一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及无醛胶及制备方法技术领域，特别是涉及一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶及其制备方法。


背景技术：

2.大豆胶的原材就是大豆粉。大豆粉通过与其他水溶剂和物质反应，这里的反应指的是物理反应，也就是物理调和，最终制成的大豆胶，是没有任何甲醛、苯等有害物质的，是真正的绿色、环保胶黏剂。此外，大豆胶除了自身的无醛之外，还可以中和木材本身的一部分甲醛。
3.在人造板的领域中，胶黏剂的胶合能力强可以通过板材的防水性来体现的，板材的防水性越好，一般代表胶黏剂的胶合能力越强。胶黏剂的胶合能力强还可以通过增加板材整体的物理性能来体现，例如握钉力。
4.无机纤维棉作为一种高效的保温材料，与有机聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫保温材料相比，遇火不燃(a级)，不具备火焰点火性和传播性，且其容重轻、导热系数低、防火无毒，化学性能稳定，使用周期长，是国内外公认的理想保温材料，广泛应用于建筑等各个行业。但是在具体应用过程中，无机纤维棉板还存在着一些问题，如无机纤维棉板吸湿较严重会导致其下垂脱落，抗拉强度较低会使其从墙面剥离。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，用于解决现有技术中无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题，同时，本发明还将提供一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的制备方法。上述大豆无醛胶将大豆胶和聚醋酸乙烯酯乳液复合胶化形成一种复合胶，聚醋酸乙烯酯乳液可以增强大豆胶的稳定性和粘接强度，从而提高大豆无醛胶的防水性能和粘接性能，能有效解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。通过引入补强填料使得大豆无醛胶具有更好的粘接强度，也能进一步解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，
7.本发明的第一方面，提供一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：30～50份的大豆胶，5～20份的聚醋酸乙烯酯乳液，0.5～5份的补强填料，0.1～1份的消泡剂，0.1～1份的乳化剂，0.1～1份的缓冲剂，0.1～2份的促凝剂。
8.上述大豆无醛胶将大豆胶和聚醋酸乙烯酯乳液复合胶化形成一种复合胶，聚醋酸乙烯酯乳液可以增强大豆胶的稳定性和粘接强度，从而提高大豆无醛胶的防水性能和粘接性能，能有效解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。通过引入补强填料使得大豆无醛胶具有更好的粘接强度，也能进一步解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。通过引入消泡剂、乳化剂、缓冲剂、促凝剂等助剂，可以促进大豆无醛胶快速固化，也能显著改善体系的触变性，使得大豆无醛胶具有更好的粘接性能。
9.上述大豆无醛胶用于无机纤维棉板的粘接，一方面大豆无醛胶将大豆胶和聚醋酸乙烯酯乳液复合胶化形成一种复合胶，使得大豆无醛胶的粘接性能好且防水性能强，能有效减少无机纤维棉板的吸湿率，从而延长无机纤维棉板的使用寿命；另一方面引入补强填料使得大豆无醛胶具有更好的粘接强度、承重效果更好，能有效减小无机纤维棉板从墙面剥离的可能性。
10.于本发明的一实施例中，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：40～45份的大豆胶，10～15份的聚醋酸乙烯酯乳液，2～5份的补强填料，0.1～1份的消泡剂，0.1～1份的乳化剂，0.1～1份的缓冲剂，0.1～2份的促凝剂。
11.聚醋酸乙烯酯乳液又称为聚醋酸乙烯乳液，俗称白乳胶，是一种白色粘稠液体，具有使用方便、固化速度快、初粘力好、较高的粘结强度等优点。
12.于本发明的一实施例中，所述补强填料为氧化石墨烯/白炭黑复合填料。氧化石墨烯/白炭黑复合填料的分散性好，易于分散在大豆胶中；此外，氧化石墨烯/白炭黑复合填料的机械性能好，可以使得大豆无醛胶具有更好的粘接强度、承重效果更好。
13.于本发明的一实施例中，所述消泡剂为有机硅消泡剂；
