一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法，属于化学粘合剂技术领域。本发明专利技术先将大豆蛋白和水搅拌混合后，再加入内肽酶，恒温搅拌酶解，再经加热升温灭酶，冷却，得酶解液；再将酶解液加入反应釜中，调节pH至3.2～3.4，再加入亚油酸、亚麻油和碳化二亚胺，恒温搅拌反应，减压浓缩，得浓缩液；随后将浓缩液、助溶剂、三聚氰胺、铁盐、填料和防腐剂加热搅拌混合，再调节pH，继续搅拌混合后，出料，即得耐水型大豆蛋白胶黏剂。本发明专利技术技术方案制备的耐水型大豆蛋白胶黏剂具有优异耐水性能和粘结强度的特点，在化学粘合剂技术行业的发展中具有广阔的前景。

Preparation method of water resistant soy protein adhesive

The invention discloses a preparation method of water-resistant soybean protein adhesive, which belongs to the technical field of chemical adhesive. The invention first mixes soybean protein with water, then adds endopeptidase, stirs enzymatic hydrolysis at constant temperature, then heat up and deactivates the enzyme, and then cools it to obtain enzymatic hydrolysate; then adds the enzymatic hydrolysate to a reaction kettle, adjusts pH to 3.2-3.4, and then adds linoleic acid, linseed oil and carbodiimide, stirs at constant temperature, and concentrates it at reduced pressure to obtain concentration. Then the concentrated solution, cosolvent, melamine, ferric salt, filler and preservative were heated and stirred together, then the pH was adjusted, and then the mixture was stirred again, and the water-resistant soybean protein adhesive was obtained. The water-resistant soybean protein adhesive prepared by the technical scheme of the invention has excellent water resistance and bonding strength, and has broad prospects in the development of the chemical adhesive technology industry.

【技术实现步骤摘要】
一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法
本专利技术公开了一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法，属于化学粘合剂

