一种木质素无醛胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶黏剂领域，尤其涉及一种木质素无醛胶及其制备方法。

背景技术

木材胶粘剂是人造板工业的关键核心技术。长期以来，我国生产人造板所用的胶粘剂仍以“三醛胶”为主，在生产和使用过程中会挥发出有害气体“游离甲醛”，造成目前我国人造板产品普遍档次低，对人居环境毒害隐患很大(如白血病婴儿事件等)。而高性能、高品质的无醛胶粘剂因其技术复杂，开发难度较大且成本昂贵，替代“三醛胶”的无醛型木材胶粘剂一直难以获得突破。目前国家正大力推崇低甲醛和无醛人造板新产品及其测试标准，未来20-30年无醛人造板产品将会是市场的主流。

目前，家居产品中用的无醛胶黏剂主要包括由大豆蛋白胶、淀粉基胶、异氰酸酯类胶和热塑性树脂类胶，其中淀粉基胶和大豆蛋白胶具有价格低廉、对环境友好等优点，但存在耐水性不佳、稳定性差及胶接强度不高的缺点；热塑性树脂类胶具有固化速度快、价格低廉、粘结力强等优点，但存在耐热耐水性差的缺点；异氰酸酯类胶的胶接强度高、耐水性好、固化速率快等优点，但其生产成本高、工艺较复杂且适用期短，使它在木地板行业的应用受到了限制。

本发明在为解决以上问题，使用在大自然中广泛存在于木材中的木质素为主要原料进行，无醛胶黏剂制作。本发明制备的无醛胶黏剂无甲醛释放，安全环保，二烯丙基硫醚可增加木质素活性及产品初粘性保证施胶均匀性，另环氧氯丙烷可增强木质素胶合强度，保水剂可提高产品施胶后的开放时间。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

一种木质素无醛胶，其制备原料包括以下质量份的组分：木质素100份、二烯丙基硫醚2-10份、环氧氯丙烷10-15份、改性剂10-20份、保水剂5-10份。

优选地，所述二丙烯基硫醚为二丙烯基二硫醚。

优选地，所述改性剂包括硅酸钾、硅酸钠和硅酸铷中的一种或多种；

更优选地，所述改性剂包括硅酸钾和硅酸钠中的一种或多种。

优选地，所述保水剂包括魔芋粉、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素醚、羟甲基纤维素钠、海藻酸钠、明胶中的一种或多种；

更优选地，所述保水剂为魔芋粉、卡拉胶、海藻酸钠和明胶的混合物；

和/或，所述保水剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素醚和羟甲基纤维素钠的混合物。

一种木质素无醛胶制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将木质素溶解分散于乙醇中，制得木质素乙醇溶液；分散均匀后使用滴加泵缓慢滴加二烯丙基硫醚，滴加完毕后将温度升至50-80℃，再加入环氧氯丙烷并保温30-90min；

(2)降温至20-50℃后加入改性剂，缓慢升温至60-85℃并保温60-120min；

(3)最后加入保水剂，待其完全溶解后降温至常温，即可得到木质素无醛胶。

优选地，所述步骤(1)中，所得木质素乙醇溶液中，纤维素的质量含量为38-45％。

本发明相比于现有技术的优点如下：

(1)本发明制备的无醛胶黏剂无甲醛释放，安全环保；

(2)二烯丙基硫醚可增加木质素活性及产品初粘性，保证施胶均匀性；环氧氯丙烷可增强木质素胶合强度，保水剂可提高产品施胶后的开放时间；

(3)木质素产自于自然界，产生全过程无污染，可持续，可从造纸废弃物中提取得到，又为保护环境做出贡献。

具体实施方式

结合下面实施例对本发明进行进一步的阐述，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

一种木质素无醛胶制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将100份木质素溶于乙醇中，制得木质素含量为38％的木质素乙醇溶液，待溶解分散均匀后将2份二丙烯基二硫醚缓慢滴加入反应釜中，滴加完毕后将温度升至65℃，再将13份环氧氯丙烷加入反应釜并保温50min；

(2)将温度降至30℃后加入硅酸钾16份，然后将温度缓慢升温至85℃并保温60min；

(3)最后加入魔芋粉7份，待其完全溶解后降温至常温，即可得到木质素无醛胶。

实施例2

一种木质素无醛胶制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将100份木质素溶于乙醇中，制得木质素含量为40％的木质素乙醇溶液，待溶解分散均匀后将7份二丙烯基二硫醚缓慢滴加入反应釜中，滴加完毕后将温度升至50℃，再将10份环氧氯丙烷加入反应釜并保温30min；

(2)将温度降至50℃后加入硅酸钠20份，然后将温度缓慢升温至70℃并保温120min；

(3)最后加入卡拉胶5份，待其完全溶解后降温至常温，即可得到木质素无醛胶。

实施例3

一种木质素无醛胶制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将100份木质素溶于乙醇中，制得木质素含量为45％的木质素乙醇溶液，待溶解分散均匀后将10份二丙烯基二硫醚缓慢滴加入反应釜中，滴加完毕后将温度升至80℃，再将15份环氧氯丙烷加入反应釜并保温90min；

(2)将温度降至20℃后加入硅酸钾10份，然后将温度缓慢升温至60℃并保温100min；

(3)最后加入羧甲基纤维素钠10份，待其完全溶解后降温至常温，即可得到木质素无醛胶。

实施例4

一种木质素无醛胶制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将100份木质素溶于乙醇中，制得木质素含量为42％的木质素乙醇溶液，待溶解分散均匀后将4份二丙烯基二硫醚缓慢滴加入反应釜中，滴加完毕后将温度升至60℃，再将13份环氧氯丙烷加入反应釜并保温50min；

(2)将温度降至40℃后加入硅酸钠16份，然后将温度缓慢升温至85℃并保温60min；

(3)最后加入明胶3.5份和卡拉胶3.5份，待其完全溶解后降温至常温，即可得到木质素无醛胶。

实施例5

一种木质素无醛胶制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将100份木质素溶于乙醇中，制得木质素含量为44％的木质素乙醇溶液，待溶解分散均匀后将8份二丙烯基二硫醚缓慢滴加入反应釜中，滴加完毕后将温度升至80℃，再将12份环氧氯丙烷加入反应釜并保温90min；

(2)将温度降至20℃后加入硅酸钾11份，然后将温度缓慢升温至60℃并保温100min；

(3)最后加入羧甲基纤维素钠4份和羟甲基纤维素醚4份，待其完全溶解后降温至常温，即可得到木质素无醛胶。

对比例1

发明CN112080226中实施例1所得环保无醛胶粘剂。

实施效果

表1为实施例1-5和对比例1的性能检测数据。其中，初粘性为胶黏剂在应用时，板坯冷压后长时间不散板的时间；开放时间为板坯施胶后在开放存放一定时间后还可以正常冷压并保证冷压效果的时间；胶合强度和甲醛释放量按照国标GB/T 17657-2013进行检测。

表1

由表1可以看出，与对比例1相比，实施例1-5的初粘性和开放时间有了明显的增加，而且具有良好的胶合强度，甲醛释放率很小，基本可以忽略。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。