一种提高耐水性能胶合板面胶
阅读说明：本技术 一种提高耐水性能胶合板面胶 (Plywood surface adhesive capable of improving water resistance ) 是由 潘甲贵 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高耐水性能胶合板面胶,包括以下原料,苯酚、甲醛、碱、异亮氨酸、甲基丙烯酸丙酯、六偏磷酸钠、聚四氟乙烯、交联剂、固化剂、所述碱为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或多种,所述交联剂为丙烯酸、二乙烯基苯混合物,所述固化剂为咪唑、异氰酸酯混合物。本发明使用了潜伏型固化剂,面胶固化更快,便面更加光滑,并且本发明具备防水性能,能在潮湿环境中长时间使用,提高板材的耐水性能和使用寿命,减少资源消耗,节能环保。(The invention discloses plywood surface glue for improving water resistance, which comprises the following raw materials of phenol, formaldehyde, alkali, isoleucine, propyl methacrylate, sodium hexametaphosphate, polytetrafluoroethylene, a cross-linking agent and a curing agent, wherein the alkali is one or more of sodium hydroxide, ammonia water and potassium hydroxide, the cross-linking agent is a mixture of acrylic acid and divinyl benzene, and the curing agent is a mixture of imidazole and isocyanate. The invention uses the latent curing agent, the surface glue is cured more quickly, the convenient surface is smoother, and the invention has waterproof performance, can be used in a humid environment for a long time, improves the water resistance of the plate, prolongs the service life, reduces the resource consumption, saves energy and protects environment.)
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技术领域
】本发明属于胶合板胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种提高耐水性能胶合板面胶。
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背景技术
】胶合板是由木段旋切或单板或由方木刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状原料，通常用奇数层单板，并使用相邻单板的纤维方向相互垂直胶合而成的一种工业用板。通常其表板和内层板对称地配置在中心层或板芯的两侧，用涂胶后的单板按照木纹方向纵横交错配成的板坯，在加热或这不加热的条件下压制而成。胶合板能提高木材利用率，是节约木材的一种主要途径。
中国经济的快速增长，成为促进胶合板市场需求的强筋牵引力；华北、华东以及长江中下游一带速生丰产林木材大量涌进市场，以及国内外优质阔叶木材的不断补充，为中国胶合板工业的不断发展提供丰富的原原料；充足的人力资源，也是中国发展胶合板工业的成本核算与其他胶合板生产国相比占有又是重要因素。中国胶合板产品质量本身，也有了大幅提升，在国际市场上竞争力越来越强，中国不仅是胶合板出口大国，还是世界第一大胶合板生产大国。
