一种豆粕基木材胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种豆粕基木材胶粘剂及其制备方法，由脱脂蛋白粉27‑33份、降粘剂0.001‑0.003份、乳化剂0.5‑2.0份、变性剂1‑2份、增强剂7‑20份、分散介质65‑73份制备而成，制备方法包括分散、混合、升温和搅拌等步骤；本发明专利技术的优点在于：能够满足人造板用胶粘剂的耐水要求，保证了蛋白胶粘剂的实用性能；彻底解决了人造板带来的室内空气中的甲醛污染问题；主要原料为可再生资源，符合环境保护与可持续发展原则。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种胶粘剂及其制备方法，具体地说是一种豆粕基木材胶粘剂及其制备方法，属于胶粘剂及其制备领域。
技术介绍
随着人民生活水平的提高和建筑、装饰装修、包装等行业的持续稳定发展，我国人造板产量迅速增长。2014年，我国人造板总产量3.02亿m3，约占世界总产量的50%以上。其中刨花板0.17亿m3，同比增长13%；纤维板0.69亿m3，同比增长16%；胶合板1.74亿m3，同比增长7%。人造板总产量、胶合板产量、家具产量、木质地板产量连续多年位居世界首位。人造板生产中普遍使用的胶粘剂是甲醛系合成树脂，以脲醛树脂及其改性产品为主。经过多年的努力，我国人造板胶粘剂生产水平有了很大提高，人造板及其制品环保特性有了很大改善，但是不能完全消除其制品甲醛释放，并且不少企业生产的人造板及其制品（家具、木地板、室内木质装饰材料等）仍然存在着较为严重的甲醛释放问题，是室内空气污染中甲醛污染的主要来源。目前，降低人造板甲醛释放量的方法主要有如下4种：1）采用低摩尔比改性脲醛树脂胶粘剂；2）在改性脲醛树脂胶粘剂中加入甲醛捕捉剂；3）对人造板进行后处理；4）采用其他环保型胶粘剂。但是，这些技术方法都存在着诸多缺陷。例如：1）采用低摩尔比改性脲醛树脂胶粘剂虽然能够有效降低人造板产品甲醛释放量，但是产品胶合强度也往往降低，不能满足使用要求；并且可导致固化时间延长，生产效率降低；2）在人造板用脲醛树脂胶粘剂中加入甲醛捕捉剂，虽然能够有效降低人造板游离甲醛释放量，但是往往同时降低人造板胶合强度；同时，一般甲醛捕捉剂价格往往远远高于脲醛树脂胶粘剂，其加入提高了产品成本，降低了产品竞争力；3）对人造板进行后处理，如公开号为CN1526528的专利技术专利申请中公开了一种采用氨气真空法制备E1/EO级环保型人造板的制造工艺；公开号为CN2394770的技术专利中公开了一种降低人造板甲醛释放量的处理装置，这些后处理方法，不仅使得人造板制造工艺复杂，而且后处理设备投资巨大，生产成本明显提高；4）采用其他环保型胶粘剂，如异氰酸酯类胶粘剂，导致人造板生产成本大幅度增加、生产工艺难度加大，企业和用户都难以接受；采用普通蛋白胶粘剂制备人造板胶合强度低，人造板易开胶。综上所述，上述措施虽然能够有效降低人造板游离甲醛释放量，但不能彻底解决甲醛释放问题，或由于生产成本过高等原因而无法推广。另外，目前普遍采用的人造板胶粘剂也都存在着原料的化石资源依赖问题，不符合可持续发展的要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术设计了一种豆粕基木材胶粘剂及其制备方法，能够满足人造板用胶粘剂的耐水要求，保证了蛋白胶粘剂的实用性能；彻底解决了人造板带来的室内空气中的甲醛污染问题；主要原料为可再生资源，符合环境保护与可持续发展原则。本专利技术的技术方案为：一种豆粕基木材胶粘剂，包括以下重量份的组分：脱脂蛋白粉20-40份、降粘剂0.0005-0.005份、乳化剂0.1-5.0份、变性剂1-5份、增强剂1-30份、分散介质60-80份。优选地，所述豆粕基人造板胶粘剂，按重量份计，包括如下组分：脱脂蛋白粉27-33份、降粘剂0.001-0.003份、乳化剂0.5-2.0份、变性剂1-2份、增强剂7-20份、分散介质65-73份。其中，所述脱脂蛋白粉中的蛋白含量在40%以上，优选43～50%，以确保更理想的应用效果和控制成本。所述脱脂蛋白粉可选自脱脂豆蛋白粉、脱脂花生蛋白粉、脱脂棉粕粉、脱脂血蛋白粉、脱脂羽毛蛋白粉、脱脂骨蛋白粉中的一种或几种，其中优选为脱脂豆蛋白粉或脱脂花生蛋白粉。进一步地，所述脱脂蛋白粉的粒径均大于150目，优选200～250目。本专利技术所述脱脂豆蛋白粉、脱脂花生蛋白粉、脱脂棉粕粉、脱脂血蛋白粉、脱脂羽毛蛋白粉和脱脂骨蛋白粉均可市售购得，如可购自汇福粮油有限公司、周口益海粮油有限公司、中国粮油股份有限公司等，或采用常规脱脂方法制备得到，具体方法本专利技术对此不作特别限定。所述的降粘剂为木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、中性蛋白酶中的一种。所述的乳化剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚醚酰亚胺中的一种。