CN106349977A - 一种耐沸水双组分硬木拼板胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐沸水双组分硬木拼板胶组合物及其制备方法，该组合物由以下以重量百分数计的原料制成：50%固含苯丙乳液 20‑40%、BP17 10‑30%、碳酸钙25‑35%、增塑剂3‑8%、分散剂0.1‑0.5%、消泡剂0.1‑0.3%、防腐剂0.1‑0.3%，余量为工艺水。本发明提供的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，用于拼接比重大于700Kg/m³的硬木基材，经过日本JSA沸水测试，胶线开裂比率两端剥离率不超于5%，单条胶线的剥离率不超于1/4。本发明提供的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物配合15%的固化剂后，使用的Pot Life 超过30min。

Description

一种耐沸水双组分硬木拼板胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体来说，涉及一种耐沸水双组分硬木拼板胶组合物及其制备方法。

背景技术

耐沸水双组分硬木拼板胶是应用于木材拼板的双组分粘合剂，它必需与固化剂按100:15的比例混合使用。干胶膜具有剪切强度高，良好抗水性、抗溶剂性、抗油/脂性能力和耐热性。

目前市场上的拼板胶，主要是一些以VAE乳液为主体的软木和中硬木拼板胶，而对于比重大于700kg/m³的硬木，现有的拼板胶，基本上都通不过JSA(日本农林标准)沸水测试。而现在随着人民的生活水平越来越高，实木定制家具越来越流行，使用的实木也是慢慢往高端(高比重)流行。

因此，为了解决以上问题，亟需提供一种可以粘结比重大700kg/m³的硬木，能通过JSA沸水测试的拼板胶是十分迫切和必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型耐沸水双组分硬木拼板胶组合物及其制备方法，以满足比重大于700kg/m³的硬木的基材的拼接，达到JSA沸水测试要求。

为达到上述目的，本发明提供了一种耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，该组合物由以下以重量百分数计的原料制成：50％固含苯丙乳液20-40％、20％的BP17 10-30％、碳酸钙25-35％、增塑剂3-8％、分散剂0.1-0.5％、消泡剂0.1-0.3％、防腐剂0.1-0.3％，余量为工艺水。

优选地，该组合物由以下以重量百分数计的原料制成：50％固含苯丙乳液30％、20％的BP17 28％、碳酸钙32％、增塑剂5％、分散剂0.1％、消泡剂0.2％、防腐剂0.2％及工艺水4.5％。

所述增塑剂选自三醋酸甘油酯。

所述分散剂选自琥珀酸二辛酯磺酸钠的乙醇和水的混合物。

所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。

所述的矿物油类消泡剂选自白矿油。

所述的组合物在100rpm及25℃条件下粘度为8,000-11,000cps。

所述的组合物在130℃，30分钟条件下，固含量为50-54％。

所述的组合物的pH值范围为6.00-8.00。

本发明还提供了一种根据上述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物的制备方法，该方法包含以下步骤：

步骤1，将苯丙乳液、20％的BP17溶液、分散剂和部分的消泡剂投入反应容器，搅拌速度开到30转/分钟，搅拌20分钟；

步骤2，边搅拌，边缓慢将增塑剂投入到反应容器，待增塑剂全部投完之后，再将搅速度开到40转/分钟，连续搅拌20分钟；

步骤3，将搅拌速度调整60转/min，边搅拌边将碳酸钙缓慢投入反应容器，防止结块和气泡；

步骤4，将搅拌速度调整20转/min，开始抽真空，真空标准压力表需达到负0.09MPa±0.01后，保持120min；

步骤5，边搅拌，边将剩余的消泡剂和防腐剂投入反应容器，以及剩余的工艺水投入到反应容器，搅拌速度控制在30转/分钟，搅拌20分钟；

步骤6，检测产品粘度，合格后，出料。

本发明的有益效果：

本发明提供的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，用于拼接比重大于700Kg/m³的硬木基材，经过日本JSA沸水测试，胶线开裂比率两端剥离率不超于5％，单条胶线的剥离率不超于1/4。本发明提供的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物配合15％的固化剂后，使用的PotLife超过30min(也就是胶水和固化剂配合好后，30min内产品的粘度不会超过70,000cps)。

具体实施方式

本发明提供的一种耐沸水双组分硬木拼板胶组合物由以下以重量百分数计的原料制成：50％固含苯丙乳液20-40％、20％的BP17 10-30％、碳酸钙25-35％、增塑剂3-8％、分散剂0.1-0.5％、消泡剂0.1-0.3％、防腐剂0.1-0.3％，余量为工艺水。其中，20％的BP17是指20％聚乙烯醇的水溶液。

