【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及材料科學和工程應用，尤其涉及一種有機-無機雜化阻燃膠黏劑及阻燃膠合板及其制備方法。
技術介紹
1、木材膠粘劑在木材加工、家具制造和建筑領域扮演著越來越重要的角色。市場上主要的木材膠粘劑包括尿素甲醛(uf)、酚醛(pf)和三聚氰胺甲醛(mf)膠粘劑。這些膠粘劑雖然性能良好，但存在一些問題，如原材料不可再生、甲醛等有害物質釋放等。因此，人們開始轉向開發生物基膠粘劑。
2、生物基膠粘劑使用可再生的生物質資源，如纖維素、單寧、木質素、大豆蛋白和殼聚糖。其中，殼聚糖因其生物相容性、可降解性和成膜能力，被視為傳統甲醛基膠粘劑的替代品。然而，殼聚糖的高脆性和低耐水性限制了其應用。為解決這些問題，研究人員采用了多種方法，如添加增塑劑、交聯改性和構建支化結構。使用樹狀分子作為交聯劑，可以提高殼聚糖基膠粘劑的粘接性能和耐水性，但可能會增加脆性。超支化聚合物，特別是超支化聚硅氧烷，因其獨特的結構和性能，能有效增強熱固性樹脂的韌性。
3、在建筑和家具領域，膠合板的易燃性增加了火災風險。傳統阻燃策略是添加顆粒狀阻燃劑，但這可能會影響膠合板的機械性能。蛭石作為一種天然阻燃礦物，因其防火性能和輕質特性，在聚合物復合材料中越來越受歡迎。通過模仿珍珠母的結構，引入化學改性的蛭石來提高交聯網絡，研究人員不僅提高了膠粘劑的阻燃能力，還解決了無機材料易被浸出的問題。
4、目前，缺乏一種安全環保的有機-無機雜化阻燃膠黏劑及其制備方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于
2、為了解決現有技術的問題，本專利技術提供了如下技術方案：
3、第一方面，本申請提供一種有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法。
4、第二方面，本申請提供一種有機-無機雜化阻燃膠黏劑。
5、第三方面，本申請提供的一種有機-無機雜化阻燃膠黏劑及阻燃膠合板在制備阻燃膠黏劑中的應用。
6、本申請第一方面提供一種有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，包括如下步驟：有機-無機雜化阻燃膠黏劑由氧化殼聚糖octs、超支化聚合物hpa和表面修飾氨基的蛭石納米片vmt?nss-nh2組成，分別添加氧化殼聚糖、超支化聚合物hpa、表面修飾的蛭石納米片，通過希夫堿反應共價交聯反應，制得有機-無機雜化阻燃膠黏劑。
7、進一步地，(1)分別制備氧化殼聚糖octs、超支化聚合物hpa和蛭石納米片vmtnss-nh2；
8、(2)將氧化殼聚糖octs與超支化聚合物hpa按1:1的摩爾比混合；
9、(3)加入蛭石納米片vmt?nss-nh2的質量分數為1-10％；
10、(4)添加的各組分通過希夫堿反應進行共價交聯，制得有機-無機雜化阻燃膠黏劑。
11、進一步地，在步驟(1)中，超支化聚合物hpa的制備：取0.4摩爾的3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷、0.2摩爾的三乙醇胺tea和0.1％的對甲苯磺酸(p-tsa)，放入一個帶有蒸餾裝置的250毫升三口燒瓶中，在氮氣氛圍下加熱至120℃，并保持這個溫度直到副產物乙醇被蒸餾掉。然后將系統的溫度維持在180℃，直到不再產生蒸餾副產物。
12、進一步地，在步驟(1)中，蛭石納米片vmtnss-nh2的制備：將5.0克的vmt粉末放入500毫升36％的飽和氯化鈉溶液中，在120℃下進行濃縮和回流2小時，冷卻至室溫后，將樣品過濾并用去離子水和乙醇沖洗以去除多余的鹽分；然后，將鈉交換的vmt分散在300毫升2m溶液中，在120℃下回流2小時并冷卻至室溫后，將樣品過濾并用去離子水沖洗，收集的樣品使用低溫下10℃以下的尖端超聲60分鐘，然后使用含有單層或多層vmt納米片的分散體進行進一步分離，樣品以3000轉/分鐘的速度離心30分鐘，以去除多層/塊狀殘留物。將1克vmt?nss最初分散在50毫升的甲苯中。隨后，通過連續機械攪拌6小時形成穩定的懸浮液，確保vmtnss在溶劑中均勻分布。然后將這個懸浮液轉移到超聲波清洗槽中，在超聲過程中，逐漸滴加6.2毫升的3-氨基丙基三乙氧基硅烷aptes以促進aptes分子與粘土表面的結合。超聲過程持續三十分鐘，超聲完成后，將分散體過濾并多次用乙醇沖洗以徹底去除未反應的aptes；最后，將洗滌過的粘土樣品在120℃的真空烘箱中干燥12小時，以確保完全去除所有溶劑和水分，制得接枝粘土被指定為vmt?nss-nh2。
