一种胶原蛋白类胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及精细化工技术领域，具体涉及一种胶原蛋白类胶黏剂及其制备方法。其制备方法是首先将明胶配成10%的水溶液，升温至60℃，待明胶完全溶解后，用质量浓度为10%的强碱溶液（NaOH、KOH等）调pH至10以上，加入30%（以明胶干重计）的氯化钠，按照环氧化物中环氧基与明胶氨基摩尔比为0~1:3，在35℃~75℃下与明胶进行交联反应，反应0.5h~2h后，升温到85℃，保温反应1h，反应结束，制得一种环保型胶原蛋白类胶黏剂。本发明专利技术通过环氧化物与胶原蛋白反应制得一种新型的胶原蛋白类胶黏剂。

【技术实现步骤摘要】
一、
：本专利技术涉及精细化工
，具体涉及一种胶原蛋白类胶黏剂及其制备方法。二、
技术介绍
：蛋白类胶黏剂有其优良的性能，具有较好的胶黏强度，本实验得到的胶黏剂其对木材的胶黏强度可达1.426MPa，已达到Ⅱ类胶合板的胶合强度要求，而且它是选用皮革废弃皮中的胶原蛋白为原料，具有易生物降解，对人体温和的特性，与现行使用的“三醛胶”相比，其无甲醛释放，对环境无污染，因此蛋白类胶黏剂的合成及性能研究近年来受到了广泛的关注。众所周知，我国是制革工业大国，但是传统的制革工业盐湿皮仅能制造出约占原料皮20％的成品革，会产生原料皮60％以上的固体废弃物。废弃皮中含有大量胶原蛋白，可作为一种生物质资源，因此，从经济角度考虑，急需将皮革废弃物资源化利用，合成一种绿色环保、易生物降解的胶原蛋白类胶黏剂。本专利技术合成的胶黏剂不仅没有释放游离甲醛的危害，而且有效合理地对皮革固体废弃物进行了利用，实现了其的高值转化，同时该胶黏剂属生物质材料，绿色环保，易于生物降解。三、
技术实现思路
本专利技术的提供一种胶原蛋白类胶黏剂及其制备方法，其合成出来的胶黏剂性能优良。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种胶原蛋白类胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：步骤一、明胶水溶液的制备：称取10g～15g的明胶，加入100ml的去离子水，在常温下溶胀30min，然后加热至60℃，直至明胶完全溶解，明胶溶解后加入明胶干重量30％的氯化钠，得明胶水溶液；步骤二、明胶水溶液pH的调节：用质量分数为10％强碱溶液调节明胶水溶液使其pH达到10以上；步骤三、改性明胶溶液的制备：在调节好pH的明胶水溶液中，滴加入与明胶氨基含量摩尔比为0.5～3的环氧化物在35℃～75℃下使其搅拌反应0.5h～2h，得到环氧化物改性明胶水溶液；步骤四、胶原蛋白类胶黏剂的制备：将环氧化物改性明胶水溶液升温至85℃，保温反应1h，得到胶原蛋白类胶黏剂。所述步骤二中，强碱溶液为NaOH溶液或KOH溶液。所述步骤二中，强碱溶液优选采用10％的NaOH溶液。所述步骤三中的环氧化物为环氧氯丙烷、环氧乙烷、丙三醇缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚。所述的胶原蛋白类胶黏剂的制备方法制得的胶原蛋白类胶黏剂。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和效果：1、本专利技术在制备过程中为了使环氧化物与胶原蛋白更加完全反应，采用滴加的方式加入到明胶溶液中，这样可以提高反应效率；2、采用强碱调节明胶溶液使其pH达到10以上，在碱性条件下，环氧基较易发生开环反应，容易与明胶上的氨基发生交联反应，与同一条分子上的氨基发生反应形成分子内交联，与不同条分子上的氨基发生反应形成分子间交联，这些交联键相互缠绕，形成密实的网状结构，大幅度地提高了分子内聚力，进而提高胶黏强度。3、本专利技术将皮革废弃物资源化利用，合成了一种生物质胶黏剂，而且合成的胶黏剂无游离甲醛释放，具有较好的环境友好性。4、该产品具有良好的应用前景，适用于木材行业的胶合板、刨花板等领域。四、附图说明：图1为剪切力测试方法示意图；具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术合成路线为：实施例一一种胶原蛋白类胶黏剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取10g明胶，加入100mL去离子水，在常温下溶胀30min，然后加热至60℃，待明胶完全溶解后，加入3g氯化钠，得明胶水溶液；步骤二：用质量分数为10％的氢氧化钠溶液调节明胶水溶液使其pH达到10；步骤三：在调节好pH的明胶水溶液中加入3.1g的环氧氯丙烷，使其与明胶在50℃下搅拌反应2h，制得环氧氯丙烷改性明胶；步骤四：升温至85℃，保温反应1h，即得到一种环保型胶原蛋白类胶黏剂。