所述增塑剂选自三醋酸甘油酯。

所述分散剂选自琥珀酸二辛酯磺酸钠的乙醇和水的混合物，乙醇和水作为溶剂。

所述矿物油类消泡剂选自白矿油。

所述防腐剂选自Acticide MBS。

所述的工艺水是指工业生产中用来制造、加工产品以及与制造、加工工艺过程有关的这部分用水。

所述的碳酸钙优选800目碳酸钙。

以下通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。

实施例1-3

按表1中的配方称取原料，采取如下制备方法，制备耐沸水双组分硬木拼板胶组合物：

1)称取上述重量的各原料；

2)将苯丙乳液、20％的BP17溶液、分散剂和部分的消泡剂投入反应釜，搅拌速度开到30转/分钟，搅拌20分钟；

3)边搅拌，边缓慢将增塑剂投入反应釜，待增塑剂全部投完之后，再将搅速度开到40转/分钟，连续搅拌20分钟；

4)将搅拌速度调整60转/min，边搅拌边将碳酸钙缓慢投入搅拌釜，防止结块和气泡。将搅拌釜关闭，将搅拌速度调整20转/min，开始抽真空，真空标准压力表需达到负0.09MPa±0.01后，保持120min。抽完真空后，检查气泡情况。

5)边搅拌，边将剩余的矿物油类消泡剂和防腐剂投入反应釜，以及剩余的工艺水投入搅拌釜，搅拌速度控制在30转/分钟，搅拌20分钟；

6)取样，检测产品粘度，如果粘度合格，直接出料，如果粘度不在范围内，调整产品粘度，直到产品粘度合格，出料。

7)检测产品的其它各项物理指标。

所述物理指标包括表观粘度、固含量以及pH值，实施例1-3的测试结果如表1所示。

表1：实施例1-3的配方(原料以重量份数计)及测试结果

上述粘度、固含量与pH值的测试方法如下：

表观粘度检测

粘度是液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的一种粘性性质，粘性的大小用粘度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。单位为Pa·s，表征为将两块面积为1m²的板浸于液体中，两板距离为1m,若加1N的切应力，使两板之间的相对速率为1m/秒，则此液体的粘度为1Pa·s，1Pa·s＝1000mPa·s＝1000cps。

表观粘度使用Brookfield DV-Ⅱ粘度计进行测试，具体测试方法如下：

(1)样品制备：直接用规定容器盛取，应该均匀无气泡，量在2/3处。

(2)操作步骤：

Ⅰ同种试样应该选择适宜的相同转子和转速，使读数在刻度盘的20％～80％范围内；

Ⅱ将盛有试样的容器放入恒温水浴中，使试样温度与试验温度平衡，并保持试样温度均匀；

Ⅲ将转子垂直浸入试样中心部位，并使液面达到转子液位标线(有保护架应装上)；

Ⅳ开动旋转粘度计，读数旋转时指针在圆盘上不变时的读数；

Ⅴ每个试样测定三次。

固含量检测

固含量是乳液在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数，即水基胶的有效成分。在粘合剂行业，固含量的测试条件一般是130℃，30分钟，具体测试步骤如下：

(1)进行测试前，确保烘箱内的温度低于50℃；

(2)使用电子天平前，确保电子天平干净，确保电子天平处于水平位置，如果不水平，要调节到水平位置，调节零点；

(3)称量铝箔的重量，并记录数据M1；

(4)不要将铝箔移走，直接对电子天平进行调零；

(5)将木棒放进样品内充分润湿后，取约1g左右的样品于铝箔纸上，称量样品重量，记录数据M2，并将铝箔对折，确保样品均匀分布；

(6)重复步骤(3)～(5)，再做2个样品；

(7)将上述涂有样品的铝箔放入烘箱，并设定烘箱温度为130℃，然后开始升温加热，待烘箱达到130℃时，开始恒温干燥30分钟；

(8)干燥完成后，称量铝箔及样品残余量，记录数值M3；

(9)计算：固含量％＝(M3-M1)/M2×100％；

(10)结果：用百分比(％)表示单位，最终结果取三个样品的平均值。

pH值的检测

pH的具体测定方法：

(1)确保每天使用前，pH计已被校准；

(2)如果仪器使用前断电，则要先预热30分钟；

(3)把干净的电极和温度探针浸入待测样品中，待显示屏显示读数稳定时，将该pH数值记录下来；

(4)使用后，用蒸馏水将电极和温度探针清理干净；

(5)用塑料瓶装饱和氯化钾蒸馏水溶液，浸泡电极。

耐沸水双组分硬木拼板胶作为主剂须与固化剂配合使用，其中，主剂作为粘合剂的主体材料，起到支架的作用，固化剂起到辅助促进作用，提高主机的粘结强度和耐水性。本发明提供的耐沸水双组分硬木拼板胶配合使用的固化剂是拜耳公司生产的NCO含量约30％的MDI(4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯)。

