热化学改性豆粉及其制备方法技术

热化学改性豆粉及其制备方法，它涉及一种热化学改性豆粉及其制备方法，特别涉及一种用于防水级大豆胶黏剂制备用改姓豆粉的制备。本发明专利技术的目的是为了解决现有大豆胶黏剂耐水性差的技术问题，热化学改性豆粉按重量份数将10～75份热化学改性助剂溶液均匀喷洒到100份豆粉中，混合均匀后，在80～150℃下进行加热处理20～150分钟，烘干，冷却，再粉碎制成。本发明专利技术以脱脂豆粉或者大豆榨油后的豆粕粉为主要原料，在热化学改性助剂存在下，对豆粉进行热化学改性，既提高豆粉本身的耐水性，又增加豆粉的交联反应点数目，以较为简便的工艺制备得到一种能有效提高大豆胶黏剂耐水性、适于制备防水级(耐水煮)大豆胶黏剂的改性豆粉。本发明专利技术属于大豆胶黏剂的制备领域。

Thermochemical modified soybean powder and its preparation method

The chemical modified soybean powder and preparation method thereof, which relates to a chemical modified soybean powder and preparation method thereof, particularly relates to a method for preparing adhesive waterproof grade soybean powder in the preparation of surname. The purpose of the invention is to solve the technical problems existing in soybean adhesive poor water resistance, chemical modification of powder according to the weight of 10 to 75 parts of chemical modified additives solution evenly sprayed to 100 servings of flour, mixed evenly, at 80 to 150 DEG C for 20 to 150 minutes of heating, drying, cooling then, grinding. The present invention defatted soy flour or soybean meal soybean oil as the main raw material, in the presence of chemical modified additives on soybean flour, for thermochemical modification, can improve the water resistance of powder itself, and increase the number of points in the crosslinking reaction of soybean powder, process is easily prepared for effectively improving soybean adhesive water resistance, suitable for the preparation of water level (boiling water) of modified soybean flour adhesive. The present invention belongs to the field of preparation of soybean adhesive.

