一种无醛豆胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无醛豆胶及其制备方法，无醛豆胶由以下重量份的原料组成：豆粕粉,胰蛋白酶,豆壳多糖酶，分散介质水，高碘酸钠，三乙烯四胺，乙二醇二缩水甘油醚和固化剂。采用本发明专利技术制得的无醛豆胶优点在于：豆粕分子先降解后修饰和重组成为预聚体，使蛋白充分舒展、分子活性基团明显增加，反应活性提高，溶解性与保水性提高，加入固化剂后制备胶黏剂耐水胶接性能高、稳定性高；能够满足人造板胶黏剂的耐水要求，降低了交联剂用量从而胶黏剂成本，保证了蛋白胶黏剂的实用性能。

A formaldehyde-free soybean gum and its preparation method

The invention discloses an aldehyde-free soybean gum and a preparation method thereof. The aldehyde-free soybean gum consists of soybean meal powder, trypsin, soybean shell polysaccharide enzyme, dispersing medium water, sodium periodate, triethylenetetramine, glycidyl ether of ethylene glycol and curing agent. The aldehyde-free soybean glue prepared by the method has the following advantages: the soybean meal molecule is degraded first, then modified and reconstituted into a prepolymer, which makes the protein fully stretch, the molecule active group obviously increase, the reaction activity is improved, the solubility and water retention are improved, and the adhesive prepared by adding curing agent has high water resistance and stability, and can meet the water resistance requirements of wood-based panel adhesives and reduce the crossover. The dosage of the binder ensures the cost of the adhesive and the practical performance of the protein adhesive.