所述变性剂选自十二烷基苯磺酸钠、尿素、盐酸胍、碳酸钠的一种或几种。上述变性剂均为市售产品，可购自天津化工有限公司等。采用上述变性剂可将蛋白分子解聚暴露分子内部的活性基团，有利于与加入的增强剂反应形成更加密实的交联网络，为增强胶粘剂奠定基础；采用降粘剂可使蛋白质分子降解，产生大量小分子蛋白，一方面分子链降解形成大量小分子蛋白质有利于蛋白内功能官能团的暴露，另一方面大分子蛋白质降解小分子蛋白质使胶粘剂粘度大幅度降低，生成的小分子蛋白质有利于渗入木材中形成更多胶钉，增加胶粘剂干湿状胶合强度；采用乳化剂可以使胶粘剂各个组分混合更加均匀，促进各组分的有效接触，并且加入的乳化剂也可参与反应，与胶粘剂体系形成交联网络结构。所述增强剂变性剂选自尿素、盐酸胍、碳酸钠（10%溶液）中的一种。所述增强剂为一定条件下制备的单宁-间苯二酚-戊二醛预聚物。其中，所述单宁为缩合单宁，制备过程为在三口瓶中加入60g缩合单宁与45g水，后加入20g甲醇和31g戊二醛（40%浓度），搅拌均匀后加入12g氢氧化钠溶液（40%浓度），在常温下搅拌均匀后加热至75℃反应65分钟，后降温至40℃，调节pH=9.0-10.0，制备单宁-间苯二酚-戊二醛预聚物。增强剂基于高反应活性多官能团结构，可与蛋白上氨基和羧酸基发生交联反应形成交联网络结构，增强胶粘剂耐水胶接性能；另一方面制备预聚体可自身反应形成网状结构，与交联蛋白质形成互穿网络结构进一步提高胶粘剂耐水胶接性能。所述分散介质选择普通自来水或软化水。本专利技术同时还提供了一种人造板用胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：1）按照重量配比称量蛋白粉、乳化剂、变性剂并且使其均匀分散于分散介质中，水浴升温至30℃搅拌20分钟；2）水浴升温至50℃，加入降粘剂搅拌10分钟，继续升温至90℃搅拌20分钟对蛋白酶进行灭活处理。3）降温至20℃，加入增强剂，搅拌均匀。本专利技术的优点在于：1）本专利技术采用变性剂、乳化剂、降粘剂共同作用，使大豆蛋白分子从卷曲的大分子舒展后切断为短分子链蛋白，并且在乳化剂作用下均匀的分散，为后续增强剂的加入提供了合适的分子量和大量的反应活性官能团，并且降低了粘度。2）本专利技术采用变性剂变性后用氧化单宁增强胶粘剂，使增强剂与大豆蛋白分子相互作用形成交联互穿网络结构，解决了普通蛋白胶粘剂耐水性差、耐水煮性能差的问题，能够满足人造板用胶粘剂的耐水要求，保证了蛋白胶粘剂的实用性能，并且由本专利技术的胶粘剂制备的胶合板达到国标中II类胶合板要求；3）本专利技术对蛋白粉和氧化单宁为原料改性处理后作为人造板用胶粘剂，不含有游离甲醛，胶接的人造板不存在甲醛释放问题，彻底解决了人造板带来的室内空气中的甲醛污染问题；4）蛋白粉和单宁为可再生的资源，作为胶粘剂的主要原料，有助于解决常规人造板胶粘剂中使用合成化石原料的枯竭问题，符合环境保护与可持续发展原则；5）有效利用了农副产品加工剩余物和造纸工业废弃物，综合利用资源，节约生产成本，提高了产品的附加值。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种豆粕基木材胶粘剂，其特征在于：包括以下重量份的组分：脱脂蛋白粉27‑33份、变性剂1‑2份、增强剂7‑20份、分散介质65‑73份。

【技术特征摘要】
1.一种豆粕基木材胶粘剂，其特征在于：包括以下重量份的组分：脱脂蛋白粉27-33份、变性剂1-2份、增强剂7-20份、分散介质65-73份。2.根据权利要求1所述的一种豆粕基木材胶粘剂，其特征在于：所述脱脂蛋白粉选自脱脂豆蛋白粉、脱脂花生蛋白粉、脱脂棉粕粉、脱脂血蛋白粉、脱脂羽毛蛋白粉、脱脂骨蛋白粉中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种豆粕基木材胶粘剂，其特征在于：所述脱脂蛋白粉的粒径均大于150目。4.根据权利要求1所述的一种豆粕基木材胶粘剂，其特征在于：所述变性剂选自尿素、盐酸胍、碳酸钠中的一种。5.根据权利要求1所述的一种大豆无醛胶粘剂，其特征在于：所述降粘剂选自木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、中性蛋白酶中的一种。6.根据权利要求1所述的一种大豆无醛胶粘剂，其特征在于：所述乳化剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚醚酰亚胺中的一种。7.根据权利要求1所述的一种豆粕基木材胶粘剂，其特征在于：所述增强剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，罗晶，李建章，陈惠，张伟，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11