【技术实现步骤摘要】
热化学改性豆粉及其制备方法
本专利技术涉及一种热化学改性豆粉及其制备方法，特别涉及一种用于防水级大豆蛋白胶黏剂制备用改姓豆粉的制备。
技术介绍
中国作为世界人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国，2015年的人造板产量已经超过3.22亿立方米。然而，我国当前人造板生产所使用的胶黏剂绝大部分仍是甲醛系合成树脂(主要是脲醛树脂胶黏剂和三聚氰胺改性脲醛树脂)，由于甲醛系合成树脂胶黏剂及其人造板产品在制造、贮存和使用中会释放甲醛，人造板的甲醛释放问题和人居环境的安全问题越来越受重视，无甲醛添加的环保生物质胶黏剂在人造板生产和应用也备受青睐。据统计，中国2016年的大豆产量1310万吨，进口大豆8323万吨，产生豆粕约6300万吨，由于进口大豆多为转基因大豆，出于食品安全考虑，目前我国榨油豆粕中的88％用于家禽、牛和猪的饲料。如何高效高附加值利用榨油豆粕成为大豆油榨油企业关注的一个热点。大豆胶黏剂是以豆粕粉、脱脂豆粉或大豆蛋白为主要原料制得的一种环保生物质胶黏剂；出于价格因素，现在木材加工用大豆胶黏剂主要是使用豆粕粉或者脱脂豆粉制备而得。由于自身无甲醛等有害物释放、原料丰富可再生等优点，近年来大豆胶黏剂在我国备受青睐，已在普通胶合板、细木工板、实木复合地板基材等人造板中实现工业化生产应用。虽然已有很多关于提高大豆蛋白胶黏剂耐水性的研究和专利，但这些大豆蛋白胶黏剂主要用于国家标准GB/T9846-2004中II类胶合板的制备，无法用于I类防水胶合板的制备。在专利号为“ZL201510038624.7”关于“防水级大豆蛋白胶黏剂及其制备方法”的专利技术专利中，报道了一种由酸热改性豆粉、液化豆粉和聚酰胺多胺树脂组成的可用于I类防水人造板制备的大豆胶黏剂及其制备方法，其组分多、制备工艺复杂，使得该胶黏剂的生产应用受到了很大限制。因此如何制备既能经济有效地提高胶接耐水性，又能方便制备和使用的大豆胶黏剂，使之能够用于人造板室外产品乃至受力结构制品的制备，是国内外研究人员努力但仍未攻克的技术难题。大豆蛋白是大豆胶黏剂的主要黏接成份，它主要由相对分子质量在150000～600000的11S和7S两种球蛋白组成，分别占蛋白总量的35wt％和52wt％(KUMARAR.,CHOUDHARYV.,MISHRAS.,VARMAI.K.,MATTIASONB.Adhesivesandplasticsbasedonsoyproteinproducts.IndustrialCropsandProducts,2002,16(3):155–172)。大豆球蛋白结构上是大分子肽链通过次级键(氢键、离子键、疏水键和范德华力)和少量弱化学键(二硫键)作用组装形成(PETRUCCELLIS,ARONMC.Soyproteinisolatecomponentsandtheirinteractions.JournalofAgriculturalandFoodChemistry,1995,43(7):1762-1767)，因为这些次级键和弱化学键容易被水侵蚀破坏，导致大豆胶黏剂人造板在水泡或沸水煮中容易出现开胶或胶接失效，表现为大豆胶黏剂胶接接头的耐水性不理想。另外，大豆蛋白是一种相对分子质量很高的生物质原料，本身可用于化学改性的反应性功能基(主要是羟基、胺基、羧基等蛋白质残基)数量就较少，而大豆蛋白的球型结构又使部分反应性功能基包裹在球型结构之内，使得大豆蛋白的交联改性困难、改性后胶黏剂的交联密度不够。因此，如何对大豆蛋白或者豆粉进行改性，使其被球型蛋白结构包裹的反应性功能基释放出来，被交联改性剂有效交联，同时对容易被水侵蚀破坏的次级键和弱化学键进行增强或加固，将能够有效提高大豆胶黏剂的耐水性，使大豆胶黏剂的应用领域能从室内非结构领域扩展至室外领域乃至受力结构领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了有效解决现有大豆胶黏剂耐水性差的技术问题，提供了一种热化学改性豆粉及其制备方法。热化学改性豆粉按重量份数将10～75份热化学改性助剂溶液均匀喷洒到100份豆粉中，混合均匀后，在80～150℃下进行烘培热处理20～150分钟，烘干，冷却，再粉碎制成。所述豆粉为脱脂豆粉或大豆榨油后的豆粕粉。所述热化学改性助剂为氢氧化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠及尿素中的一种或其中几种的组合。所述热化学改性助剂溶液的质量浓度为1％～20％。所述热化学改性助剂溶液的制备方法如下：按照拟配制助剂溶液的浓度，称取氢氧化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠及尿素中的一种或其中几种的热化学改性助剂固体，加入到常温的计量的水中，搅拌溶解；也可使用市售高浓度的上述助剂溶液，按照拟配制助剂溶液的浓度，加水常温下搅拌稀释获得。热化学改性豆粉的制备方法，其特征在于该制备方法如下：一、按重量份数称取100份通过60目筛网的豆粉，加入到搅拌器内，均匀喷洒10～75重量份、质量浓度为1％～20％的热化学改性助剂溶液，搅拌混合均匀；二、将步骤一所得产物，放入80℃～150℃的烘培箱中，保持20～150分钟；三、将步骤二所得产物在80℃～85℃的条件下烘干至含水率在10％以内，冷却至室温并研磨，通过目数为100目的筛网，即得热化学改性豆粉。本专利技术所述豆粉的热化学改性是将在氢氧化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、尿素等热化学改性助剂或者它们的混合物存在下，对豆粉进行热处理，其目的是比豆粉直接热处理更为有效地提高大豆胶黏剂的耐水性，从而获得可以耐沸水煮的防水级大豆胶黏剂。由于热化学改性助剂的存在，使大豆蛋白中构建高级结构的次级键(氢键、盐键、范德华力等)或者二硫键在热处理过程中破坏，打开大豆蛋白的球型结构，释放出被包裹的活性基团。打开的球型结构和释放的活性基团，将有利于豆粉中的大豆蛋白-大豆蛋白分子之间在热处理时发生更多的再聚合反应，提高豆粉的交联密度，从而提高豆粉的耐水性；同时热处理释放的活性基团使豆粉增加了交联反应点数目，使大豆蛋白能被交联剂更为有效交联，提高固化大豆胶黏剂的交联密度，进而提高大豆胶黏剂的耐水性。因此，经过热化学改性之后的豆粉，其沸水不溶物比直接热处理的豆粉或者未处理的豆粉有不同程度增加(如附图1所示)，说明热化学改性助剂存在下的热处理能进一步促进大豆蛋白之间的再聚合反应而提高交联密度；附图2关于改性豆粉的乙醛值(用以表征豆粉含有活性基团数目的参数)测试结果表明，经过热化学改性之后的豆粉，其活性基团的数目比直接热处理的豆粉或者未处理豆粉有不同程度增加。表1关于改性豆粉与改性聚酰胺多胺调制而得大豆胶黏剂的沸水煮胶合强度(GB/T17657-2015中的煮-干-煮测试)可见：由热化学改性豆粉制备的大豆胶黏剂，其水煮胶合强度都高于由直接热处理的豆粉或者未处理豆粉制备的胶黏剂，而且数值上都高于国标关于I类胶合板要求1MPa，完全可用于I类胶合板的生产。由于过高的改性剂用量不仅增加热化学处理的原料成本，还会使豆粉过分展开而降低大豆胶黏剂的耐水性能，过高的热处理温度或过长的热处理时间会使豆粉发生碳化，而无法用于调制大豆胶黏剂，因此为了确保豆粉的热化学改性效果和大豆胶黏剂的胶接性能，在本专利技术给定的热化学改性工艺参数范围内，热化学改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
热化学改性豆粉，其特征在于热化学改性豆粉按重量份数将10～75份热化学改性助剂溶液均匀喷洒到100份豆粉中，混合均匀后，在80～150℃下进行加热处理20～150分钟，烘干，冷却，再粉碎制成。

【技术特征摘要】
1.热化学改性豆粉，其特征在于热化学改性豆粉按重量份数将10～75份热化学改性助剂溶液均匀喷洒到100份豆粉中，混合均匀后，在80～150℃下进行加热处理20～150分钟，烘干，冷却，再粉碎制成。2.根据权利要求1所述热化学改性豆粉，其特征在于所述豆粉为脱脂豆粉或大豆榨油后的豆粕粉。3.根据权利要求1所述热化学改性豆粉，其特征在于所述热化学改性助剂为氢氧化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠及尿素中的一种或其中几种的组合。4.根据权利要求1所述热化学改性豆粉，其特征在于所述热化学改性助剂溶液的质量浓度为1％～20％。5.根据权利要求1所述热化学改性豆粉，其特征在于所述热化学改性助剂溶液的质量浓度为5％～10％。6.权利要求1所述热化学改性豆粉的制备方法，其特征在于该制备方法如下：一、按重量份数称取100份通过60目筛网的豆粉，加入到搅拌器内，均匀喷洒1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振华，张冰寒，李锦，顾继友，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23