專利名稱：一種脲醛樹脂膠粘劑的添加劑、其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種膠粘劑的添加劑，特別涉及一種人造板用脲醛樹脂膠粘劑的添加劑及其制備方法。
背景技術：
30年來，我國的木材工業得到了快速發展。2009年，我國人造板總產量1. 1546億立方米，膠合板產量4451. 24萬立方米，細木工板1478. 71萬立方米。人造板總產量、膠合板產量、細木工板產量均居世界第一位。僅膠合板、細木工板每年消耗膠粘劑高達600萬噸 (50%固體含量)。在膠合板、細木工板生產過程中，膠粘劑中往往要加入總重量20-30% 的面粉作為填料，以提高膠粘劑預壓性能，提高生產效率，減少膠粘劑用量，降低生產成本， 防止透膠與缺膠，提高膠粘劑利用效率，提高膠層耐老化性能等。為此每年要消耗小麥面粉100多萬噸，折合人民幣20多億元，造成極大的糧食浪費，不利于人造板產業的可持續發展。同時，由于人造板生產中普遍采用的是甲醛系膠粘劑，特別是大量使用脲醛樹脂膠粘劑，因此導致人造板及其制品(家具、木地板、室內木質裝飾材料等)存在著甲醛釋放問題，是室內空氣污染中甲醛污染的主要來源。隨著人們健康意識、室內環境意識、生活質量意識的日益提高，人造板甲醛釋放造成的污染空氣、損害健康問題越來越受到人們的重視。甲醛對眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，會引起慢性呼吸道疾病、過敏性鼻炎、免疫功能下降等；被認為是潛在的致癌物質，可能是鼻癌、咽喉癌、皮膚癌的誘因。據統計，我國每年由室內空氣污染引起的超額死亡人數達十多萬，超額門診人次數20多萬。解決人造板甲醛釋放問題已經到了刻不容緩的地步。燃煤電廠的SO2排放量約占全國SO2排放總量的50%。脫硫石膏(FGD)是火電廠處理后得到的工業副產品。目前，我國脫硫石膏產量十分巨大，年產量超過1000萬t， 解決脫硫石膏的利用問題，具有重要的經濟與社會效益。石膏的多孔性有望作為填料降低脲醛樹脂膠接制品的甲醛釋放量。現有技術中，有將脫硫石膏應用在制備水泥膠粘劑方面的報道。例如有中國專利申請號為20091005^51. X的發明名稱為“一種利用垃圾焚燒飛灰制備快硬型水泥基膠粘劑的方法”；“非金屬礦”雜志第31卷第2期刊登的名稱為“脫硫石膏/粉煤灰復合膠結材性能研究”等是將脫硫石膏應用于水泥及砂漿中。但還未見將其應用在人造板用膠粘劑當中的相關報道。目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有1)采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑；2)采用其他環保型膠粘劑；幻在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑；4)對人造板進行后處理。但是，這些技術方法都存在著一定缺陷。如，1)采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑雖然能夠有效降低人造板產品的甲醛釋放量，但是產品的膠合強度也往往降低， 不能滿足要求；固化時間延長，生產效率降低；幻采用其他環保型膠粘劑，如異氰酸酯類膠粘劑，由于膠粘劑價格昂貴，導致人造板的生產成本往往大幅度增加，企業和用戶都難以接受；3)在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑，雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但是往往同時降低人造板的膠合強度；同時，一般甲醛捕捉劑價格往往遠遠高于脲醛樹脂膠粘劑，其加入提高了產品成本，降低了產品競爭力，例如日本大鹿振興株式會社生產的FC-5號甲醛捕捉劑售價為50000元/噸，如果在膠中加入1 % -2%，則每噸脲醛樹脂成本就會提高500 1000元；4)對人造板進行后處理，如公開號為CN1M6528的發明專利申請中公開了一種E1/E0級環保型人造板的制造工藝，采用氨氣真空法，公開號為CN2394770 的實用新型專利中公開了一種降低人造板甲醛釋放量的處理裝置，但是后處理設備往往投資較大。中國專利申請號為200810115888. 8的專利申請公開了一種脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，該添加劑含有木粉、水溶性高分子化合物及無機礦物鹽，該發明專利提供的脲醛樹脂添加劑雖然降低了膠合板甲醛釋放量，但是用這種添加劑代替面粉來進行脲醛樹脂調膠時，所得到脲醛樹脂膠粘劑與添加面粉相比，體積有所減小。這對提高脲醛樹脂的使用率不利。
