耐水性小麦面粉胶黏剂的制备方法技术

耐水性小麦面粉胶黏剂的制备方法，它涉及一种胶黏剂，特别涉及一种耐水性胶合板制备用改性小麦面粉胶黏剂。本发明专利技术是为了解决小麦面粉本身溶于水，使得小麦面粉胶黏剂耐水性差和胶合强度低的技术问题。制备：一、制备复合热处理小麦面粉；二、将复合热处理小麦面粉和聚乙烯醇水溶液在室温下搅拌，加入多异氰酸酯，继续在室温下搅拌，直到混合均匀，即得耐水性小麦面粉胶黏剂。本发明专利技术以小麦面粉为主要原料，通过复合热处理提高小麦面粉的耐水性；应用聚乙烯醇水溶液对复合热处理小麦面粉进行分散，最后再通过多异氰酸酯的交联，进一步提高小麦面粉胶黏剂的耐水性，最终制备得到一种胶接强度好、黏度适中、耐水性好的胶合板制备用小麦面粉胶黏剂。

【技术实现步骤摘要】
耐水性小麦面粉胶黏剂及其制备方法
本专利技术涉及一种胶黏剂，特别涉及一种耐水性胶合板制备用改性小麦面粉胶黏剂。
技术介绍
随着木材资源的日益匮乏，越来越多的人选择人造板家具代替实木家具。中国作为世界人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国，2014年的人造板产量已经超过3.02亿立方米，并且每年继续以超过20％的增长速度增加。而胶黏剂是我国人造板工业的血液，因此对于胶黏剂的需求也日益增大。每年用于胶合板生产的胶黏剂以固体份计算超过650万吨，胶种主要是脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性脲醛树脂和酚醛树脂这三种“醛系”合成树脂胶黏剂。该类胶黏剂在生产、运输和使用中会释放出甲醛和酚等有毒有害物质。此外，该类合成树脂胶黏剂在原料上还依赖于储量有限且不可再生的石油资源。随着石油资源储量的日益减少和人们环保意识的不断增强，利用资源丰富又可再生的生物质资源，研发安全环保的高品质生物质基胶黏剂成为国内外学者和工业界关注的热点。目前，人们已经研发出了大豆蛋白胶黏剂和淀粉基胶黏剂这两种生物质基胶黏剂，并成功地应用于胶合板、细木工板、木材拼板、实木复合地板基材等人造板的工业化生产，但对于开发利用小麦面粉基木材胶黏剂的研究报道还很少。小麦资源丰富、可再生、且价格便宜。据联合国粮农组织(FAO)统计预测，2016年全球小麦产量将达7.23亿吨。2016年，我国小麦产量达到1.28亿吨，但小麦主要用作粮食资源，亟待工业上的高效高附加值利用。此外，小麦面粉的市场均价约为2500元/吨，与脱脂豆粉(约6500元/吨)、淀粉(约4500元/吨)等相比，有很大的价格优势和资源应用前景。因此，利用资源丰富又可再生的小麦面粉，制备无甲醛释放的绿色耐水性胶合板用胶黏剂，具有重要的生态、经济和社会效益。小麦面粉的成分较复杂，其可用于制备胶黏剂的主要原因是含有小麦蛋白(约18％)和淀粉(约67％)。小麦蛋白，俗称“面筋”，主要有麦谷蛋白、麦醇溶蛋白、麦球蛋白和麦清蛋白。其中，麦谷蛋白的分子量较大，在分子链间和链内存在二硫键、氢键等，具有较强的弹性；麦醇溶蛋白的分子量较小和具有紧密的三维结构，在链内主要以二硫键为主，具有良好的延伸性。小麦中的淀粉主要有直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉约占小麦淀粉总重的22％～30％左右，支链淀粉约占淀粉总重的70％～78％。直链淀粉呈线形螺旋状，支链淀粉的分子结构呈树状分枝，分子间由氢键缔合。这些次级键本身在潮湿环境下就会容易被破坏，小麦面粉本身溶于水，使得小麦面粉胶黏剂存在耐水性差和胶合强度低的不足。此外，由于其成分复杂，制备的胶黏剂也存在稳定性差的问题。目前关于小麦面粉制备木材用胶黏剂的研究和专利并不多，主要是涉及使用小麦面粉中的小麦蛋白或者谷朊粉为原料，制备标签、纸张粘接等用途的胶黏剂；对于小麦面粉在木材用胶黏剂中的应用，主要是将小麦面粉作为胶黏剂的填料来使用。例如在专利号为CN201010185000.5关于“一种装裱稀糊的制备方法”的专利技术专利中，采用小麦面粉为原料，加入一定比例的清水煮沸，制得装裱用胶黏剂。在专利号为CN201610210428.8关于“一种蛋白基体胶黏剂的制备方法”的专利技术专利中，采用将高筋面粉用生物酶改性和化学改性相结合来制备胶合板用胶黏剂，制得胶合板的干态胶合强度最大仅为0.69MPa。在申请号为CN201510088407.9关于“一种无醛植物蛋白基木材胶黏剂及其制备和使用方法”的专利技术专利中，采用蛋白含量不小于30％的小麦谷蚖蛋白，加入改性剂、交联剂、固化剂、填料、添加剂后制得胶黏剂，发现其胶合强度显著低于脱脂豆粉制得的胶黏剂；在申请号为CN201310489548.2关于“膏状改性脲醛树脂胶黏剂生产方法”的专利技术专利中，该胶在脲醛树脂和聚乙烯醇缩甲醛共混而得的胶黏剂，或由甲醛、尿素和聚乙烯醇三元共聚而得胶黏剂中，添加水和氧化淀粉或面粉等添料，经糊化后制成膏状(半固体)改性脲醛树脂胶黏剂。在申请号为CN201410106825.1关于“一种含有纳米银的胶黏剂及其用于科技木的使用方法”的专利技术专利中，将面粉作为含有纳米银胶黏剂的填料，并将其用于科技木。由以上专利申请情况来看，有关将小麦面粉直接作为原料制备木材用胶黏剂的专利目前还尚属空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决小麦面粉本身溶于水，使得小麦面粉胶黏剂耐水性差和胶合强度低的技术问题，提供了一种耐水性小麦面粉胶黏剂及其制备方法。耐水性小麦面粉胶黏剂按重量份数由20～60份复合热处理小麦面粉、100～200份聚乙烯醇水溶液和15～30份的多异氰酸酯在室温下混合制成。该制备方法按照以下步骤进行：一、称取100重量份小麦面粉，并喷入10～50重量份质量浓度为5～15％的阴离子表面活性剂水溶液，在搅拌机中搅拌混合均匀后，放入预先加热到90～100℃的恒温箱内保持30～90分钟；二、将步骤一所得产物在温度为98～103℃的条件下烘干到含水率在10％以内，然后在粉碎机中粉碎，过160目筛网，即得复合热处理小麦面粉；三、将20～60重量份复合热处理小麦面粉和100～200重量份聚乙烯醇水溶液在室温下搅拌，直到混合均匀；四、向步骤三的产物中加入15～30重量份的多异氰酸酯，继续在室温下搅拌，直到混合均匀，即得耐水性小麦面粉胶黏剂。步骤一中所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠及N-油酰基N-甲基牛磺酸钠中的一种或者其中几种的组合。步骤一中所述小麦面粉为市售的小麦面粉，颗粒尺寸小于0.15mm。步骤三中所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为7～15％。步骤四中所述多异氰酸酯其游离异氰酸酯基含量为28～32％。本专利技术充分利用小麦面粉产量大、来源丰富、可再生和价格很低的优点和特征，直接以小麦面粉为原料，提供一种无甲醛释放的耐水级胶合板制造用小麦面粉胶黏剂及其制备方法。本专利技术中，在步骤一对小麦面粉进行复合热处理的目的是提高小麦面粉的耐水性。因为对热处理，既能够使小麦面粉中的蛋白分子重排和再聚合，形成交联的网络结构，同时还能促进小麦面粉中的蛋白质与其碳水化合物之间的美拉德反应，进一步使蛋白交联，最终使小麦面粉的水溶性明显降低，而提高其耐水性(表1中的胶合板B为热处理小麦面粉制备胶黏剂压制的胶合板，其63℃水泡湿态胶合强度比未经热处理小麦面粉制备胶黏剂压制的胶合板A，提高了76.7％)。而在热处理中加入表面活性剂，能够进一步破坏小麦面粉中蛋白和分子间中氢键、范德华力、疏水键等弱化学键作用，使小麦面粉中的羟基(-OH)、胺基(-NH-)、羰基(-COOH)等活性基团得以释放，最终能更为有效地促进小麦面粉中小麦蛋白之间的再聚合反应以及小麦蛋白与淀粉之间的美拉德交联反应，也促进小麦面粉能被后加的交联剂多异氰酸酯有效交联，从而有效提高小麦面粉胶黏剂的耐水性(表1中的胶合板D为复合热处理小麦面粉制备胶黏剂压制的胶合板，其63℃水泡湿态胶合强度，比未经热处理小麦面粉制备胶黏剂压制的胶合板A提高了183.7％，比热处理小麦面粉制备胶黏剂压制的胶合板B提高了60.5％)。本专利技术中，在步骤三加入聚乙烯醇的主要目的是提高小麦面粉胶黏剂的稳定性和交联程度。由于聚乙烯醇本身是一种非离子表面活性剂，所存在大量亲水性的羟基，能与复合热处理小麦面粉表面的极性基团作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
耐水性小麦面粉胶黏剂，其特征在于耐水性小麦面粉胶黏剂按重量份数由20～60份复合热处理小麦面粉、100～200份聚乙烯醇水溶液和15～30份的多异氰酸酯在室温下混合制成。