14.所述乳化剂为磺基琥珀酸酯衍生物、聚乙烯醇、丙烯酰胺基异丙基磺酸、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10中的至少一种；
15.所述缓冲剂为碳酸氢钠、醋酸钠、磷酸二氢钠中的至少一种；
16.所述促凝剂为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、硝酸钙中的至少一种。
17.有机硅消泡剂一般选用byk018。
18.于本发明的一实施例中，所述乳化剂为聚乙烯醇和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按照质量比为1：(0.5～1.0)混合而成；
19.所述缓冲剂为碳酸氢钠或磷酸二氢钠；
20.所述促凝剂为氯化钠或硫酸钠。
21.上述大豆无醛胶中采用聚乙烯醇和op-10(聚氧乙烯辛基苯酚醚-10)混合使用以提高乳化效果和乳液稳定性。
22.本发明的第二方面，提供一种制备上述用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的方法，包括如下步骤：
23.步骤一、按照重量份数将大豆胶、补强填料和去离子水混合均匀，即得a胶；
24.步骤二、按照重量份数将聚醋酸乙烯酯乳液、缓冲剂和去离子水混合均匀，即得b胶；
25.步骤三、将a胶和b胶加入混合容器中，再按照重量份数将消泡剂、乳化剂和促凝剂加入混合容器中混合均匀，即得大豆无醛胶。
26.上述大豆无醛胶采用的溶剂为去离子水，即为水性胶，更为环保。上述大豆无醛胶的制备过程简单，适用于工业化生产。
27.于本发明的一实施例中，所述步骤一中大豆胶和去离子水的重量份数分别为(30～50)、(20～50)。
28.于本发明的一实施例中，所述步骤二中聚醋酸乙烯酯乳液和去离子水的重量份数分别为(5～20)、(5～20)。
29.如上所述，本发明的一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，具有以下有益效果：
30.1、上述大豆无醛胶将大豆胶和聚醋酸乙烯酯乳液复合胶化形成一种复合胶，聚醋酸乙烯酯乳液可以增强大豆胶的稳定性和粘接强度，从而提高大豆无醛胶的防水性能和粘接性能，能有效解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。通过引入补强填料使得大豆无醛胶具有更好的粘接强度，也能进一步解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。通过引入消泡剂、乳化剂、缓冲剂、促凝剂等助剂，可以促进大豆无醛胶快速固化，也能显著改善体系的触变性，使得大豆无醛胶具有更好的粘接性能。
31.2、上述大豆无醛胶用于无机纤维棉板的粘接，一方面大豆无醛胶将大豆胶和聚醋酸乙烯酯乳液复合胶化形成一种复合胶，使得大豆无醛胶的粘接性能好且防水性能强，能有效减少无机纤维棉板的吸湿率，从而延长无机纤维棉板的使用寿命；另一方面引入补强填料使得大豆无醛胶具有更好的粘接强度、承重效果更好，能有效减小无机纤维棉板从墙面剥离的可能性。
具体实施方式
32.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
33.实施例1～实施例6中氧化石墨烯/白炭黑复合填料的制备过程：
34.称取1g氧化石墨，加入到10kg的去离子水中，于0.1kw的功率下超声分散10min后，制得固含量为0.01％的氧化石墨烯水溶胶。称取沉淀法白炭黑1g和双-(γ-三乙氧基硅基丙基)-四硫化物0.01g，加入到上述水溶胶中，于50r/min的搅拌速度下，搅拌30min后得到氧化石墨烯/白炭黑水溶胶。氧化石墨烯/白炭黑水溶胶在60℃烘箱中干燥，收集干燥完成的样品即得到氧化石墨烯/白炭黑复合填料。
35.实施例1
36.一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：30份的大豆胶，8份的聚醋酸乙烯酯乳液，1份的氧化石墨烯/白炭黑复合填料，0.3份的byk018，0.3份的乳化剂(聚乙烯醇和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按照质量比为1：1)，0.2份的碳酸氢钠，0.4份的氯化钠。
37.一种制备上述用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的方法，包括如下步骤：
38.步骤一、按照重量份数将大豆胶、氧化石墨烯/白炭黑复合填料和去离子水混合均匀，即得a胶；其中，大豆胶和去离子水的重量份数分别为30、30；