产品评定手段----JSA冷沸水测试

1)基材：

硬榉木：700kg/m³，导管很细，且导管是断开的，胶水很难渗透。

非洲柚木：700kg/m³，木材的导管里面很多的油，沸水容易开裂。

2)上胶量：

250～270g/m²

3)Pot Life：是指粘合剂配好后的有效使用时间。

15％固化剂，室温(25℃)Pot life至少需要30min

4)冷沸水测试：

拼板条件：压力12～15kg/m²，压合1～2小时，(一般一个小时，冬天可能需要两个小时)。

样品规格：从拼接好的木头裁切样品，样品规格为：长度75mm，从一层完好拼板所获取。

JSA冷水测试：

养生七天后，把样品放于室温水(10-25℃)中浸泡6小时，然后放于40±3℃的电烘箱中干燥18小时，取出样品，测量胶线长度和剥离长度；

JSA沸水测试:

测试标本浸泡于沸水中4小时，接着放入10℃-25℃的冷水浸泡1小时，再放入于70±3℃热干燥器干燥19小时，取出样品，测量胶线长度和剥离长度。

计算方法：

剥离率％＝(总的剥离长度/总的胶线长度)×100

标准：

两端剥离率不超于5％；单条胶线的剥离率不超于1/4。

经上述方法测定，本发明的实施例1-3的产品用于拼接比重大于700Kg/m³的硬木基材，胶线开裂比率两端剥离率不超于5％，单条胶线的剥离率不超于1/4；其(耐沸水双组分硬木拼板胶组合物)配合15％的固化剂后，使用的Pot Life超过30min。一般胶水互配好后，客户一般需要30min才能使用完，如果Pot life低过30min，有的时候由于客户的一些客观原因，导致客户在配好胶水后，在接近30min还没有使用完，如果胶水的Pot life低过30min，在这个时间内，胶水就会局部固化，而使用不了，造成浪费。所以一般情况下Potlife越长，客户使用越方便。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，该组合物由以下以重量百分数计的原料制成：50%固含苯丙乳液 20-40%、20%的BP17 10-30%、碳酸钙25-35%、增塑剂3-8%、分散剂0.1-0.5%、消泡剂0.1-0.3%、防腐剂0.1-0.3%，余量为工艺水。

2.如权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，该组合物由以下以重量百分数计的原料制成：50%固含苯丙乳液 30%、20%的BP17 28%、碳酸钙32%、增塑剂5%、分散剂0.1%、消泡剂0.2%、防腐剂0.2%及工艺水4.5%。

3.如权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，所述增塑剂选自三醋酸甘油酯。

4.如权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，所述分散剂选自琥珀酸二辛酯磺酸钠的乙醇和水的混合物。

5.如权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。

6.如权利要求5所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，所述的矿物油类消泡剂选自白矿油。

7.如权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，该组合物在100rpm及25℃条件下粘度为8,000-11,000cps。

8.如权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，该组合物在130℃，30分钟条件下，固含量为50-54%。

9.如权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物，其特征在于，该组合物的pH值范围为6.00-8.00。

10.一种根据权利要求1所述的耐沸水双组分硬木拼板胶组合物的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1，将苯丙乳液、20%的BP17溶液、分散剂和部分的消泡剂投入反应容器，搅拌速度开到30转/分钟，搅拌20分钟；

步骤2，边搅拌，边缓慢将增塑剂投入到反应容器，待增塑剂全部投完之后，再将搅速度开到40转/分钟，连续搅拌20分钟；

步骤3，将搅拌速度调整60转/min，边搅拌边将碳酸钙缓慢投入反应容器，防止结块和气泡；

步骤4，将搅拌速度调整20转/min，开始抽真空，真空标准压力表需达到负0.09MPa±0.01后，保持120min；

步骤5，边搅拌，边将剩余的消泡剂和防腐剂投入反应容器，以及剩余的工艺水投入到反应容器，搅拌速度控制在30转/分钟，搅拌20分钟；

步骤6，检测产品粘度，合格后，出料。