实施例二一种胶原蛋白类胶黏剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取10g明胶，加入100mL去离子水，在常温下溶胀30min，然后加热至60℃，待明胶完全溶解后，加入3g氯化钠，得明胶水溶液；步骤二：用质量分数为10％的氢氧化钠溶液调节明胶水溶液使其pH达到10；步骤三：在水解明胶溶液中加入3.1g的丙三醇缩水甘油醚，使其与明胶在75℃下搅拌反应2h，制得丙三醇缩水甘油醚改性明胶；步骤四：升温至85℃，保温反应1h，即得到一种环保型胶原蛋白类胶黏剂。实施例三一种胶原蛋白类胶黏剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取15g明胶，加入100mL去离子水，在常温下溶胀30min，然后加热至60℃，待明胶完全溶解后，加入3g氯化钠，得明胶水溶液；步骤二：用质量分数为10％的氢氧化钾溶液调节明胶水溶液使其pH达到10；步骤三：在水解明胶溶液中加入1.450g的环氧乙烷，使其与明胶在45℃下搅拌反应1h，制得环氧乙烷改性明胶；步骤四：升温至85℃，保温反应1h，即得到一种环保型胶原蛋白类胶黏剂。实施例四一种胶原蛋白类胶黏剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取15g明胶，加入100mL去离子水，在常温下溶胀30min，然后加热至60℃，待明胶完全溶解后，加入3g氯化钠，得明胶水溶液；步骤二：用质量分数为10％的氢氧化钾溶液调节明胶水溶液使其pH达到10；步骤三：在水解明胶溶液中加入2.900g的乙二醇二缩水甘油醚，使其与明胶在65℃下搅拌反应1.5h，制得乙二醇二缩水甘油醚改性明胶；步骤四：升温至85℃，保温反应1h，即得到一种环保型胶原蛋白类胶黏剂。环氧氯丙烷改性明胶所合成的胶黏剂为最佳胶黏剂。将实施例1合成的胶黏剂依照GB/T14074.10-93进行剪切力测试(所用木材为松木，双面涂胶量为100～120g/m2)，并计算其胶黏强度。将本专利技术合成出的胶黏剂搅拌均匀，按照GB/T14074.10-1993进行剪切力测试。所用木板按图1进行涂胶，涂胶量为100～120g/m2(双面)。实验数据如下(进行3次平行试验)：徐腾，黄鑫，廖学品等人使用戊二醛进行交联所制备的木材胶黏剂，其胶黏强度最佳为1.35MPa[1]，且使用戊二醛会有释放游离甲醛的危害。而本专利技术所合成的胶黏剂强度已达到1.426MPa，远高于1.35MPa且无甲醛释放。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶原蛋白类胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：步骤一、明胶水溶液的制备：称取10g~15g的明胶，加入100ml的去离子水，在常温下溶胀30min，然后加热至60℃，直至明胶完全溶解，明胶溶解后加入明胶干重量30%的氯化钠，得明胶水溶液；步骤二、明胶水溶液pH的调节：用质量分数为10%强碱溶液调节明胶水溶液使其pH达到10以上；步骤三、改性明胶溶液的制备：在调节好pH的明胶水溶液中，滴加入与明胶氨基含量摩尔比为0.5~3的环氧化物在35℃~75℃下使其搅拌反应0.5h~2h，得到环氧化物改性明胶水溶液；步骤四、胶原蛋白类胶黏剂的制备：将环氧化物改性明胶水溶液升温至85℃，保温反应1h，得到胶原蛋白类胶黏剂。

【技术特征摘要】
1.一种胶原蛋白类胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：步骤一、明胶水溶液的制备：称取10g~15g的明胶，加入100ml的去离子水，在常温下溶胀30min，然后加热至60℃，直至明胶完全溶解，明胶溶解后加入明胶干重量30%的氯化钠，得明胶水溶液；步骤二、明胶水溶液pH的调节：用质量分数为10%强碱溶液调节明胶水溶液使其pH达到10以上；步骤三、改性明胶溶液的制备：在调节好pH的明胶水溶液中，滴加入与明胶氨基含量摩尔比为0.5~3的环氧化物在35℃~75℃下使其搅拌反应0.5h~2h，得到环氧化物改性明胶水溶液；步骤四、胶原蛋白...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学川，李妍，任龙芳，强涛涛，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61