一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂，由包含如下质量含量的原料制备得到：植物蛋白20～50份；水30～70份；水解剂2～10份；催化剂0.5～10份；接枝物2～20份；支化物1～15份；所述原料中还包含调酸试剂，调酸试剂的加入量以调整原料混合物的pH值为8～12为准。本发明专利技术先对植物蛋白进行可控的水解，降低其分子量，并提高其羟基、氨基等活性基团的数量；然后对水解的蛋白分子进行接枝改性，提高蛋白分子的交联聚合反应活性；最后以小分子的多元胺为支化点，将接枝的蛋白分子进一步交联聚合成具有致密网络结构和耐水化学键的热固性体型聚合物。本发明专利技术得到的植物蛋白胶黏剂的粘度在5509～13216MPa·s之间。

A graft and crosslinked vegetable protein adhesive and its preparation method

The invention provides a graft crosslinking adhesive by plant protein, contains the following content: prepared vegetable protein 20 to 50; 30 to 70 parts of water; hydrolysis agent is 2 to 10; 0.5 to 10 portions of catalyst; graft 2 ~ 20; 1 ~ 15 branched the raw materials; also contains acid reagent, the acid amount of reagent added to adjust the pH value of the mixture of raw materials is 8 ~ 12 prevail. The invention of the first controlled hydrolysis of plant protein, reduce its molecular weight, and increase the number of the hydroxyl and amino groups activated; then proteins on the hydrolysis of graft modification, improve the polymerization activity of cross-linking protein molecules; finally to polyamine molecules as the branching point, the protein molecules further graft polymerization of thermosetting type polymer has a dense network structure and chemical bond water. The viscosity of the plant protein adhesive obtained by the invention is between 5509 and 13216MPa / S.