技术介绍
大豆蛋白基胶黏剂是一种环保型胶黏剂，具有原料丰富、反应活性高和操作简单及胶接产品无游离甲醛释放等特点，日益受到人们的重视和青睐。但是，胶合强度低和耐水性能较差一直是限制大豆蛋白基胶黏剂发展的瓶颈问题，为此人们采取不同的方法对其进行改性。研究证实，诸如乙二醛、戊二醛、双氰胺、马来酸酐、多异氰酸酯等官能度≥2的交联剂，都能与大豆蛋白残基反应。此类交联剂通过与残基的交联反应，对大豆蛋白易破坏的次级结构进行补充和增强，从而增加胶黏剂本身的内聚强度，最终改善大豆蛋白胶黏剂的耐水性和胶合强度。有研究者前期在碱降解改性基础上通过交联改性制备了耐水性能较好的大豆蛋白胶黏剂。研究中，碱的作用主要在于破坏蛋白质分子间的氢键，降低胶黏剂的黏度。在实际研发过程中，为了达到具有可操作性的黏度，使用的碱量通常较高，达固体豆粉量的8%甚至更高。但是，使用碱降解改性的豆胶因碱的长期存在而不断降解，使体系变得不稳定，严重影响豆胶的储存稳定性。在降解的豆蛋白液中加入稳定剂，豆胶中的功能基团得到改善，储存稳定性提高，还能激活与后续交联剂的进一步反应。降解的大豆蛋白，暴露出－NH2、－CONH、－SH等基团，可能与－CH2OH具有极强的亲和力，为大豆蛋白降解液的稳定提供了理论基础。但是传统的大豆蛋白基胶黏剂还存在耐水性能和粘合强度无法进一步提高。因此，如何改善传统大豆蛋白基胶黏剂还存在耐水性能和粘合强度无法进一步提高的缺点，以获取更高综合性能，是其需研究解决的问题。专利技术内容本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统的大豆蛋白基胶黏剂还存在耐水性能和粘合强度无法进一步提高的缺点，提供了一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法，具体制备步骤为；（1）按重量份数计，依次取20～30份大豆蛋白，2～4份内肽酶，180～200份水，先将大豆蛋白和水搅拌混合后，再加入内肽酶，恒温搅拌酶解，再经加热升温灭酶，冷却，得酶解液；（2）按重量份数计，依次取8～10份亚油酸，30～40份亚麻油，2～4份碳化二亚胺，100～150份酶解液，先将酶解液加入反应釜中，调节pH至3.2～3.4，再加入亚油酸、亚麻油和碳化二亚胺，恒温搅拌反应，减压浓缩，得浓缩液；（3）按重量份数计，依次取80～100份浓缩液，8～10份助溶剂，3～5份三聚氰胺，0.1～0.2份铁盐，10～15份填料，1～3份防腐剂，加热搅拌混合，再调节pH至4.5～5.0，继续搅拌混合，出料，即得耐水型大豆蛋白胶黏剂。步骤（1）所述内肽酶为胰蛋白酶、糜蛋白酶或弹性蛋白酶中的任意一种。步骤（3）所述助溶剂是由甘油和乙二醇按质量比为10：1～15：1复配而成。步骤（3）所述铁盐为氯化铁、硝酸铁或硫酸铁中的任意一种。步骤（3）所述填料为气相白炭黑或氧化石墨烯中的任意一种。步骤（3）所述防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠，脱氢乙酸钠或对羟基苯甲酸丁酯中的任意一种。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术技术方案首先采用内肽酶对大豆蛋白进行水解，在内肽酶作用下，蛋白质发生初步水解，从大分子的蛋白质水解为小分子的多肽，从而使大豆蛋白的三级结构解体，活性官能团数量增多，反应活性得以提高，再以亚油酸为改性剂，通过碳化二亚胺介导的反应，将亚油酸偶联到多肽分子链上，首先，亚油酸分子结构中含有不饱和碳碳双键，因此可提高产品的抗氧化性能，其次，亚油酸分子结构中长烷烃链暴露在多肽分子结构外侧，提高了多肽分子外侧的耐水性能，同时，该结构的产生，有利于提高亚麻油和多肽的界面形容性，使亚麻油渗透进入多肽胶体结构内部，从而使亚麻油成分占据多肽胶体结构内部部分官能团的位置，使胶体内部可与水形成亲水键的自由基团数量减少，使胶体内部耐水性也得到同步提升，另外，亚麻油为干性油，在产品粘结固化过程中，亚麻油发生固化，从而形成疏水结构的亚麻油薄膜，使产品固化后的耐水性能得到进一步提升；（2）本专利技术技术方案首先通过添加三聚氰胺和铁盐，首先，三聚氰胺分子结构中带有的伯氨基和仲氨基可与无机填料中的含氧官能团（羟基、羧基等）形成氢键，从而有利于无机填料在胶黏剂体系中的分配，且三聚氰胺可作为交联剂，使酶解活化后的蛋白质重新发生交联，形成新的交联网络结构，从而提高胶黏剂产品的粘合强度，再者，通过添加铁盐，铁盐电离出的铁离子可与蛋白质发生螯合，从而使蛋白质内部形成物理交联，使交联网络密度进一步提升，粘合性能得到进一步提升，且铁离子和蛋白质的螯合，可使蛋白质分子中亲水基团转移到内侧，避免在产品固化后出现亲水基团在外侧而导致耐水性下降的问题。