【技术特征摘要】
1.耐水性小麦面粉胶黏剂，其特征在于耐水性小麦面粉胶黏剂按重量份数由20～60份复合热处理小麦面粉、100～200份聚乙烯醇水溶液和15～30份的多异氰酸酯在室温下混合制成。2.根据权利要求1所述耐水性小麦面粉胶黏剂，其特征在于所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为7～15％。3.根据权利要求1所述耐水性小麦面粉胶黏剂，其特征在于所述多异氰酸酯其游离异氰酸酯基含量为28～32％。4.权利要求1所述耐水性小麦面粉胶黏剂的制备方法，其特征在于该制备方法按照以下步骤进行：一、称取100重量份小麦面粉，并喷入10～50重量份质量浓度为5～15％的阴离子表面活性剂水溶液，在搅拌机中搅拌混合均匀后，放入预先加热到90～100℃的恒温箱内保持30～90分钟；二、将步骤一所得产物在温度为98～103℃的条件下烘干到含水率在10％以内，然后在粉碎机中粉碎，过160目筛网，即得复合热处理小麦面粉；三、将20～60重量份复合热处理小麦面粉和100～200重量份聚乙烯醇水溶液在室温下搅拌，直到混合均匀；四、向步骤三的产物中...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振华，赵凡，李舒野，霍鹏飞，顾继友，张彦华，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23