一种耐水改性淀粉基木材胶粘剂及其制备方法

一种耐水改性淀粉基木材胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及胶粘剂及其制备领域，具体涉及一种耐水改性淀粉基木材胶粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]淀粉具有可再生、无污染、成本低、可生物降解等优点，利用淀粉作为主要原料制备木材用胶粘剂可以大大降低不可再生资源石油单体的用量，并降低成本。传统的淀粉胶存在干燥速度慢、粘接强度低、耐水性差等缺点，需要对其进行改性。传统胶粘剂中含甲醛类胶粘剂由于其价格合适，工艺成熟而被广泛用于木材加工产业中，但由于其中甲醛含量比较高，胶粘剂中游离醛的释放对环境和工人的健康都构成很大的威胁，游离甲醛被美国环境与资源保护局列为头号污染源，如何降低甲醛中的含量成为研究的课题。专利ZL200510040113.5 “一种木材用淀粉胶的制备方法”中提出了一种采用淀粉为主要原料，进行酸解、氧化、接枝共聚改性处理，最后添加一定的助剂制备淀粉胶的工艺。该工艺制备出的淀粉胶具有成本低廉、环保等优点，但是其粘接强度、耐水性还有待进一步改善，以进一步扩大其应用。

【发明内容】

[0003]针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐水改性淀粉基木材胶粘剂，具有良好的稳定性、粘接强度和耐水性，且降低了游离甲醛含量。
[0004]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0005]—种耐水改性淀粉基木材胶粘剂，由以下重量份的原料制成:淀粉40?50份、无机酸1?3份、糖化酶0.1?1份、氢氧化钠3?6份、硫酸钠0.01?1份、氧化剂3?5份、甲醛80?90份、尿素30?40份、氯化钱4?6份、十二烧基磺酸钠0.5?2份、二氧化钛纳米粒子3-10份。
[0006]耐水改性淀粉基木材胶粘剂的制备方法，由以下步骤构成:
[0007]1)、用水将淀粉配制成质量浓度为30?45%的淀粉浆，转移到反应釜中；
[0008]2)、加入无机酸溶液进行水解1?2小时，搅拌，水解温度为55?65°C，反应结束后冷却至室温，用氢氧化钠溶液将pH值调至6.0?6.5 ;
[0009]3)、加入糖化酶进行糖化，反应温度70_90°C，反应0.5_lh ;
[0010]4)、加入硫酸钠和氧化剂，反应10?50分钟后，边搅拌边滴加氢氧化钠溶液，调节pH 值 9.0-10.0 ；
[0011]5)、把氧化后的淀粉浆升温到85?95°C，保温15?25分钟，制得改性淀粉胶；
[0012]6)、将甲醛加入反应釜，用氢氧化钠溶液调节pH值至8，加入尿素和氯化铵，快速升温至95-97°C，反应约30min，搅匀，当温度回升至95-97°C时，加入十二烷基磺酸钠和二氧化钛纳米粒子，将pH值调至4.5-5.5，继续加热，直至取出几滴反应物滴入清水中，成珠状下沉而无薄雾时为止，用氢氧化钠溶液调pH值至8-9，再加热5min。
[0013]优选地，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中一种或者几种的混合物。
[0014]优选地，所述氧化剂为双氧水、次氯酸钠或高锰酸钾。
[0015]优选地，所述无机酸为盐酸或硫酸。
[0016]优选地，所述二氧化钛纳米粒子直径为10-20nm。
[0017]本发明的有益效果:本发明中主要组分淀粉来源丰富、价格低廉，经改性淀粉基木材胶粘剂流动性好，粘接性强、耐水性好，有一定的耐酸碱性，降低了游离甲醛含量，并且纳米二氧化钛纳米粒子具有良好的稳定性、其所具有的小尺寸效应和高比表面效应可以与乳胶粒子形成很好的网络结构，很大程度上降低了水分子对胶粘剂的破坏，提高了胶粘剂的干燥速度、强度及耐水性，且稳定性好，储存时间长，能广泛的应用于木材的装饰、人造板、胶合板的粘接等方面。
【具体实施方式】
[0018]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。
[0019]实施例1:
[0020]—种耐水改性淀粉基木材胶粘剂，由以下重量份的原料制成:玉米淀粉40份、盐酸1份、糖化酶0.1份、氢氧化钠3份、硫酸钠0.01份、双氧水5份、甲醛90份、尿素40份、氯化铵6份、十二烷基磺酸钠2份、二氧化钛纳米粒子10份。
[0021]耐水改性淀粉基木材胶粘剂的制备方法，由以下步骤构成:
[0022]1)、用水将玉米淀粉配制成质量浓度为30?45%的玉米淀粉浆，转移到反应釜中；
[0023]2)、加入盐酸溶液进行水解1?2小时，搅拌，水解温度为55?65°C，反应结束后冷却至室温，用氢氧化钠溶液将pH值调至6.0?6.5 ;
[0024]3)、加入糖化酶进行糖化，反应温度70_90°C，反应0.5_lh ;
[0025]4)、加入硫酸钠溶液和双氧水，反应10?50分钟后，边搅拌边滴加氢氧化钠溶液，调节 pH 值 9.0-10.0 ；
[0026]5)、把氧化后的淀粉浆升温到85?95°C，保温15?25分钟，制得改性玉米淀粉胶；
[0027]6)、将甲醛加入反应釜，用氢氧化钠溶液调节pH值至8，加入尿素和氯化铵，快速升温至95-97°C，反应约30min，搅匀，当温度回升至95_97°C时，加入十二烷基磺酸钠和粒子直径为10-20nm的二氧化钛纳米粒子，将pH值调至4.5-5.5，继续加热，直至取出几滴反应物滴入清水中，成珠状下沉而无薄雾时为止，用氢氧化钠溶液调pH值至8-9，再加热5min0
[0028]优选地，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中一种或者几种的混合物。
[0029]优选地，所述氧化剂为双氧水、次氯酸钠或高锰酸钾。
[0030]优选地，所述无机酸为盐酸或硫酸。
[0031]优选地，所述二氧化钛纳米粒子直径为10-15nm。
[0032]实施例2:
[0033]—种耐水改性淀粉基木材胶粘剂，由以下重量份的原料制成:马铃薯淀粉50份、硫酸3份、糖化酶1份、氢氧化钠5份、硫酸钠1份、高锰酸钾3份、甲醛80份、尿素30份、氯化钱4份、十二烧基磺酸钠0.6份、二氧化钛纳米粒子4份。
[0034]耐水改性淀粉基木材胶粘剂的制备方法，由以下步骤构成:
[0035]1)、用水将马铃薯淀粉配制成质量浓度为30?45%的淀粉浆，转移到反应釜中；
[0036]2)、加入硫酸溶液进行水解1?2小时，搅拌，水解温度为55?65°C，反应结束后冷却至室