一种无醛蛋白胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无醛蛋白胶黏剂及其制备方法，涉及人造板胶黏剂技术领域；其中无醛蛋白胶黏剂包括以下原料：羽毛粉，菠萝蛋白酶，分散介质水，活化剂，乙二醇二缩水甘油醚以及固化剂。采用上述原料制成的无醛蛋白胶黏剂分子量小、活性高、溶解度好、可自增强、耐水胶接性能高、稳定性高，制备板材能够满足人造板胶黏剂的耐水要求；并且制备方法成本低，易于实现。

A non-aldehyde protein adhesive and its preparation method

The invention discloses an aldehyde-free protein adhesive and a preparation method thereof, which relates to the technical field of wood-based panel adhesives. The aldehyde-free protein adhesives include the following raw materials: feather powder, bromelain, dispersing medium water, activator, glycidyl ether of ethylene glycol and curing agent. The aldehyde-free protein adhesives made from the above raw materials have small molecular weight, high activity, good solubility, self-strengthening, high water resistance and high stability. The prepared sheets can meet the water resistance requirement of wood-based panel adhesives, and the preparation method is low cost and easy to realize.

【技术实现步骤摘要】
一种无醛蛋白胶黏剂及其制备方法
本专利技术涉及人造板胶黏剂
，尤其涉及一种无醛蛋白胶黏剂及其制备方法。
技术介绍
我国拥有丰富人工林资源，利用人工林速生材和木材胶黏剂制备的人造板是人居环境中家具地板、室内装饰装修的主要原材料，近年来，我国木材胶黏剂消耗量约4000万吨（固体含量50%），其中脲醛树脂及其改性产品占胶黏剂总产量的90%以上，占主导地位。脲醛树脂及其改性胶黏剂在木材工业中大量使用是由于其具有的优势，如原料充足、价格低廉、水溶性好、胶层颜色浅等。但是脲醛树脂也具有明显地缺点，如耐老化性差、耐水性差、不能用于制备室外用人造板外等，其致命缺点是胶接人造板存在甲醛释放问题，污染人居环境、损害人们身体健康。若采用羽毛粉为原料制备人造板用胶黏剂，解决人造板游离甲醛释放量问题，但水解羽毛粉存在大量的硅化角质层、蛋白分子量大，导致耐水胶接性能差、乳化性差、溶解性差等问题，难以应用于人造板生产。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术的目的是提供一种无醛蛋白胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂分子量小、活性高、溶解度好、可自增强、耐水胶接性能高、稳定性高，制备板材能够满足人造板胶黏剂的耐水要求；并且制备方法成本低，易于实现。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种无醛蛋白胶黏剂，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.1-0.3份，分散介质水72份，活化剂0.5-1份，乙二醇二缩水甘油醚0.3-0.5份以及固化剂0.9-1.2份。优选方式为，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.1份，分散介质水72份，活化剂0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.3份以及固化剂0.9份。优选方式为，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.3份，分散介质水72份，活化剂1份，乙二醇二缩水甘油醚0.5份以及固化剂1.2份。优选方式为，所述羽毛粉中的蛋白含量在质量分数80%，粒径均180～200目；所述羽毛粉处理方法包括以下步骤：将50g水解羽毛粉加入至400mL水和2g亚硫酸氢钠，在30MPa均质压强、8MPa乳化压强下均质10min，使角质层分离破碎，调节pH值为9-10,加入活化剂在60℃恒温搅拌24h,干燥后制得活化羽毛粉。优选方式为，所述菠萝蛋白酶为蛋白分子量降低剂。优选方式为，所述活化剂为硅烷偶联剂KH560。优选方式为，所述乙二醇二缩水甘油醚为蛋白分子重组剂。优选方式为，所述固化剂为羟乙基三聚氰胺；所述固化剂的制备方法包括以下步骤：将160kg30%的乙二醛溶液放入反应釜中，调节pH值为9.0，加热至60℃，加入55kg三聚氰胺加入反应液中，升温至80℃，保温30分钟，调节pH值为6.0，反应10分钟，调节pH值为10.0反应30分钟，低温蒸馏为50%的固体含量，降温出料。优选方式为，所述分散介质水选择普通自来水或软化水。一种无醛蛋白胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：（1）按照权利要求上述的无醛蛋白胶黏剂中的重量比，称量各组分配备原料；（2）将羽毛粉、水、菠萝蛋白酶、均匀分散于分散介质水中，水浴升温至40℃搅拌30分钟，温度升至80℃保温10分钟灭酶；（3）将步骤2的混合物升温80℃，调节pH值为10，将乙二醇二缩水甘油醚加入反应3小时，降温出料，得到蛋白胶黏剂预聚体；（4）在使用过程时将步骤3得到的预聚体加入固化剂，热压固化。采用上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：由于本专利技术的无醛蛋白胶黏剂由以下原料组成，羽毛粉，菠萝蛋白酶，分散介质水，活化剂，乙二醇二缩水甘油醚以及固化剂。采用上述原料制成的无醛蛋白胶黏剂分子量小、活性高、溶解度好、可自增强、耐水胶接性能高、稳定性高，制备板材能够满足人造板胶黏剂的耐水要求；并且制备方法成本低，易于实现。此原料中菠萝蛋白酶使羽毛蛋白舒展降解为小分子多肽链，提高反应活性和胶黏剂的溶解性以及稳定性、增加水解羽毛蛋白分子上的反应性基团数量和种类，提高水解羽毛蛋白分子的反应活性，降低制备胶黏剂黏度。此原料中的活化剂可使羽毛蛋白表面的角质层具有反应活性，嵌入蛋白交联体系形成具有化学键连接的均匀的互穿网络结构，利用羽毛蛋白中的角质层提高制备胶黏剂的性能。此原料中的乙二醇二缩水甘油醚为蛋白分子重组剂，可以使水解的小分子蛋白重组，形成一定分子量的预聚体，增加胶黏剂分子内聚力和均匀稳定性，同时提高胶黏剂性能。此原料中的固化剂为羟乙基三聚氰胺，可以有效地和水解羽毛蛋白分子中的羟基、氨基以及活化角质层反应形成交联网络结构从而使胶黏剂固化。本专利技术的无醛蛋白胶黏剂还具有以下优点：1）本专利技术采用降解剂使羽毛蛋白分子充分舒展和断裂，形成小分子并且分子体系活性基团数量和种类增加、溶解度提高、均匀度增加，反应活性提高；2）本专利技术采用高压均质和活化剂，可使羽毛蛋白上的角质层破碎分离，有效与活化剂结合，使角质层具有反应活性，用于增强制备胶黏剂，另可使胶黏剂体系更加均匀，在形成交联结构时形成软硬相间的结构，从而有利于胶黏剂的稳定性和成胶性。2）本专利技术采用环氧化物使活化的小分子羽毛蛋白连接成具有一定分子量的羽毛蛋白胶预聚体，从而避免羽毛蛋白水解成小分子带来的透胶而导致胶接强度低的问题。另外形成羽毛蛋白胶预聚体分子量均匀、渗透性好、水溶性好、保水性好，制备胶黏剂解决了普通蛋白胶黏剂胶接干强度不高、胶接稳定性差、保水性差、水溶性不好的问题，并且提高反应活性，使羽毛蛋白分子上官能基团种类和数量增加，增加与交联剂的反应能力，降低固化剂使用量；3）本专利技术制备羽毛蛋白胶黏剂不添加有毒物质，利用蛋白酶和降解羽毛蛋白分子，在降解小分子基础上利用活化剂更加有效地提高羽毛蛋白反应活性基团种类和数量，同时利用环氧化物使羽毛蛋白分子重组，形成羽毛蛋白原料预聚体，最终加入固化剂使羽毛蛋白胶固化。效率高、无有害物质释放物，产物反应活性高、溶解性好、保水性好。制备胶黏剂可有效提高胶黏剂性能，推进蛋白胶黏剂的应用；经试验证明：本专利技术羽毛蛋白胶保水性好、溶解度高、易形成交联结构，交联密度大，固化后耐水性好、性能稳定，制备胶合板产品质量稳定提高、弱界面层明显下降。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术中涉及到的百分号“%”，若未特别说明，指质量百分比；但溶液的百分比，除另有规定外，是指溶液100ml中含有溶质若干克；液体之间的百分比，是指20℃时容量的比例。总方案：一种无醛蛋白胶黏剂，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.1-0.3份，分散介质水72份，活化剂0.5-1份，乙二醇二缩水甘油醚0.3-0.5份以及固化剂0.9-1.2份。优选方式为，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.1份，分散介质水72份，活化剂0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.3份以及固化剂0.9份。优选方式为，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.3份，分散介质水72份，活化剂1份，乙二醇二缩水甘油醚0.5份以及固化剂1.2份。优选方式为，所述羽毛粉中的蛋白含量在质量分数80%，粒径均180～200目；所述羽毛粉处理方法包括以下步骤：将50g水解羽毛粉加入至400mL水和2g亚硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无醛蛋白胶黏剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.1‑0.3份，分散介质水72份，活化剂0.5‑1份，乙二醇二缩水甘油醚0.3‑0.5份以及固化剂0.9‑1.2份。

