一种耐水型动物骨胶粘合剂制造技术

本发明专利技术公开了一种耐水型动物骨胶粘合剂，属于生物粘合剂技术领域。本发明专利技术研制的耐水型动物骨胶粘合剂包括基料，助分散剂，溶剂，填料和偶联剂，在制备时，先将动物骨胶溶解后和环氧植物油酸反应，待反应结束，调节pH至碱性，并再加入对苯二甲醛，继续反应，浓缩，干燥后，与氯化亚砜混合反应，再经干燥，得改性动物骨胶，即为基料；将氧化石墨烯和异氰酸酯混合反应后，干燥，得改性氧化石墨烯，即为填料；先将基料和填料倒入溶剂中，超声分散后，再加入防凝剂和偶联剂，继续超声分散，出料，灌装，即得耐水型动物骨胶粘合剂。本发明专利技术技术方案制备的动物骨胶粘合剂具有优异的耐水性能和粘结强度的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种耐水型动物骨胶粘合剂
本专利技术公开了一种耐水型动物骨胶粘合剂，属于生物粘合剂

技术介绍
骨胶作为一种可生物降解的水溶性天然胶粘剂，已有三千多年的应用历史。骨胶结构中含有大量的羟基、氨基等极性基团，故对极性材料（木材、纸张等）具有很强的粘接能力。骨胶曾是制造胶合板、包装纸箱和家具组装等重要的胶粘剂之一，随着世界经济和科学技术的蓬勃发展，胶粘剂的需求量越来越大，对其功能化的要求也越来越高。1909年工业酚醛树脂的合成，结束了天然胶粘剂作为主要粘接材料的历史，开创了合成胶粘剂工业化生产的新时代。骨胶作为一种主要的动物胶，在胶粘剂中的统治地位逐渐被取代。合成类胶粘剂虽然具有使用方便、生产工艺简单和保质期长等优点，但大多数合成胶粘剂是采用酚、醇、醛和酯等有毒原料制备的，因此在使用过程中会释放出有害气体，并将长时间影响周围环境，对人体健康严重不利。近年来，随着人们环保意识的不断增强，无毒、无污染胶粘剂的开发研究已成为该行业的发展趋势之一。世界胶粘剂正在向水基胶、环保胶的方向发展，因此，满足这种发展要求的骨胶具有良好的应用前景。骨胶实际上是一种蛋白胶，经检测发现，骨胶水解后可得到上百种不同的α-氨基酸，其中最重要的有20多种，如甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸、羟基脯氨酸、谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸等。大多数骨胶的分子由一端为氨基、另一端为羧基的简单多肽链组成，是相对分子质量大于10000的多肽，也是一种含有相对分子质量极不相同的相似分子混合物的多相分散体系。骨胶最大的特点之一是可溶于水，不溶于油、蜡、醇和有机溶剂等。溶于水的骨胶能够形成稳定的亲水溶液，其分子大小正好处于胶体粒子的范围内（1～100μm），从而显示出较强的胶体特性，这是其具有较强粘接性能的原因所在。而传统的动物骨胶粘合剂的耐水性能和粘结强度无法进一步提高，给实际应用带来一定的困难，因此这也是目前在动物骨胶粘合剂方面急需解决的问题。故研究、开发耐水性能好、粘结强度佳的动物骨胶粘合剂非常重要。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统动物骨胶粘合剂耐水性能和粘结强度无法进一步提高的缺点，提供了一种耐水型动物骨胶粘合剂。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐水型动物骨胶粘合剂，包括以下重量份数的原料：60～80份基料，8～10份助分散剂，80～100份溶剂，10～20份填料，4～6份偶联剂；所述耐水型动物骨胶粘合剂制备过程为：（1）将动物骨胶溶解后和环氧植物油酸反应，待反应结束，调节pH至碱性，并再加入对苯二甲醛，继续反应，再调节pH至中性，得预处理浆料；（2）将预处理浆料浓缩，干燥后，与氯化亚砜混合反应，再经干燥，得改性动物骨胶，即为基料；（3）将氧化石墨烯和异氰酸酯混合反应后，干燥，得改性氧化石墨烯，即为填料；（4）按原料组成称量各组分；（5）先将基料和填料倒入溶剂中，超声分散后，再加入助分散剂和偶联剂，继续超声分散，出料，灌装，即得耐水型动物骨胶粘合剂。所述动物骨胶为鸡骨胶、猪骨胶、牛骨胶或羊骨胶中的任意一种。所环氧植物油酸为环氧亚油酸或环氧亚麻酸中的任意一种。所述助分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、乳化剂OP-10、吐温-60或斯潘-80中的任意一种。所述溶剂为正己烷、庚烷、辛烷或乙酸乙酯中的任意一种。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的任意一种。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术技术方案首先利用环氧植物油酸和动物骨胶反应，利用环氧基团和动物骨胶中的部分氨基反应，使骨胶和植物油酸之间形成化学键，从而将植物油酸的分子链引入到骨胶分子链上，植物油酸分子链的引入可将极性的氨基屏蔽，提高产品的耐水性能，另外，植物油酸分子链端的羧基和动物骨胶分子结构中的羧基在pH调节过程中离子化，从而使骨胶分子内部因为带有同种负电荷而相互排斥膨胀，膨胀后有利于对苯二甲醛进入内部，与残留的氨基发生交联反应，从而在骨胶三维交联网络结构中进一步引入刚性的苯环结构，使粘合剂体系内聚强度得以提升，有效提高产品的粘结强度，另外，由于苯环刚性结构的支撑作用，避免在后续回调pH时，减少分子的收缩，有利于后续氯化亚砜反应过程中，氯化亚砜充分渗透进入交联网络内部，在氯化亚砜作用下，使体系中的羧基转变为活性较高的酰氯基团，酰氯基团具有更高的反应活性，在产品使用过程中，可与木材，纸张等基材表面的羟基、氨基或羧基等基团反应，从而在界面结合处形成化学键合，而新的化学键的产生，相比于传统粘合剂依靠氢键结合而言，粘结强度得到了进一步的提升，且粘结后性能更加稳定，牢固；再者，对于粘合剂而言，体系中的氨基、羧基等极性官能团都得以屏蔽，因此，粘合剂体系耐水性能得到有效提升。