發明內容
本發明的目的是針對以上現有技術存在的問題，提供一種人造板用脲醛樹脂膠粘劑的添加劑。該添加劑是一種改性淀粉與脫硫石膏為主成份的物質，該添加劑能夠替代面粉加入到脲醛樹脂中。所述添加劑由以下重量份計的成分組成改性淀粉100份；高分子化合物 1-5份；膨脹劑0.1-2.0份；脫硫石膏300-500份。優選地，所述添加劑由以下重量份計的成分組成改性淀粉100份；高分子化合物 2-4份；膨脹劑0.5-1. 5 份脫硫石膏350-450份。所述改性淀粉是將淀粉糊化而制得，可采用現有常規方法制得。本發明中具體是將淀粉分散在水中，加熱至60-80°C，形成均勻糊狀溶液，然后脫水干燥，得到改性淀粉。得到的改性淀粉含水率為4-10%。所述改性淀粉由選自玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、橡子淀粉中的一種或幾種制得。所述改性淀粉為細度在100-500目的粉體，其目的是增加改性淀粉的冷水溶解及
增稠效果。所述改性淀粉的含水率為4-10 %。所述脫硫石膏為細度為200-600目，以保證足夠的增稠效果。所述高分子化合物選自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一種或兩種。所述膨脹劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉、甘膽酸鈉、苯扎氯銨、苯扎溴銨、聚山梨酯、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一種或多種。所述高分子化合物在一定條件下能夠與甲醛反應，降低人造板甲醛釋放量。所述膨脹劑不限于列舉的幾種，凡是能夠在使用中，能夠通過攪拌發泡作用，增加脲醛樹脂膠粘劑體積的物質都適用于本發明。本發明的另一目的是提供所述添加劑的制備方法。其包括下述步驟1)將淀粉分散在水中，加熱至60-80°C，形成均勻糊狀溶液，然后脫水干燥，得到改性淀粉； 2)改性淀粉與脫硫石膏、高分子化合物原料混合均勻。本發明的再一目的是提供一種含有所述添加劑的脲醛樹脂膠粘劑。所述脲醛樹脂膠粘劑含有脲醛樹脂和所述添加劑，所述脲醛樹脂與添加劑的質量比為 100 20-30。所述脲醛樹脂膠粘劑還含有固化劑；所述固化劑選自氯化銨、硫酸銨、甲酸銨中的一種，優選硫酸銨、氯化銨；所述脲醛樹脂與所述固化劑的質量比為100 0.2-2.0。脲醛樹脂可以是工廠普遍采用的各種普通脲醛樹脂和改性脲醛樹脂。本發明所使用的脲醛樹脂為尿素與甲醛的摩爾比為1 1. 1的脲醛樹脂。其性能
指標如下本發明提供的添加劑也適用于酚醛樹脂及三聚氰胺-甲醛樹脂。本發明還提供一種所述脲醛樹脂膠粘劑的制備方法，其是將脲醛樹脂、添加劑、固化劑混合均勻制得。本發明脲醛樹脂添加劑的優點體現在以下方面1、本發明添加劑與脲醛樹脂膠具有良好的混合性；2、本發明將改性淀粉、高分子化合物、脫硫石膏、膨脹劑按照一定配比組合，制備得到的脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，將其用于制備脲醛樹脂膠粘劑，解決了在制備脲醛樹脂膠粘劑時，將添加劑與脲醛樹脂混合時，體積減小的問題。3、本發明添加劑能夠賦予脲醛樹脂良好的預壓性，保證膠合板與細木工板生產效率；4、本發明添加劑可在人造板熱壓過程中與甲醛發生化學反應，較好地從根本上減少人造板甲醛釋放量，保證人造板物理力學性能；5、本發明添加劑與脲醛樹脂膠混合使用，制造的人造板力學性能不但不會降低， 而且有所提高；6、本發明添加劑本身的制造成本遠遠低于面粉，因此保證了人造板的制造成本不