随着胶合板产业的不断出现和兴起，越来越多的关注到胶合板的质量，不仅要提升产量，还要提升胶合板的质量，在制备胶合板中，不仅是使用好的胶粘剂制备胶合板，还需要考虑胶合板表面的防护，在长期的使用过程中，因为外表面的板裸露较多，常常都是胶合板的外表面会发生虫蛀，腐烂，或者在潮湿环境中被水腐蚀等问题。普通的面胶仅考虑到胶合板的防虫问题，南方的环境比较潮湿，使用时间长以后，会出现吸水导致膨胀、变形等现象，防水性能较低，表面光滑程度底，使用时间不长。
中国发明专利申请号201611238019.5公开了一种建筑模板制作工艺，权1中步骤(5)面胶的配制过程为，在脲醛树脂中加入玉米面粉作为填充剂，每100kg脲醛胶的填充剂添加量为10-15kg，充分搅拌20-25分钟后，加入氯化铵作为固化剂，每100kg脲醛胶的氯化铵添加量为0.5-1.2kg，充分搅拌25-30分钟后，加入阻燃剂，每100kg脲醛胶的阻燃经济的添加量为5-10kg，充分搅拌30-335分钟后，加入光亮剂，每100kg脲醛胶的光亮剂添加量为0.5-1.0kg，充分搅拌，形成面胶。在面胶中加入了阻燃剂和光亮剂，提升了建筑模板的耐火性能，但是并没有注意提升建筑模板表面的疏水性能，作为建筑模板，在使用的过程中会长时间曝露在环境中，也会表面吸水膨胀导致变形，影响建筑模板表面的平整，影响建筑模板的性能。
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发明内容
】本发明目的是在于提供一种提高内水性能胶合板面胶，以解决目前胶合板在南方潮湿的环境中容易吸水导致膨胀变形，并且固化时间长，表面不够光滑，易储存空气中的水分等问题，本发明配方制备的胶合板面胶，用途广泛，能够作为各种胶合板的面胶使用，并且固化快速，表面光滑，防潮防水能力强，增加的胶合板的使用寿命，提高木板资源的利用率，减少资源浪费，节能环保。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种提高耐水性能胶合板面胶，以重量份为单位包括以下原料，苯酚800-1800份、甲醛1600份、碱50-150份、异亮氨酸8-16份、甲基丙烯酸丙酯8-16份、六偏磷酸钠4-8份、聚四氟乙烯30-40份、交联剂15-25份、固化剂10-15份，所述碱为氢氧化钠，氨水，氢氧化钾中的一种或多种，所述交联剂为丙烯酸、二乙烯基苯混合物，所述固化剂为咪唑、异氰酸酯混合物。
进一步的，所述交联剂以重量份为单位包括以下原料，丙烯酸5-10份、二乙烯基苯10-15份。
进一步的，所述固化剂以重量份为单位包括以下原料，咪唑5-7份、异氰酸酯5-8份。
进一步的，以重量份为单位包括以下原料，异亮氨酸10-14份、甲基丙烯酸丙酯10-14份、六偏磷酸钠5-7份。
一种提高耐水性能胶合板面胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：以重量份为单位，称取苯酚800-1800份、甲醛1600-2500份、碱50-150份，先将碱加入反应釜中，并不断搅拌，向反应釜中通入高温蒸汽，控制反应釜中的温度，向反应釜中加入苯酚并持续搅拌，待反应一段时间后，向反应釜加入碱，同时加入清水；
S2：以重量份为单位，称取交联剂15-25份，其中丙烯酸5-10份、二乙烯基苯10-15份，向反应釜中添加交联剂，升高温度并持续搅拌；
S3：以重量份为单位，称取聚四氟乙烯30-40份、异亮氨酸8-16份、甲基丙烯酸丙酯8-16份、六偏磷酸钠4-8份，添加到反应釜中；
S4：以重量份为单位，称取固化剂10-15份，其中咪唑5-7份、异氰酸酯5-8份，在S3步骤搅拌完成后，减小向反应釜中输送高温蒸汽，待温度下降稳定后，将固化剂添加到反应釜中，并搅拌0.3-0.5h，待反应釜中温度冷却至室温后，得到高耐水性能面胶。
进一步的，所述S1中控制反应釜中的温度为40-55℃，反应一段时间为0.5-0.8h。
进一步的，所述S1中加入清水的量以重量份为单位为700-800份。