13、更進一步地，在步驟(1)中，氧化殼聚糖octs的制備：將1.0克殼聚糖溶解在濃度為1％的醋酸溶液中，醋酸溶液為100毫升，并在室溫下機械攪拌2小時。將不同量的鈉周期酸溶解在去離子水中，氧化劑與殼聚糖的重量比為1.0，并在磁力攪拌下加入殼聚糖溶液中；將混合物加熱至40℃，并在暗處繼續攪拌3小時；冷卻至室溫后，加入適量的乙醇。通過過濾分離出白色沉淀物，并用去離子水洗滌三次；最后，octs在室溫下干燥24小時。
14、本專利技術的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法制得有機-無機雜化阻燃膠黏劑。
15、本專利技術的一種使用有機-無機雜化阻燃膠黏劑的木材粘接方法，其特征在于包括如下步驟：將粘合劑應用于木材表面，在100℃-180℃下熱壓240-600秒，然后在室溫下放置24小時以消除內應力。
16、本專利技術的一種阻燃涂層的制備方法，包括如下步驟：將四水八硼酸二鈉水合物溶解在水中形成透明溶液，接著將其涂刷于阻燃膠黏劑粘結的膠合板表面。
17、本專利技術的一種具有阻燃性的膠合板的制備方法，包括如下步驟：使用粘接方法。
18、有益效果：本專利技術所用原料綠色無毒、無醛添加、安全環保，粘合劑具有超強膠合強度、耐水性以及良好的阻燃性能。
19、與現有技術相比，本專利技術具有如下優點：(1)本專利技術的超強膠合強度：通過希夫堿化學介導的共價交聯，vmt?nss-nh2與octs結合，形成了類似于海洋節肢動物外骨骼的微觀相分離結構，這種結合產生了1.7mpa的木材粘合強度。
20、(2)優異的阻燃性能：本專利技術的有機-無機雜化阻燃膠黏劑制備的膠合板具有36.7％的極限氧指數，以及出色的錐形量熱測試結果，顯示出良好的阻燃性能。耐水性：本專利技術的粘合劑在63℃熱水中浸泡3小時后，膠合板的粘合強度仍可達到1.4mpa，即使在沸水中浸泡3小時，粘合強度也只略有下降至1.2mpa，顯示出優異的耐水性能。
21、(3)界面相容性增強：通過hpa的中介作用增強了vmtnss-nh2納米材料與粘合劑之間的界面相容性，促進了粘合劑的均勻分散。制備方法簡單：本專利技術的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法簡單，成本低廉。
22、(4)提高木材工業的安全性：通過創新阻燃技術，提高了膠合板的安全性，滿足建筑和家具行業的需要。減少環境和健康影響：通過改進配方和工藝，提高了膠粘劑的性能，減少了對環境和人類健康的影響。
23、(5)廣泛的應用前景：本專利技術的生物模本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：有機-無機雜化阻燃膠黏劑由氧化殼聚糖OCTS、超支化聚合物HPA和表面修飾氨基的蛭石納米片VMTNSs-NH2組成，分別添加氧化殼聚糖、超支化聚合物HPA、表面修飾的蛭石納米片，通過希夫堿反應共價交聯反應，制得有機-無機雜化阻燃膠黏劑。
2.根據權利要求1所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于：(1)分別制備氧化殼聚糖OCTS、超支化聚合物HPA和蛭石納米片VMT?NSs-NH2；
3.根據權利要求2所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，超支化聚合物HPA的制備：取0.4摩爾的3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷、0.2摩爾的三乙醇胺TEA和0.1％的對甲苯磺酸(p-TSA)，放入一個帶有蒸餾裝置的250毫升三口燒瓶中，在氮氣氛圍下加熱至120℃，并保持這個溫度直到副產物乙醇被蒸餾掉。然后將系統的溫度維持在180℃，直到不再產生蒸餾副產物。
