本发明专利技术提供一种用金属离子和活性物质联合改性的植物蛋白胶粘剂及其制备方法，其原料为：植物蛋白粉、水、酸、金属离子、活性物质、碱；其制备工艺为：将植物蛋白粉与水混合均匀，在一定的温度下加入酸，再加入金属离子反应一段时间，而后加入活性物质反应一段时间，最后加入碱，再反应一段时间即成。采用这种方法制得的植物蛋白胶粘剂，耐水胶合强度与脲醛树脂胶相当，用其压制成的杨木胶合板试件在６３℃±３℃的热水浸渍３ｈ，胶合强度≥０．７ＭＰａ；经沸水煮１２小时也不开胶；且原料成本低，制备工艺简单，无毒环保。该胶适合用于生产各种木材加工产品。该胶经喷雾干燥或冷冻干燥可制成粉剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于木材胶粘剂制备
，更具体涉及一种用金属离子和活性物质联合改性 的植物蛋白胶粘剂及其制备方法。技术背景木材胶粘剂是木材工业中的主要原材料之一，它决定了木材加工产品的质量与价格。但 目前使用的胶粘剂仍以甲醛系胶粘剂为主，污染环境，危害人体健康，有的原料还依赖石油 化工产品，严重制约了木材工业的发展。因此急需研制出环保型高性能的木材胶粘剂。再生 资源中的豆科植物，如大豆、花生等，含有植物蛋白，可作为生产胶粘剂的原料。这类植物 蛋白胶粘剂原料来源广，成本低，环保性能好，但不耐水性、不耐腐，不能满足木材工业生 产和应用的需求。因此，通过各种改性方法来提高植物蛋白胶粘剂的耐水性、耐腐性和粘接 强度，成了植物蛋白胶粘剂开发的关键。中国专利(CN 1557901 )公开了"一种大豆源胶粘剂及其制备方法"，它以脱脂大豆粉为原 料，通过蛋白定向变性技术和修饰技术，制成胶粘剂。制备过程中要先合成三种中间体，最 后再k合成胶，生产工艺较为复杂，不利于工业化生产。中国专利(CN 101126008)公开了 "单宁酸与硼酸改性豆粉胶粘剂及其制备方法"，所用 的改性剂是单宁酸和硼酸，从实例看，用该胶胶合的木材制品只耐3(TC水浸泡。中国专利(CN 101255328)公开了 "一种生产改性大豆蛋白胶粘剂的方法"，以大豆浓縮 蛋白、大豆分离蛋白、脱脂大豆粉、大豆粕、豆饼中的一种为原料，利用乙醇的亲水和疏水 特性，使乙醇的疏水基团浸入到蛋白质分子内部，从而破坏其分子结构，导致蛋白质变性， 制成胶粘剂。但用该胶粘接的木板样品也只耐室温水浸泡。美国专利(US 2005/0222358 Al)公开了一种使用豆粉、氢氧化钠、乙二醇、甲醛、苯酚为 原料，制得耐水性植物蛋白胶粘剂。这种胶粘剂中豆粉的用量较少，所用的苯酚等原料来源 于石油，且有毒，不利于人类健康。美国专利(US 2007/0148339 Al)公开了一种在经氢氧化钠变性后的豆粉中添加酚醛、脲 醛、三聚氰胺甲醛树脂、甲醛或聚乙二醇制备改性豆胶的方法。从专利的实例中可以看出豆 粉在改性豆胶中的比例较低(<10%)，醛类交联剂含量很高(大于豆粉)，因此改性豆胶中 含有醛、酚等有毒物质，仍会对环境造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，用于木材工业中的人造板及木制品制造上。制备方法简单易行，原料易得，可操作性强， 制备的改性植物蛋白胶粘剂环保性能好，耐水胶合强度达到国家标准GB/T 14732—2006中脲 醛树脂胶的技术要求，即用于压制杨木胶合板，试件在63'C土3'C的热水浸渍3h，胶合强度 》0.7MPa;经沸水煮12小时也不开胶；且无毒、环保、成本低廉，产品具有显著的市场竞争 力，适合大规模推广。本专利技术的用金属离子和活性物质联合改性的植物蛋白胶粘剂所述植物蛋白胶粘剂原料 配方中各组分的重量份数为植物蛋白5 30份、水15 80份、酸0.4 5.0份、金属无机盐 或氧化物0.001 0.06份、活性物质1.0 5.0份、碱液1.2 27.0份。本专利技术的用金属离子和活性物质联合改性的植物蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于 所述方法的具体步骤为按照所述的原料配方① 向反应釜中加入水，控制温度20 45'C;② 在设定温度下加入植物蛋白，搅拌一段时间，使其混合均匀；③ 加入酸，反应一段时间； 加入金属盐或金属碱溶液，反应一段时间； 加入活性物质，反应一段时间；◎加入碱液，继续反应一段时间，放料即成；或者，在步骤②后直接加入采用所述酸为溶剂配制的金属盐溶液，反应一段时间后，再继续 按照所述步骤⑤⑥进行。 