂由高支化多元胺HPA和尿素组成。
2.根据权利要求1所述的高支化聚合物木材粘合剂，其特征在于：所述的高支化多元胺HPA和尿素的摩尔比为：1：2-6。
3.根据权利要求1所述的高支化聚合物木材粘合剂，其特征在于：所述的高支化多元胺HPA的结构式如式I所示：
Figure FDA0002293512090000011
4.权利要求1所述的高支化聚合物木材粘合剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)向反应器中加入HPA和尿素的摩尔比为1：2-6；
(2)搅拌均匀，置于120℃-140℃油浴锅中反应4h-8h；
(3)反应后冷却至室温，称量生成物质量，按固含量40％-60％加去离子水使其完全溶解，制得高支化聚合物木材粘合剂。
5.根据权利要求3所述的高支化聚合物粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的HPA和尿素的摩尔比为1：2-6。
6.根据权利要求3所述的高支化聚合物树脂粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的反应时间为6h。
7.根据权利要求3所述的高支化聚合物树脂粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的反应温度为130℃。
8.权利要求1至7任一项所述的高支化聚合物木材粘合剂在制备涂料中的应用。
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