进一步的，所述S2中升高温度至110-140℃。
进一步的，所述S4中固化剂的制备方法为，将咪唑和异氰氨酸混合在小反应釜中将温度升高至60-75℃，并缓慢搅拌反应0.3-0.5h。
进一步的，所述S4中温度下降至30-40℃，所述S1-S4中搅拌的速度设定为120-150rpm。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明使用异亮氨酸、甲基丙烯酸丙酯和六偏磷酸钠作为原料共同添加到反应釜中，在制备胶合板面胶中产生了协同作用，协同提高了胶合板面胶的防水性能，甲基丙烯酸丙酯与六偏磷酸钠能够在面胶的表面形成高弹性防水膜，具有良好的弹性和防变形能力，同时异亮氨酸具有较高的疏水性能，聚四氟乙烯也具备超强的疏水能力，进一步防止水分侵入胶合板中，在胶合板表面形成较强的防渗透层，达到提高耐水性能的效果；
(2)本发明中使用咪唑和异氰酸酯反应得到加成物，为一种潜伏性固化剂，再添加的面胶的制备当中，制备得到的胶粘剂能够再试问环境下能够保存交行时间，并且这种固化剂再温度身高到40℃以上的时候，迅速固化，并且固化的表面非常光滑，不会粘连相邻的两块胶合板，并且光滑的表面也会防止胶合板储存空气中的水蒸气；
(3)本发明胶粘剂固化快，疏水性能强，并且胶固化表面光滑，适合在各种胶合板中使用，即使在潮湿环境中也能长时间使用，并且不掉胶，使用寿命长，节能环保；制备过程简单方便，适用于工业化、产业化生产。
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具体实施方式
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为了更好理解本发明，下面结合具体的实施方式进一步解释说明本发明，应该强调的是，以下仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用，任何在此基础上作出的等同变换或者替代均都落入本发明的保护范围。
实施例1
一种提高耐水性能胶合板面胶，以重量份为单位包括以下原料，苯酚800份、甲醛1600份、氢氧化钠50份、异亮氨酸8份、甲基丙烯酸丙酯8份、六偏磷酸钠4份、聚四氟乙烯40份、交联剂15份、固化剂15份，其中交联剂为丙烯酸5份、二乙烯基苯10份、固化剂为咪唑7份、异氰酸酯8份。
面胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：以重量份为单位，称取苯酚800份、甲醛1600份、氢氧化钠50份，先将碱加入反应釜中，设定搅拌转速为120rpm，并不断搅拌，向反应釜中通入高温蒸汽，控制反应釜中的温度为40℃，向反应釜中加入苯酚并持续搅拌，待反应0.8h后，向反应釜加入碱，同时加入清水700份；
S2：以重量份为单位，称取交联剂，其中丙烯酸5份、二乙烯基苯10份，向反应釜中添加交联剂，升高温度并持续搅拌；
S3：以重量份为单位，称取聚四氟乙烯40份、称取异亮氨酸8份、甲基丙烯酸丙酯8份、六偏磷酸钠4份，添加到反应釜中；
S4：以重量份为单位，称取固化剂，其中咪唑7份、异氰酸酯8份，在S3步骤搅拌完成后，减小向反应釜中输送高温蒸汽，待温度下降至30℃稳定后，将固化剂添加到反应釜中，并搅拌0.5h，待反应釜中温度冷却至室温后，得到高耐水性能面胶；
其中固化剂的制备方法为：将咪唑和异氰氨酸混合在小反应釜中将温度升高至75℃，并缓慢搅拌反应0.3h。
实施例2
一种提高耐水性能胶合板面胶，以重量份为单位包括以下原料，苯酚1800份、甲醛2500份、氨水150份、异亮氨酸16份、甲基丙烯酸丙酯16份、六偏磷酸钠8份、聚四氟乙烯30份、交联剂25份、固化剂10份，其中交联剂为丙烯酸10份、二乙烯基苯15份、固化剂为咪唑5份、异氰酸酯5份。
面胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：以重量份为单位，称取苯酚1800份、甲醛2500份、氨水150份，先将碱加入反应釜中，设定搅拌转速为150rpm，并不断搅拌，向反应釜中通入高温蒸汽，控制反应釜中的温度为55℃，向反应釜中加入苯酚并持续搅拌，待反应0.5h后，向反应釜加入碱，同时加入清水800份；