本专利技术的显著优点是(1) 本专利技术使用植物蛋白为主要原料，具有成本低，来源广，可再生等特点，制成的改 性植物蛋白胶粘剂无毒、环保，成本低，市场优势明显。(2) 本专利技术首次使用了金属离子和活性物质联合改性制备植物蛋白胶粘剂的方法，工艺 简单，易于工业化生产。(3) 本专利技术的改性植物蛋白胶粘剂的耐水胶合强度达到国家标准GB/T 14732 —2006中脲 醛树脂胶的技术要求，即用于压制杨木胶合板，试件在63'C士3'C的热水浸渍3h，胶合强度 》0.7MPa;经沸水煮12小时也不开胶，耐水性好。需要说明的是本专利技术制备的改性植物蛋白胶粘剂可经喷雾干燥或冷冻干燥制成粉剂。具体实施方式 、原料配方中各组分的重量份数为植物蛋白5 30份、水15 80份、酸0.4 5.0份、金 属无机盐或氧化物0.001 0.06份、活性物质1.0 5.0份、碱液1.2 27.0份。植物蛋白为脱脂豆粉，脱脂豆粕，大豆分离蛋白或脱脂花生粉中的一种或几种混合物，经粉碎加工成粉末，粒度》100目。酸为硝酸、硫酸、氢卤酸或磷酸中的一种或几种混合物；所述的酸均采用未被稀释的浓酸。金属无机盐或氧化物为碱土金属或过渡金属的卤化物、碳酸盐或氧化物中的一种或几种 混合物，所述金属无机盐或氧化物采用水或直接采用原料中所述酸为溶剂配制成浓度为 0.001 0.02g/ml的金属盐或金属碱溶液使用。活性物质为含氨基、亚氣基或羟基的化合物中的一种或几种混合物，如丙烯酰胺、硫脲、 尿素、三聚氰胺、双氰胺、三乙醇胺或二乙烯三胺等中的一种或几种混合物。碱液为重量浓度5% 40%氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾溶液中的一种或几 种混合物。具体步骤为按照所述的原料配方① 向反应釜中加入水，控制温度20 45。C;② 在设定温度下加入植物蛋白，搅拌一段时间，使其混合均匀；③ 加入酸，反应一段时间； 加入金属盐或金属碱溶液，反应一段时间；◎加入活性物质，反应一段时间； 加入碱液，继续反应一段时间，放料即成；或者，在步骤②后直接加入采用所述酸为溶剂配制的金属离子酸溶液，反应一段时间后，再 继续按照所述步骤(D⑥进行。全反应过程所用搅拌速度《80转/分钟；反应时间为步骤②30min 60min;步骤③ lmin 5min;步骤④15min 30min;步骤⑤30min 90min;步骤⑥10min 30min;所 述直接加入采用所述酸为溶剂配制的金属盐溶液的反应时间为16min 35min。反应釜采用可控制温度和带有搅拌器的反应釜；改性植物蛋白胶粘剂还可以经喷雾干燥 或冷冻干燥制成粉剂。本专利技术下面结合具体实例来进一步阐明；但是本专利技术不仅限于此。 实施例1在可控温带搅拌器的反应釜中加入50份水，开动搅拌器，控制温度2(TC,缓慢加入18 份脱脂豆粉，搅拌60min，使其混合均勾；加入1.2份浓盐酸，反应2min;加入0.4份含量 0.01g/mL氯化铁水溶液，反应30min;加入1.2份丙烯酰胺，升温至35°C，反应50min;再 加入3.0份重量浓度20%的氢氧化钠溶液，继续搅拌20min，放料即成。实施例2在可控温带搅拌器的反应釜中加入70份水，开动搅拌器，控制温度3(TC，缓慢加入15 份大豆分离蛋白粉，搅拌30min，使其混合均匀；加入1.8份浓硝酸，反应lmin;加入1.0 份含量0.005g/mL氯化锌水溶液，反应25min;加入1.6份硫脲，反应60min;再加入5.0份 重量浓度30%的氢氧化钾溶液，继续搅拌30min，放料即成。 实施例3将氧化钙加入蒸馏水中，配成含量为0.001g/mL的氢氧化钙水溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用金属离子和活性物质联合改性的植物蛋白胶粘剂，其特征在于：所述植物蛋白胶粘剂原料配方中各组分的重量份数为：植物蛋白５～３０份、水１５～８０份、酸０．４～５．０份、金属无机盐或氧化物０．００１～０．０６份、活性物质１．０～５．０份、碱液１．２～２７．０份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林巧佳，陈奶荣，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]
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