【技术特征摘要】
1.一种无醛蛋白胶黏剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.1-0.3份，分散介质水72份，活化剂0.5-1份，乙二醇二缩水甘油醚0.3-0.5份以及固化剂0.9-1.2份。2.根据权利要求1所述的无醛蛋白胶黏剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.1份，分散介质水72份，活化剂0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.3份以及固化剂0.9份。3.根据权利要求1所述的无醛蛋白胶黏剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：羽毛粉35份，菠萝蛋白酶0.3份，分散介质水72份，活化剂1份，乙二醇二缩水甘油醚0.5份以及固化剂1.2份。4.根据权利要求1至3任一项所述的无醛蛋白胶黏剂，其特征在于，所述羽毛粉中的蛋白含量在质量分数80%，粒径均180～200目；所述羽毛粉处理方法包括以下步骤：将50g水解羽毛粉加入至400mL水和2g亚硫酸氢钠，在30MPa均质压强、8MPa乳化压强下均质10min，使角质层分离破碎，调节pH值为9-10,加入活化剂在60℃恒温搅拌24h,干燥后制得活化羽毛粉。5.根据权利要求1至3任一项所述的无醛蛋白胶黏剂，其特征在于，所述菠萝蛋白酶为蛋白分子量降低剂。6.根据权利要求1至3任一项所述的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晶，李建章，高强，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32