S2：以重量份为单位，称取交联剂，其中丙烯酸10份、二乙烯基苯15份，向反应釜中添加交联剂，升高温度并持续搅拌；
S3：以重量份为单位，称取聚四氟乙烯30份、称取异亮氨酸16份、甲基丙烯酸丙酯16份、六偏磷酸钠8份，添加到反应釜中；
S4：以重量份为单位，称取固化剂，其中咪唑5份、异氰酸酯5份，在S3步骤搅拌完成后，减小向反应釜中输送高温蒸汽，待温度下降至40℃稳定后，将固化剂添加到反应釜中，并搅拌0.3h，待反应釜中温度冷却至室温后，得到高耐水性能面胶；
其中固化剂的制备方法为：将咪唑和异氰氨酸混合在小反应釜中将温度升高至60℃，并缓慢搅拌反应0.5h。
实施例3
一种提高耐水性能胶合板面胶，以重量份为单位包括以下原料，苯酚1500份、甲醛2300份、氢氧化钾80份、异亮氨酸12份、甲基丙烯酸丙酯12份、六偏磷酸钠6份、聚四氟乙烯35份、交联剂20份、固化剂13份，其中交联剂为丙烯酸7份、二乙烯基苯13份、固化剂为咪唑6份、异氰酸酯7份、。
面胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：以重量份为单位，称取苯酚1500份、甲醛2300份、氢氧化钾80份，先将碱加入反应釜中，设定搅拌转速为150rpm，并不断搅拌，向反应釜中通入高温蒸汽，控制反应釜中的温度为50℃，向反应釜中加入苯酚并持续搅拌，待反应0.6h后，向反应釜加入碱，同时加入清水750份；
S2：以重量份为单位，称取交联剂，其中丙烯酸7份、二乙烯基苯13份，向反应釜中添加交联剂，升高温度并持续搅拌；
S3：以重量份为单位，称取聚四氟乙烯35份、称取异亮氨酸12份、甲基丙烯酸丙酯12份、六偏磷酸钠6份，添加到反应釜中；
S4：以重量份为单位，称取固化剂，其中咪唑6份、异氰酸酯7份，在S3步骤搅拌完成后，减小向反应釜中输送高温蒸汽，待温度下降至35℃稳定后，将固化剂添加到反应釜中，并搅拌0.4h，待反应釜中温度冷却至室温后，得到高耐水性能面胶；
其中固化剂的制备方法为：将咪唑和异氰氨酸混合在小反应釜中将温度升高至70℃，并缓慢搅拌反应0.4h。
实施例4
一种提高耐水性能胶合板面胶，以重量份为单位包括以下原料，苯酚1600份、甲醛2400份、氢氧化钾120份、异亮氨酸12份、甲基丙烯酸丙酯12份、六偏磷酸钠6份、聚四氟乙烯38份、交联剂22份、固化剂14份，其中交联剂为丙烯酸8份、二乙烯基苯14份、固化剂为咪唑77份、异氰酸酯7份。
面胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：以重量份为单位，称取苯酚1600份、甲醛2400份、氢氧化钾120份，先将碱加入反应釜中，设定搅拌转速为140rpm，并不断搅拌，向反应釜中通入高温蒸汽，控制反应釜中的温度为43℃，向反应釜中加入苯酚并持续搅拌，待反应0.7h后，向反应釜加入碱，同时加入清水760份；
S2：以重量份为单位，称取交联剂，其中丙烯酸8份、二乙烯基苯14份，向反应釜中添加交联剂，升高温度并持续搅拌；
S3：以重量份为单位，称取聚四氟乙烯38份、称取异亮氨酸12份、甲基丙烯酸丙酯12份、六偏磷酸钠6份，添加到反应釜中；
S4：以重量份为单位，称取固化剂，其中咪唑7份、异氰酸酯7份，在S3步骤搅拌完成后，减小向反应釜中输送高温蒸汽，待温度下降至38℃稳定后，将固化剂添加到反应釜中，并搅拌0.4h，待反应釜中温度冷却至室温后，得到高耐水性能面胶；
其中固化剂的制备方法为：将咪唑和异氰氨酸混合在小反应釜中将温度升高至68℃，并缓慢搅拌反应0.4h。
实施例5
一种提高耐水性能胶合板面胶，以重量份为单位包括以下原料，苯酚1300份、甲醛2100份、氢氧化钾110份、异亮氨酸14份、甲基丙烯酸丙酯14份、六偏磷酸钠8份、聚四氟乙烯34份、交联剂22份、固化剂12份，其中交联剂为丙烯酸9份、二乙烯基苯13份、固化剂为咪唑5份、异氰酸酯7份。
面胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：以重量份为单位，称取苯酚1300份、甲醛2100份、碱110份，先将碱加入反应釜中，设定搅拌转速为130rpm，并不断搅拌，向反应釜中通入高温蒸汽，控制反应釜中的温度为48℃，向反应釜中加入苯酚并持续搅拌，待反应0.6h后，向反应釜加入碱，同时加入清水740份；