39.步骤二、按照重量份数将聚醋酸乙烯酯乳液、碳酸氢钠和去离子水混合均匀，即得b胶；其中，聚醋酸乙烯酯乳液和去离子水的重量份数分别为8、15；
40.步骤三、将a胶和b胶加入混合容器中，再按照重量份数将byk018、乳化剂和氯化钠加入混合容器中混合均匀，即得大豆无醛胶。
41.实施例2
42.一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：50份的大豆胶，20份的聚醋酸乙烯酯乳液，5份的氧化石墨烯/白炭黑复合填料，1份的byk018，1份的乳化剂(聚乙烯醇和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按照质量比为1：1)，1份的磷酸二氢钠，2份的硝酸钠。
43.一种制备上述用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的方法，包括如下步骤：
44.步骤一、按照重量份数将大豆胶、补强填料和去离子水混合均匀，即得a胶；其中，大豆胶和去离子水的重量份数分别为50、50；
45.步骤二、按照重量份数将聚醋酸乙烯酯乳液、缓冲剂和去离子水混合均匀，即得b胶；其中，聚醋酸乙烯酯乳液和去离子水的重量份数分别为20、20；
46.步骤三、将a胶和b胶加入混合容器中，再按照重量份数将消泡剂、乳化剂和促凝剂加入混合容器中混合均匀，即得大豆无醛胶。
47.实施例3
48.一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：40份的大豆胶，10份的聚醋酸乙烯酯乳液，2.5份的氧化石墨烯/白炭黑复合填料，0.5份的byk018，0.5份的乳化剂(聚乙烯醇和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按照质量比为1：1)，0.5份的碳酸氢钠，1.0份的氯化钠。
49.一种制备上述用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的方法，包括如下步骤：
50.步骤一、按照重量份数将大豆胶、氧化石墨烯/白炭黑复合填料和去离子水混合均匀，即得a胶；其中，大豆胶和去离子水的重量份数分别为40、40；
51.步骤二、按照重量份数将聚醋酸乙烯酯乳液、碳酸氢钠和去离子水混合均匀，即得b胶；其中，聚醋酸乙烯酯乳液和去离子水的重量份数分别为10、15；
52.步骤三、将a胶和b胶加入混合容器中，再按照重量份数将byk018、乳化剂和氯化钠加入混合容器中混合均匀，即得大豆无醛胶。
53.实施例4
54.一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：45份的大豆胶，15份的聚醋酸乙烯酯乳液，，2.5份的氧化石墨烯/白炭黑复合填料，0.5份的byk018，0.5份的乳化剂(聚乙烯醇和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按照质量比为1：1)，0.5份的碳酸氢钠，1.0份的氯化钠。
55.一种制备上述用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的方法，包括如下步骤：
56.步骤一、按照重量份数将大豆胶、氧化石墨烯/白炭黑复合填料和去离子水混合均匀，即得a胶；其中，大豆胶和去离子水的重量份数分别为45、45；
57.步骤二、按照重量份数将聚醋酸乙烯酯乳液、碳酸氢钠和去离子水混合均匀，即得b胶；其中，聚醋酸乙烯酯乳液和去离子水的重量份数分别为15、15；
58.步骤三、将a胶和b胶加入混合容器中，再按照重量份数将byk018、乳化剂和氯化钠加入混合容器中混合均匀，即得大豆无醛胶。
59.实施例5
60.一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：42份的大豆胶，13份的聚醋酸乙烯酯乳液，，2.5份的氧化石墨烯/白炭黑复合填料，0.5份的byk018，0.5份的乳化剂(聚乙烯醇和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按照质量比为1：1)，0.5份的碳酸氢钠，1.0份的氯化钠。
61.一种制备上述用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的方法，包括如下步骤：
62.步骤一、按照重量份数将大豆胶、氧化石墨烯/白炭黑复合填料和去离子水混合均匀，即得a胶；其中，大豆胶和去离子水的重量份数分别为42、45；
63.步骤二、按照重量份数将聚醋酸乙烯酯乳液、碳酸氢钠和去离子水混合均匀，即得