4.根據權利要求2所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于：在步驟(1)
5.根據權利要求2所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，氧化殼聚糖OCTS的制備：將1.0克殼聚糖溶解在濃度為1％的醋酸溶液中，醋酸溶液為100毫升，并在室溫下機械攪拌2小時。將不同量的鈉周期酸溶解在去離子水中，氧化劑與殼聚糖的重量比為1.0，并在磁力攪拌下加入殼聚糖溶液中；將混合物加熱至40℃，并在暗處繼續攪拌3小時；冷卻至室溫后，加入適量的乙醇。通過過濾分離出白色沉淀物，并用去離子水洗滌三次；最后，OCTS在室溫下干燥24小時。
6.權利要求1所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法制得有機-無機雜化阻燃膠黏劑。
7.一種使用權利要求1至3中任一項所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的木材粘接方法，其特征在于包括如下步驟：將粘合劑應用于木材表面，在100℃-180℃下熱壓240-600秒，然后在室溫下放置24小時以消除內應力。
8.一種阻燃涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟：將四水八硼酸二鈉水合物溶解在水中形成透明溶液，接著將其涂刷于阻燃膠黏劑粘結的膠合板表面。
9.一種具有阻燃性的膠合板的制備方法，其特征在于包括如下步驟：使用權利要求7所述的粘接方法。
...【技術特征摘要】
1.一種有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：有機-無機雜化阻燃膠黏劑由氧化殼聚糖octs、超支化聚合物hpa和表面修飾氨基的蛭石納米片vmtnss-nh2組成，分別添加氧化殼聚糖、超支化聚合物hpa、表面修飾的蛭石納米片，通過希夫堿反應共價交聯反應，制得有機-無機雜化阻燃膠黏劑。
2.根據權利要求1所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于：(1)分別制備氧化殼聚糖octs、超支化聚合物hpa和蛭石納米片vmt?nss-nh2；
3.根據權利要求2所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，超支化聚合物hpa的制備：取0.4摩爾的3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷、0.2摩爾的三乙醇胺tea和0.1％的對甲苯磺酸(p-tsa)，放入一個帶有蒸餾裝置的250毫升三口燒瓶中，在氮氣氛圍下加熱至120℃，并保持這個溫度直到副產物乙醇被蒸餾掉。然后將系統的溫度維持在180℃，直到不再產生蒸餾副產物。
4.根據權利要求2所述的有機-無機雜化阻燃膠黏劑的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，蛭石納米片vmtnss-nh2的制備：將5.0克的vmt粉末放入500毫升36％的飽和氯化鈉溶液中，在120℃下進行濃縮和回流2小時，冷卻至室溫后，將樣品過濾并用去離子水和乙醇沖洗以去除多余的鹽分；然后，將鈉交換的vmt分散在300毫升2m溶液中，在120℃下回流2小時并冷卻至室溫后，將樣品過濾并用去離子水沖洗，收集的樣品使用低溫下10℃以下的尖端超聲60分鐘，然后使用含有單層或多層vmt納米片的分散體進行進一步分離，樣品以3000轉/分鐘的速度離心30分鐘，以去除多層/塊狀殘留物。將1克vmt?nss最初分散在50毫升的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：冉鑫，楊龍，白焱楠，劉同達，杜官本，李虹山，
申請(專利權)人：西南林業大學，
類型：發明
國別省市：
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