【技术实现步骤摘要】
一种无醛豆胶及其制备方法
本专利技术涉及人造板胶黏剂
，尤其涉及一种无醛豆胶及其制备方法。
技术介绍
我国珍贵木材资源匮乏，但有丰富的人工林资源，利用人工林速生材和农林加工剩余物通过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，2016年，我国人造板总产量3.2亿立方米，约占世界总产量的50%。按每吨胶黏剂平均生产9立方米人造板计算，2015年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。采用植物蛋白胶黏剂制备人造板能解决人造板游离甲醛释放量问题，但存在耐水胶接性能差、生产不稳定的问题，这是因为用于制备蛋白胶黏剂的原料如豆粕、棉粕、花生粕的蛋白溶解度差、颗粒大、分子量大引起的，通过加入外部交联剂的改性方法不能对基体产生改性作用，导致蛋白胶黏剂交联结构分布不均匀，形成大量弱界面层，并且保水能力差，虽然平均强度达到要求，但人造板不同区域胶接质量差别大、胶接强度不稳定、生产效率低下。
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豆胶及其制备方法，该胶黏剂分子量小、活性高、固化速度快、保水能力强、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：一种无醛豆胶，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.1-0.3份,豆壳多糖酶0.1-0.3份，分散介质水70份，高碘酸钠2-5份，三乙烯四胺0.2-0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.3-0.8份以及固化剂0.3-0.8份。优选方式为，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.1份,豆壳多糖酶0.1份，分散介质水70份，高碘酸钠2份，三乙烯四胺0.2份，乙二醇二缩水甘油醚0.3份以及固化剂0.3份。优选方式为，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.3份,豆壳多糖酶0.3份，分散介质水70份，高碘酸钠5份，三乙烯四胺0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.8份以及固化剂0.8份。优选方式为，所述豆粕粉中的蛋白含量，占质量分数为52%，粒径均180～200目。优选方式为，所述胰蛋白酶和所述豆壳多糖酶均为分子量降低剂。优选方式为，所述高碘酸钠和所述三乙烯四胺均为活化剂。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，所述固化剂由以下方法制得：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。一种无醛豆胶的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述的无醛豆胶中的重量比，称量各组分配备原料；（2）将豆粕粉、水和胰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得到的混合物降温至40℃，加入豆壳多糖酶，保温15分钟，升温80℃灭酶；（4）将高碘酸钠加入步骤3所得的混合物，升温至50℃，调节pH值为4.0，反应5小时后加入三乙烯四胺在50℃反应2小时，后升温90℃，反应6小时；（5）将步骤4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，得到无醛豆胶预聚体；（6）在使用过程时将步骤5得到的无醛豆胶预聚体加入固化剂，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豆胶及其制备方法，其中无醛豆胶由以下重量份的原料组成：豆粕粉,胰蛋白酶,豆壳多糖酶，分散介质水，高碘酸钠，三乙烯四胺，乙二醇二缩水甘油醚和固化剂。本专利技术的胶黏剂分子量小、活性高、固化速度快、保水能力强、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，易于实施，使无醛豆胶可被大量生产。豆粕分子先降解后修饰和重组成为预聚体，使蛋白充分舒展、分子活性基团明显增加，反应活性提高，溶解性与保水性提高，加入固化剂后制备胶黏剂耐水胶接性能高、稳定性高；能够满足人造板胶黏剂的耐水要求，降低了交联剂用量从而胶黏剂成本，保证了蛋白胶黏剂的实用性能。此原料中胰蛋白酶使蛋白舒展水解为小分子多肽链，豆壳多糖酶是高分子量的糖分子量降低为多糖，充分暴露内部活性基团；高碘酸钠氧化多肽、多糖、纤维，提高反应活性，三乙烯四胺可接枝到氧化的多肽、蛋白、纤维上提供大量的氨基。采用上述活化剂可有效使豆粕分子舒展和断裂、增加豆粕分子上的反应性基团数量和种类，提高豆粕分子的反应活性，降低制备胶黏剂粘度。此原料中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。此原料中固化剂为羟乙基三聚氰胺，可以有效地和豆粕分子中的羟基、氨基反应形成交联网络结构从而使胶黏剂固化。本专利技术的优点在于：1）本专利技术采用降解剂和活化剂，使豆粕分子充分舒展和断裂，形成豆粕小分子并且分子体系活性基团数量和种类增加，反应活性提高；2）本专利技术采用环氧化物使活化的小分子豆粕连接成具有一定分子量的豆胶预聚体，从而避免豆粕水解成小分子带来的透胶而导致胶接强度低的问题。另外形成豆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，使豆粕分子上种类和数量增加，增加了与交联剂的反应能力，降低了固化剂的使用量；3）本专利技术制备豆胶不添加有毒物质，利用蛋白酶和多糖酶降解豆粕分子，在降解小分子基础上利用活化剂更加有效地提高豆粕反应活性基团种类和数量，同时利用环氧化物使豆粕分子重组，形成豆粕原料预聚体，最终加入固化剂使豆胶固化。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：本专利技术豆胶保水性好、溶解度高，固化速度快、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：一种无醛豆胶，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.1-0.3份,豆壳多糖酶0.1-0.3份，分散介质水70份，高碘酸钠2-5份，三乙烯四胺0.2-0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.3-0.8份以及固化剂0.3-0.8份。上述豆粕粉中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无醛豆胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.1‑0.3份,豆壳多糖酶0.1‑0.3份，分散介质水70份，高碘酸钠2‑5份，三乙烯四胺0.2‑0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.3‑0.8份以及固化剂0.3‑0.8份。

【技术特征摘要】
1.一种无醛豆胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.1-0.3份,豆壳多糖酶0.1-0.3份，分散介质水70份，高碘酸钠2-5份，三乙烯四胺0.2-0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.3-0.8份以及固化剂0.3-0.8份。2.根据权利要求1所述的无醛豆胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.1份,豆壳多糖酶0.1份，分散介质水70份，高碘酸钠2份，三乙烯四胺0.2份，乙二醇二缩水甘油醚0.3份以及固化剂0.3份。3.根据权利要求1所述的无醛豆胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：豆粕粉35份,胰蛋白酶0.3份,豆壳多糖酶0.3份，分散介质水70份，高碘酸钠5份，三乙烯四胺0.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.8份以及固化剂0.8份。4.根据权利要求1至3任一项所述的无醛豆胶，其特征在于，所述豆粕粉中的蛋白含量，占质量分数为52%，粒径均180～200目。5.根据权利要求1至3任一项所述的无醛豆胶，其特征在于，所述胰蛋白酶和所述豆壳多糖酶均为分子量降低剂。6.根据权利要求1至3任一项所述的无醛豆胶，其特征在于，所述高碘酸钠和所述三乙烯四胺均为活化剂。7.根据权利要求1至3任一项所述的无醛豆胶，其特征在于，所述乙二醇二缩水甘油醚为蛋白分子重组剂。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，李玥，张猛，李建章，周文瑞，张伟，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11