本發明涉及膠黏劑,且特別是有關于木質素基膠黏劑、制備方法及其應用。
背景技術:
1、隨著建筑、家裝等領域對人造板材需求的持續增長,以酚醛樹脂、脲醛樹脂以及三聚氰胺樹脂為代表的傳統膠黏劑在資源與環保方面的弊端愈發凸顯,這些傳統的合成樹脂膠黏劑依賴化石資源合成,加劇了不可再生資源的枯竭。
2、木質素作為天然可再生的多酚類聚合物,其占植物生物量15%~30wt%,具有豐富官能團和三維支化結構,可通過化學改性參與膠黏劑制備,有望替代化石基原料。然而,現有木質素基膠黏劑技術存在以下問題,木質素分子間強相互作用導致分散不均,交聯網絡構建不充分,致使粘結強度、耐水性、導熱性等性能不足。
技術實現思路
1、本發明旨在解決現有木質素基膠黏劑交聯網絡構建不充分,致使粘結強度、剪切強度等性能不足的問題,提供一種木質素基膠黏劑、制備方法及其應用。
2、為達到上述目的,本發明技術方案是:
3、首先本發明提供了木質素基膠黏劑的制備方法,包括步驟:
4、(1)修飾木質素分子制備木質素源配體;
5、將木質素經過堿處理分離得到堿木質素,采用親電試劑與所述堿木質素發生取代反應制備獲得木質素源配體;
6、由于新引入的羥烷基、巰烷基和胺烷基具有較好親核性,并且這些基團與木質素的主體距離遠,空間位阻小,因此具有比未修飾木質素擁有更強的親核性,能夠容易地與其它配體等官能團進行接枝修飾,強化其配位作用,達到分散配位基團的效果。
7、(2)木質素基配體的制備;
8、將步驟(1)中制備獲得的所述木質素源配體與咪唑-2-甲酸衍生物混合,在酸催化劑的作用下,制備獲得含有咪唑-2-甲酰官能團的木質素基配體;
9、由于制備獲得的木質素基配體含有豐富的n、o元素,并且其配位原子之間間隔2~3個c,在與金屬離子配位時容易形成五元環或者六元環雙齒穩定配位結構,并且具備顯著的螯合效應,其配位鍵的鍵能得到大幅度的提升,從而能夠抑制配位鍵的解離。
10、(3)木質素基膠黏劑的制備;
11、將步驟(2)制備獲得的所述木質素基配體與多價金屬離子反應,制備獲得木質素膠黏劑。
12、多價金屬離子可以與具備雙齒穩定配位結構的木質素基配體形成高鍵能網絡,顯著提升膠黏劑的機械強度,并且多價金屬離子形成的金屬配位鍵在加熱、光照或者特定機械力的作用下發生可逆斷裂與重組,形成的膠黏劑具備動態修復能力。
13、在一實施例中,所述親電試劑可以是δ-戊內酯、環硫乙烷、2-唑烷酮或者聚乙烯亞胺中的一種。
14、在一實施例中,其特征在于,咪唑-2-甲酸衍生物為n-甲基-咪唑-2-羧酸。
15、在一實施例中,其特征在于,所述多價金屬離子可以是鎵離子或者銅離子。
16、其次,本發明還提供了一種木質素基膠黏劑,通過上述任一項所述的木質素基膠黏劑的制備方法制備獲得。
17、最后,本發明還提供了木質素基膠黏劑的應用,將上述任一項所述的木質素基膠黏劑的制備方法制備獲得的膠黏劑應用于木板。
18、綜上所述,本發明通過三步法制備的木質素基膠黏劑具有較好的交聯網絡,其粘結強度和剪切強度均得到有效提升,可以大范圍應用于木板等領域。
19、為讓發明的上述特征和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例詳細說明如下。
1.木質素基膠黏劑的制備方法,其特征在于,包括步驟:
2.根據權利要求1所述的木質素基膠黏劑的制備方法,其特征在于,所述親電試劑可以是δ-戊內酯、環硫乙烷、2-唑烷酮或者聚乙烯亞胺中的一種。
3.根據權利要求2所述的木質素基膠黏劑的制備方法,其特征在于,咪唑-2-甲酸衍生物為n-甲基-咪唑-2-羧酸。
4.根據權利要求3所述的木質素基膠黏劑的制備方法,其特征在于,所述多價金屬離子可以是鎵離子或者銅離子。
5.木質素基膠黏劑,其特征在于,通過權利要求1~4任一項所述的木質素基膠黏劑的制備方法制備獲得。
6.木質素基膠黏劑的應用,其特征在于,通過權利要求1~4任一項所述的木質素基膠黏劑的制備方法制備獲得的膠黏劑應用于木板。