b胶；其中，聚醋酸乙烯酯乳液和去离子水的重量份数分别为13、15；
64.步骤三、将a胶和b胶加入混合容器中，再按照重量份数将byk018、乳化剂和氯化钠加入混合容器中混合均匀，即得大豆无醛胶。
65.实施例6
66.一种用于无机纤维棉板的大豆无醛胶，所述大豆无醛胶包括重量份数的如下组分：44份的大豆胶，14份的聚醋酸乙烯酯乳液，2.5份的氧化石墨烯/白炭黑复合填料，0.5份的byk018，0.5份的乳化剂(聚乙烯醇和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按照质量比为1：1)，0.5份的碳酸氢钠，1.0份的氯化钠。
67.一种制备上述用于无机纤维棉板的大豆无醛胶的方法，包括如下步骤：
68.步骤一、按照重量份数将大豆胶、氧化石墨烯/白炭黑复合填料和去离子水混合均匀，即得a胶；其中，大豆胶和去离子水的重量份数分别为44、45；
69.步骤二、按照重量份数将聚醋酸乙烯酯乳液、碳酸氢钠和去离子水混合均匀，即得b胶；其中，聚醋酸乙烯酯乳液和去离子水的重量份数分别为14、15；
70.步骤三、将a胶和b胶加入混合容器中，再按照重量份数将byk018、乳化剂和氯化钠加入混合容器中混合均匀，即得大豆无醛胶。
71.将实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶采用gb/t18583-2008进行测试，测试结果如表格1所示：
72.表格1
[0073][0074]
从表格1的数据中可以看出，实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶符合gb/t18583-2008的要求，上述大豆无醛胶可用于室内装修。此外，实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶中不含有甲醛、苯、甲苯十二甲苯等物质，其环保性能优良。
[0075]
将实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶采用hg/t2727-2010进行测试，测试结果如表格2所示：
[0076]
表格2
[0077]
[0078][0079]
从表格2的数据中可以看出，实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶符合hg/t2727-2010的要求。此外，实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶的干态压缩剪切强度和湿态压缩剪切强度均远大于行业标准。上述大豆无醛胶具有良好的胶粘性能。
[0080]
将实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶刮涂成至无机纤维棉板上。选用20mm的无机纤维棉板，在无机纤维棉板的每个表面均刮涂大豆无醛胶，涂胶量为150g/m2，涂胶后在0.9mpa下冷预压60min，之后进行热压(压力为0.9mpa，温度为120℃，速度为1mm/s)。
[0081]
1、将热压后的无机纤维棉板部分放入水中浸泡24h，浸泡后的吸水量如表格3所示。
[0082]
1、将热压后的无机纤维棉板粘接在墙上，测试其垂直于墙面的抗拉强度，结果如表格3所示。
[0083]
表格3
[0084]
测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6吸水量(kg/m2)000000抗拉强度/kpa29.630.230.530.430.330.5
[0085]
从表格3的数据中可以看出，实施例1～实施例6制备得到的大豆无醛胶涂抹在无机纤维棉板，使得无机纤维棉板具有更好的防水性能。此外，无机纤维棉板粘接在墙上也具有优良的抗拉性能，能有效减小无机纤维棉板从墙面剥离的可能性。
[0086]
综上所述，本发明的大豆无醛胶将大豆胶和聚醋酸乙烯酯乳液复合胶化形成一种复合胶，聚醋酸乙烯酯乳液可以增强大豆胶的稳定性和粘接强度，从而提高大豆无醛胶的防水性能和粘接性能，能有效解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。通过引入补强填料使得大豆无醛胶具有更好的粘接强度，也能进一步解决无机纤维棉板容易从墙面剥离的问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0087]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。