具体实施方式将动物骨胶和水按质量比为1：8～1：10混合倒入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，于室温条件下静置溶胀6～8h，再于温度为65～70℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解45～60min，得动物骨胶溶液，再将所得动物骨胶溶液和环氧植物油酸混合倒入三口烧瓶中，于温度为75～85℃，转速为800～1200r/min条件下，恒温搅拌反应3～5h后，用氢氧化钠溶液调节pH至9.0～9.6，待pH调节结束后，再向三口烧瓶中加入动物骨胶溶液质量3～5%的对苯二甲醛，继续于温度为75～85℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌反应3～5h后，调节pH至中性，出料，得预处理浆料；将所得预处理浆料转入旋转蒸发仪中，于温度为75～80℃，压力为500～550kPa条件下，减压浓缩至预处理浆料原体积的1/2，得浓缩液，再将所得浓缩液真空冷冻干燥，研磨，得干燥预处理骨胶粉，再将所得干燥预处理骨胶粉和氯化亚砜按质量比为1：5～1：10混合倒入反应釜中，于温度为55～70℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌反应4～6h后，出料，真空冷冻干燥，研磨，得改性动物骨胶，即为基料；将氧化石墨烯和异氰酸酯按质量比为1：3～1：8混合后，于温度为45～55℃，搅拌转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应2～3h后，干燥，得改性氧化石墨烯，即为填料；按重量份数计，依次取60～80份基料，8～10份助分散剂，80～100份溶剂，10～20份填料，4～6份偶联剂，先将基料和填料倒入溶剂中，于温度为40～50℃，超声频率为55～60kHz条件下，超声分散2～3h后，再加入助分散剂和偶联剂，继续超声分散45～60min后，出料，灌装，即得耐水型动物骨胶粘合剂。所述动物骨胶为鸡骨胶、猪骨胶、牛骨胶或羊骨胶中的任意一种。所述环氧植物油酸为环氧亚油酸或环氧亚麻酸中的任意一种。所述助分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、乳化剂OP-10、吐温-60或斯潘-80中的任意一种。所述溶剂为正己烷、庚烷、辛烷或乙酸乙酯中的任意一种。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的任意一种。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。将动物骨胶和水按质量比为1：10混合倒入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，于室温条件下静置溶胀8h，再于温度为70℃，转速为500r/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐水型动物骨胶粘合剂，包括以下重量份数的原料：60～80份基料，8～10份助分散剂，80～100份溶剂，10～20份填料，4～6份偶联剂；其特征在于：所述耐水型动物骨胶粘合剂制备过程为：（1）将动物骨胶溶解后和环氧植物油酸反应，待反应结束，调节pH至碱性，并再加入对苯二甲醛，继续反应，再调节pH至中性，得预处理浆料；（2）将预处理浆料浓缩，干燥后，与氯化亚砜混合反应，再经干燥，得改性动物骨胶，即为基料；（3）将氧化石墨烯和异氰酸酯混合反应后，干燥，得改性氧化石墨烯，即为填料；（4）按原料组成称量各组分；（5）先将基料和填料倒入溶剂中，超声分散后，再加入助分散剂和偶联剂，继续超声分散，出料，灌装，即得耐水型动物骨胶粘合剂。

【技术特征摘要】
1.一种耐水型动物骨胶粘合剂，包括以下重量份数的原料：60～80份基料，8～10份助分散剂，80～100份溶剂，10～20份填料，4～6份偶联剂；其特征在于：所述耐水型动物骨胶粘合剂制备过程为：（1）将动物骨胶溶解后和环氧植物油酸反应，待反应结束，调节pH至碱性，并再加入对苯二甲醛，继续反应，再调节pH至中性，得预处理浆料；（2）将预处理浆料浓缩，干燥后，与氯化亚砜混合反应，再经干燥，得改性动物骨胶，即为基料；（3）将氧化石墨烯和异氰酸酯混合反应后，干燥，得改性氧化石墨烯，即为填料；（4）按原料组成称量各组分；（5）先将基料和填料倒入溶剂中，超声分散后，再加入助分散剂和偶联剂，继续超声分散，出料，灌装，即得耐水型动物骨胶粘合剂。2.根据权利要求1所述的一种耐水型动物骨胶粘合剂，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷国辉，许永博，吴庆梅，
申请(专利权)人：常州五荣化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32