具体实施方式按重量份数计，依次取20～30份大豆蛋白，2～4份内肽酶，180～200份水，先将大豆蛋白和水混合倒入1号烧杯中，并将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为35～36℃，转速为400～800r/min条件下，恒温搅拌混合20～30min后，再加入内肽酶，继续恒温搅拌酶解反应2～4h后，加热升温至90～95℃，保温灭酶10～20min后，自然冷却至室温，出料，得酶解液；按重量份数计，依次取8～10份亚油酸，30～40份亚麻油，2～4份碳化二亚胺，100～150份酶解液，先将酶解液加入反应釜中，调节反应釜中酶解液pH至3.2～3.4，待pH调节结束后，再加入亚油酸、亚麻油和碳化二亚胺，随后于温度为65～70℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌反应4～6h后，将反应釜中物料转入旋转蒸发仪中，于温度为75～85℃，压力为500～520kPa条件下，减压浓缩30～40min，得浓缩液；按重量份数计，依次取80～100份浓缩液，8～10份助溶剂，3～5份三聚氰胺，0.1～0.2份铁盐，10～15份填料，1～3份防腐剂，加入混料机中，于转速为800～1200r/min，温度为58～65℃条件下，加热搅拌混合2～3h后，调节混料机中物料pH至4.5～5.0，待pH调节结束后，继续搅拌混合20～30min，出料，即得耐水型大豆蛋白胶黏剂。所述内肽酶为胰蛋白酶、糜蛋白酶或弹性蛋白酶中的任意一种。所述助溶剂是由甘油和乙二醇按质量比为10：1～15：1复配而成。所述铁盐为氯化铁、硝酸铁或硫酸铁中的任意一种。所述填料为气相白炭黑或氧化石墨烯中的任意一种。所述防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠，脱氢乙酸钠或对羟基苯甲酸丁酯中的任意一种。按重量份数计，依次取30份大豆蛋白，4份内肽酶200份水，先将大豆蛋白和水混合倒入1号烧杯中，并将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为36℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合30min后，再加入内肽酶，继续恒温搅拌酶解反应4h后，加热升温至95℃，保温灭酶20min后，自然冷却至室温，出料，得酶解液；按重量份数计，依次取10份亚油酸，40份亚麻油，4份碳化二亚胺，150份酶解液，先将酶解液加入反应釜中，调节反应釜中酶解液pH至3.4，待pH调节结束后，再加入亚油酸、亚麻油和碳化二亚胺，随后于温度为70℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应6h后，将反应釜中物料转入旋转蒸发仪中，于温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为；（1）按重量份数计，依次取20～30份大豆蛋白，2～4份内肽酶，180～200份水，先将大豆蛋白和水搅拌混合后，再加入内肽酶，恒温搅拌酶解，再经加热升温灭酶，冷却，得酶解液；（2）按重量份数计，依次取8～10份亚油酸，30～40份亚麻油，2～4份碳化二亚胺，100～150份酶解液，先将酶解液加入反应釜中，调节pH至3.2～3.4，再加入亚油酸、亚麻油和碳化二亚胺，恒温搅拌反应，减压浓缩，得浓缩液；（3）按重量份数计，依次取80～100份浓缩液，8～10份助溶剂，3～5份三聚氰胺，0.1～0.2份铁盐，10～15份填料，1～3份防腐剂，加热搅拌混合，再调节pH至4.5～5.0，继续搅拌混合，出料，即得耐水型大豆蛋白胶黏剂。

【技术特征摘要】
1.一种耐水型大豆蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为；（1）按重量份数计，依次取20～30份大豆蛋白，2～4份内肽酶，180～200份水，先将大豆蛋白和水搅拌混合后，再加入内肽酶，恒温搅拌酶解，再经加热升温灭酶，冷却，得酶解液；（2）按重量份数计，依次取8～10份亚油酸，30～40份亚麻油，2～4份碳化二亚胺，100～150份酶解液，先将酶解液加入反应釜中，调节pH至3.2～3.4，再加入亚油酸、亚麻油和碳化二亚胺，恒温搅拌反应，减压浓缩，得浓缩液；（3）按重量份数计，依次取80～100份浓缩液，8～10份助溶剂，3～5份三聚氰胺，0.1～0.2份铁盐，10～15份填料，1～3份防腐剂，加热搅拌混合，再调节pH至4.5～5.0，继续搅拌混合，出料，即得耐水型大豆蛋白胶黏剂。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，许玉，吴庆梅，
申请(专利权)人：王成，
类型：发明
国别省市：江苏,32