S2：以重量份为单位，称取交联剂，其中丙烯酸9份、二乙烯基苯13份，向反应釜中添加交联剂，升高温度并持续搅拌；
S3：以重量份为单位，称取聚四氟乙烯34份、称取异亮氨酸14份、甲基丙烯酸丙酯14份、六偏磷酸钠8份，添加到反应釜中；
S4：以重量份为单位，称取固化剂，其中咪唑5份、异氰酸酯7份，在S3步骤搅拌完成后，减小向反应釜中输送高温蒸汽，待温度下降至35℃稳定后，将固化剂添加到反应釜中，并搅拌0.4h，待反应釜中温度冷却至室温后，得到高耐水性能面胶；
其中固化剂的制备方法为：将咪唑和异氰氨酸混合在小反应釜中将温度升高至72℃，并缓慢搅拌反应0.4h。
对比例1
与实施例3基本相同，唯有不同的是，使用的原料中缺少了异亮氨酸。
对比例2
与实施例3基本相同，唯有不同的是，使用的原料中缺少了甲基丙烯酸丙酯。
对比例3
与实施例3基本相同，唯有不同的是，使用的原料中缺少了六偏磷酸钠。
对比例4
与实施例3基本相同，唯有不同的是，使用的原料中缺少了异亮氨酸、甲基丙烯酸丙酯、六偏磷酸钠。
对比例5
与实施例3基本相同，唯有不同的是，用甲基咪唑固化剂代替本发明中固化剂。
对比例6
与实施例3基本相同，唯有不同的是，用氯化铵作为固化剂代替本发明中固化剂。
将实施例1-5和对比例1-6制备的胶合板面胶应用在同种木材、同种工艺下制备的胶合板，经过冷压和热压两道工序制备而成，控制表面粗糙程度相似，参照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测试面胶的性能，采用气体分析法测定甲醛释放量，同时还测定了胶合板的表面开裂情况的各项指标。
表1胶合板24h吸水厚度膨胀率及各项指标测试结果
从上表1中可以看出，在使用了本发明制备的胶合板面胶中，实施例1-5的24h吸水厚度膨胀率控制在9％以内，以实施例3为最优实施例，相比未添加异亮氨酸的对比例1吸水厚度膨胀率少了(10-8)％＝2％，则定这个异亮氨酸在本发明的胶合板面胶中达到的效果值为2，同理计算出甲基丙烯酸丙酯的效果值为3，六偏磷酸钠的效果值为2，同时计算出缺少这三种原料的对比例4的效果值为8，而这三种原料的效果值叠加2+3+2＝7＜8，要小于同时使用这三种原料的效果值，计算得到增加的效果值百分比为(8-7)÷7×100％＝14.29％，效果值的增加比较明显；
在结果的认定中，原料在同时使用时产生的效果值M，与单独使用某一组分产生的效果值之和N进行比较，当(M-N)÷N×100％＝D，其中当D＜0％的时候，认定这种结合产生了负影响，既产生的效果不如单独使用原料的效果值相加，原料之间相互限制，不适合用于实际生产当中，当0％＜D≤10％，这种结合产生了正面的影响，但是由于影响力较小，应理解为在测试结果的误差范围之内，当D≥10％的时候，产生的效果已经较为明显，应该是由于所采用的原料在反应的过程中产生了协同作用，各原料之间的作用相互支持，提高了最终产生的效果；
综上所述，本发明中的异亮氨酸、甲基丙烯酸丙酯和六偏磷酸钠产生了协同作用，提高了防水性能，可能是由于甲基丙烯酸丙酯和六偏磷酸钠能够形成高弹性防水膜，同时异亮氨酸具有疏水侧链，结合之后形成了高耐水性的保护，也就是三者协同提高了本发明胶合板面胶的耐水性能。
在本发明中还是用了咪唑和异氰酸酯制备固化剂，咪唑类固化剂具有良好的耐潮湿性和耐热性，很符合本发明想要达到的耐水效果，本发明中胶合板面胶的固化时间控制在11min以内，但是替换了固化剂之后，对比例5使用的甲基咪唑固化剂的固化时间为20min，对比例6使用的氯化铵固化剂的固化时间为26min，可见本发明中使用的固化剂是具有较大优势的。其可能是咪唑与异氰酸酯形成的加成物，使得制备而成的面胶能够快速的固化，这种固化剂一般称为咪唑类潜伏固化剂，这种固化剂在阴凉环境下密封环境中具有一定的贮存稳定性，在使用后温度升高即可迅速固化，固化时间短，表面更光滑。
以上内容不能认定本发明的具体实施仅局限于这些说明，对本发明技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。