【技术实现步骤摘要】
一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂及其制备方法
本专利技术涉及胶黏剂
，尤其涉及一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂及其制备方法。
技术介绍
伴随着森林资源的减少和木材的短缺，人造板已经成为人类生产和生活中的重要材料，人造板工业也得到突飞猛进的发展，2016年我国人造板产量已超过3.5亿立方米，稳居世界第一位。目前，人造板生产中普遍使用的胶黏剂是甲醛系合成树脂，以脲醛树脂及其改性产品为主。使用脲醛树脂胶粘剂制造的人造板及其家具、地板等木制产品会连续不断地释放出甲醛，污染室内空气环境，危害人民的健康，甲醛污染已成为社会高度关注的热点问题。近几年，我国人造板生产技术水平得到了很大提高，在降低人造板甲醛释放量方面做了许多研究工作，如：通过减少甲醛的摩尔比、添加间苯二酚、三聚氰胺改性以及甲醛捕捉剂等方式降低脲醛树脂的游离甲醛含量，或是采用氨气、臭氧等易与甲醛结合的活性分子对人造板进行后处理，这些措施或方法一定程度上降低了人造板的甲醛释放量，但未能从根本上解决人造板及其木制产品的甲醛污染问题。由于大豆蛋白分子量大、结构及组分复杂，给蛋白分子的化学修饰或改性带来了较大困难，现有方法制备的大豆胶黏剂存在黏度大、胶合强度低、耐水性差等问题，尤其是其耐水胶合强度不能达到工业化应用的要求，使得其在木材工业上的应用受到了极大的限制。目前通过化学改性提高大豆蛋白胶黏剂耐水性与胶合性能的方式主要包括两类，一种是利用含有环氧基、异氰酸酯基、羧基等基团的活性改性剂与蛋白分子上的羟基、氨基等亲水性基团发生反应，以减少蛋白分子上的亲水性基团；另一种是在蛋白分子结构中引入具有耐水特性的化学键或高分子链段。但是，常规的改性处理仍然不能完全保证大豆蛋白胶黏剂具有合格的耐水胶接性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂及其制备方法，本专利技术制备得到的胶黏剂能保证大豆蛋白胶黏剂具有合格的耐水胶接性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂，由包含如下质量含量的原料制备得到：所述原料中还包含调酸试剂，调酸试剂的加入量以调整原料混合物的pH值为8～12为准。优选的，所述植物蛋白为脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆分离蛋白、脱脂花生粉和脱脂棉籽粕中的一种或几种。优选的，所述水解剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸钠、苯二甲酸钠和碳酸钾中的一种或几种。优选的，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾和氢氧化钡中的一种或几种。优选的，所述接枝物为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和季戊四醇缩水甘油醚中的一种或几种。优选的，所述支化物为二元胺和/或三元胺。优选的，所述调酸试剂为柠檬酸、酒石酸、草酸、乳酸、硼酸、马来酸、水杨酸和邻苯二甲酸中的一种或几种。本专利技术还提供了上述技术方案任意一项所述接枝交联型植物蛋白胶黏剂的制备方法，包含如下步骤：(1)将植物蛋白、水和水解剂混合后进行水解，得到蛋白水解产物；(2)使用调酸试剂调整所述蛋白水解产物的pH值为8～12，得到调酸后的蛋白水解产物；(3)将所述调酸后的蛋白水解产物和催化剂、接枝物混合，进行接枝反应，得到接枝蛋白；(4)将所述接枝蛋白和支化物混合，进行支化反应，得到接枝交联型植物蛋白胶黏剂。优选的，所述水解和接枝反应的温度独立地为80～95℃；所述水解和接枝反应的时间独立地为0.5～3.5h。优选的，所述支化反应的温度为65～75℃；所述支化反应的时间为10～60min。本专利技术提供了一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂，由包含如下质量含量的原料制备得到：植物蛋白20～50份；水30～70份；水解剂2～10份；催化剂0.5～10份；接枝物2～20份；支化物1～15份；所述原料中还包含调酸试剂，调酸试剂的加入量以调整原料混合物的pH值为8～12为准。本专利技术提供的接枝交联型植物蛋白胶黏剂所用原料绿色环保，不含甲醛、苯类化合物等有害有机物，胶接的人造板不存在甲醛释放问题，彻底解决人造板及其木制品引起的室内环境中甲醛污染问题。本专利技术提供的接枝交联型植物蛋白胶黏剂所用主要原料——植物蛋白均来自于农林生物质原料生产食用油料及其它农副产品等加工产生的剩余物，来源广泛，价格相对低廉，可显著降低胶粘剂的生产成本，同时实现了资源的综合利用，有效提高了农林生物质原料的附加值。本专利技术的接枝交联型植物蛋白胶黏剂从构建大豆蛋白分子体型结构角度出发，通过对植物蛋白先后采用可控水解、接枝改性和交联聚合等技术方法，将植物蛋白的线性分子重组成具有致密网络结构和含有耐水化学键的热固性体型高分子，从分子水平上优化大豆蛋白的结构，从而提高接枝交联型植物蛋白胶黏剂的耐水性与胶合性能。由本专利技术的接枝交联型植物蛋白胶黏剂制备的胶合板的耐水胶合强度达到了国家标准GB/T9846-2015《普通胶合板》中规定的Ⅱ类胶合板要求，且调胶后胶黏剂的适用期远超过蛋白胶黏剂应用于胶合板生产至少4小时以上适用期的要求。本专利技术所述接枝交联型植物蛋白胶黏剂制备方法简单，使用方便，可替代含甲醛的常规人造板胶黏剂，且不必对现有人造板生产设备和生产工艺进行改动，因此不需要增加设备投资和重新培训技术工人，适用于工业化生产和应用。具体实施方式本专利技术提供了一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂，由包含如下质量含量的原料制备得到：所述原料中还包含调酸试剂，调酸试剂的加入量以调整原料混合物的pH值为8～12为准。本专利技术提供的接枝交联型植物蛋白胶黏剂由包含20～50份植物蛋白的原料制备得到，优选为25～45份，更优选为30～40份。在本专利技术中，所述植物蛋白优选为脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆分离蛋白、脱脂花生粉和脱脂棉籽粕中的一种或几种；所述植物蛋白的粒径优选的不小于100目，更优选为200～500目，最优选为300～400目。本专利技术对所述植物蛋白的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的植物蛋白即可。在本专利技术具体实施例中，所述植物蛋白具体的为购自山东三维油脂集团股份有限公司和中国粮油股份有限公司。以所述植物蛋白的质量为基准，本专利技术提供的接枝交联型植物蛋白胶黏剂由包含30～70份水的原料制备得到，优选为40～60份，更优选为45～55份。在本专利技术中，所述水采用本领域技术人员所常用的胶黏剂用水即可。以所述植物蛋白的质量为基准，本专利技术提供的接枝交联型植物蛋白胶黏剂由包含2～10份水解剂的原料制备得到，优选为4～8份，更优选为5～6份。在本专利技术中，所述水解剂优选为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸钠、苯二甲酸钠和碳酸钾中的一种或几种。在本专利技术中，当所述水解剂同时包含氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸钠、苯二甲酸钠和碳酸钾中的两种或者更多种时，各种具体水解剂的添加量优选相等。在本专利技术中，所述水解剂可以以固体的形式进行添加和使用，还可以以水解剂水溶液的形式进行添加和使用。在本专利技术中，所述水解剂水溶液的质量浓度优选为20～40％，更优选为25～35％，最优选为30％。在本专利技术中，当所述水解剂以水解剂水溶液的形式进行添加时，水解剂的量以溶液中水解剂溶质的量计。本专利技术对所述水解剂的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的上述水解剂即可。以所述植物蛋白的质量为基准，本专利技术提供的接枝交联型植物蛋白胶黏剂由包含0.5～10份催化剂的原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂，由包含如下质量含量的原料制备得到：

【技术特征摘要】
1.一种接枝交联型植物蛋白胶黏剂，由包含如下质量含量的原料制备得到：所述原料中还包含调酸试剂，调酸试剂的加入量以调整原料混合物的pH值为8～12为准。2.根据权利要求1所述的接枝交联型植物蛋白胶黏剂，其特征在于，所述植物蛋白为脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆分离蛋白、脱脂花生粉和脱脂棉籽粕中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的接枝交联型植物蛋白胶黏剂，其特征在于，所述水解剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸钠、苯二甲酸钠和碳酸钾中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的接枝交联型植物蛋白胶黏剂，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾和氢氧化钡中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的接枝交联型植物蛋白胶黏剂，其特征在于，所述接枝物为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和季戊四醇缩水甘油醚中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的接枝交联型植物蛋白胶黏剂，其特征在于，所述支化物为二元胺和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：范东斌，李改云，储富祥，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11