固體含量 pH值
粘度(20 "C )
游離甲醛含量貯存期
20-30天。
7.0-7.2
50-56%
150-300 mPa-s
< 0.2%會提高，而有所降低；7、本發明添加劑主要原料來源廣泛，價格低廉，作為面粉的替代產品具有重要的 經濟與社會效益。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例中，采用的脲醛樹脂性能指標如下
固體含量50-56%
pH 值7.0-7.2
粘度(20°C)150-300 mPa-s
游離甲醛含量<0.2%
貯存期20-30天。本發明實施例制備得到的脲醛樹脂添加劑的性能指標如表1所不。表 權利要求
1.一種脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述添加劑由以下重量份計的成分組成改性淀粉100份；高分子化合物 1-5份；膨脹劑0. 1-2份；脫硫石膏300-500份。
2.根據權利要求1所述的脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述添加劑由以下重量份計的成分組成改性淀粉100份；高分子化合物 2-4份；膨脹劑0. 5-1. 5份；脫硫石膏350-450份。
3.根據權利要求1或2所述的脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述改性淀粉為細度在100-500的粉體。
4.根據權利要1或2所述的脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述脫硫石膏為細度為200-600目。
5.根據權利要求1或2所述的脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述高分子化合物選自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一種或兩種。
6.根據權利要求1或2所述的脲醛樹脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述膨脹劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉、甘膽酸鈉、苯扎氯銨、苯扎溴銨、聚山梨酯、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一種或多種。
7.一種制備權利要求1-6中任一項所述的脲醛樹脂膠粘劑的添加劑的方法，其特征在于，其包括下述步驟1)將淀粉分散在水中，加熱至60-8(TC，形成均勻糊狀溶液，然后脫水干燥，得到改性淀粉；2)改性淀粉與脫硫石膏、高分子化合物原料混合均勻。
8.一種含有權利要求1-6中任一項所述添加劑的脲醛樹脂膠粘劑，其特征在于，所述脲醛樹脂膠粘劑含有脲醛樹脂和所述添加劑，所述脲醛樹脂與所述添加劑的質量比為 100 20-30。
9.根據權利要求8所述的脲醛樹脂膠粘劑，其特征在于，其還含有固化劑；所述脲醛樹脂與固化劑的質量比為100 0.2-2.0。
10.一種制備權利要求8或9所述的脲醛樹脂膠粘劑的制備方法，其特征在于，其是將脲醛樹脂、添加劑、固化劑混合均勻制得。
全文摘要
本發明提供了一種脲醛樹脂膠粘劑的添加劑及其制備方法。所述脲醛樹脂膠粘劑的添加劑由按重量份計的改性淀粉100份；高分子化合物1-5份；脫硫石膏300-500份；膨脹劑0.1-2份組成。其是將改性淀粉、高分子化合物、膨脹劑、脫硫石膏混合均勻制備得到。所述脲醛樹脂添加劑能夠代替面粉加入到脲醛樹脂中，制備人造板時，賦予膠粘劑良好的預壓性，保證人造板高生產效率，同時能夠有效降低人造板甲醛釋放量，解決了制備脲醛樹脂膠粘劑時，體積減小的問題，提高了人造板物理力學性能。
文檔編號C09J11/06GK102321439SQ20111022598
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月8日 優先權日2011年8月8日
發明者周文瑞, 張世鋒, 李建章, 高強 申請人:北京林業大學