一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂由植物蛋白质粉和成胶剂制备而成，所述植物蛋白质粉与成胶剂的质量比为（30～80）∶100，所述成胶剂包括下述重量份的原料：水800～1000份；蛋白改性剂，其成分及质量配比为：马来酸酐8～20份，氯化锌0.3～1份，硼砂4～6份，氟硅酸钠15～20份；湿强剂50～200份；交联剂10～20份；增稠剂1‑3份。本发明专利技术通过以水为分散介质将蛋白改性剂、增稠剂、交联剂和湿强剂溶解在水中形成稳定的成胶剂溶液，溶解过程简单无需加热，使用时将成胶剂与植物蛋白粉按比例搅拌混合均匀即可，生产过程无能耗、无废水废气及废渣排放、安全、简单，使用简便，成本低。

A high strength water-resistant vegetable protein adhesive and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂及其制备方法
本专利技术涉及木材胶粘剂
，尤其涉及一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
木材工业的强劲发展，使木材胶黏剂的用量大幅提高，从而带动了木材胶黏剂行业的迅速发展。现阶段，脲醛胶、酚醛胶是最常用的胶黏剂，这两种石油基胶黏剂不仅属于非生物降解材料，易造成废物堆积使环境恶化，而且在加工和使用过程中会释放出游离甲醛和苯酚等致癌物质，在无形中对人体的健康造成严重威胁。蛋白胶作为一种基于可再生资源的生物质胶黏剂和环境友好型生物材料，越来越受到重视，并逐渐成为研究的热点。目前，蛋白胶普遍存在生产过程复杂，生产过程中需要加热，有的还需加入硫酸等强腐蚀酸，存在较大安全隐患。比如公开号为CN103184032A的一种大豆胶及其制造方法，要求配置混合液的温度为80-96℃，公开号为CN107090270A的一种耐水大豆胶粘剂及其制备方法，加入有硫酸且温度在60-80℃，并且生产过程都过于复杂。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种生产过程简单、无需加热，使用方便，存储时间长的高强度耐水植物蛋白胶粘剂及其制备方法。本专利技术的一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂，由植物蛋白质粉和成胶剂制备而成，所述植物蛋白质粉与成胶剂的质量比为(30～80)∶100，所述成胶剂包括下述重量份的原料：水800～1000份；蛋白改性剂，其成分及质量配比为：马来酸酐8～20份，氯化锌0.3～1份，硼砂4～6份，氟硅酸钠15～20份；湿强剂50～200份；交联剂10～20份；增稠剂1-3份。优选地，所述植物蛋白粉为脱脂大豆粉、面粉中的一种或者两者的混合物。优选地，脱脂大豆粉与成胶剂的质量比为(30～45)∶100；面粉与成胶剂的质量比为(60～80)∶100；脱脂大豆粉和面粉的混合物与成胶剂的质量比为(40～70)∶100。优选地，所述湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷，所述交联剂为葡萄糖，所述增稠剂为黄原胶、聚丙烯酰胺两者中的一种或者两者任意比例的混合物。本专利技术还提供了以上任意一项所述高强度耐水植物蛋白胶粘剂的制备方法，该方法包括如下步骤：1)在带搅拌器的容器中先加入计量的水，开动搅拌器然后加入蛋白质改性剂、增稠剂、湿强剂和交联剂，在常温下充分搅拌直至完全溶解，得到成胶剂；2)将上述已配好的成胶剂与植物蛋白质粉按照质量比混合充分搅拌均匀即得高强度耐水植物蛋白胶粘剂。植物蛋白基本氨基酸结构单元中含有的可反应基团，如氨基和羧基等，可以木材纤维相互作用，具有良好的粘接性能。植物蛋白质的化学特性主要受分子间作用力、共价键、氢键等因素的影响。本专利技术通过化学手段破坏其氢键，使分子充分展开，在交联固化过程中形成一层能够牢牢吸附在被粘固相界面的大分子长链交织的胶黏层。本专利技术通过蛋白质改性剂、交联剂、湿强剂和增稠剂的添加，使得植物蛋白质通过改性后蛋白质内部的速水基团外露，其与水结合形成氢键受到阻碍，减少水对植物蛋白质胶粘剂胶接体的破坏，提高其耐水胶合性能。植物蛋白质分子属于两性分子，本专利技术利用马来酸酐作为强酸改性剂，结合氯化锌对纤维素的作用和其与蛋白质分子中羧基反应，促进蛋白质胶粘剂耐水性，同时考虑加入具有防霉作用的碱改性剂氟硅酸钠和硼砂组成复合改性剂。本专利技术尤其考虑室温条件和较宽PH值(4-9)下聚酰胺环氧氯丙烷能与蛋白质分子形成复合物的特点，通过环氧基团的引入增强植物蛋白胶粘剂的耐水性。本专利技术所采用的葡萄糖他是一种多羟基醛能和蛋白质交联促进蛋白质胶粘剂的固化。本专利技术所选用的蛋白改性剂、湿强剂和交联剂以及增稠剂均具有室温条件下溶解度高的特点，实践证明其形成的溶液存储稳定。综上所述，本专利技术通过以水为分散介质将蛋白改性剂、增稠剂、交联剂和湿强剂溶解在水中形成稳定的成胶剂溶液，溶解过程简单无需加热，使用时将成胶剂与植物蛋白粉按比例搅拌混合均匀即可。本专利技术的高强度耐水植物蛋白胶粘剂的生产实现了无能耗、无废水废气及废渣排放，生产过程安全、简单，使用相对简便，成本低，适合所有人造板生产企业自行生产配制使用。成胶剂储存时间在半年以上、脱脂豆粉和面粉可以存储一年以上。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的实施方式作出进一步详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。实施例1在有效容积为2立方米的带搅拌器的容器内加入950公斤水，开动搅拌器然后加入马来酸酐20公斤，氯化锌0.5公斤、硼砂4公斤、氟硅酸钠20公斤、聚丙烯酰胺2.5公斤、黄原胶0.5公斤、葡萄糖20公斤、聚酰胺环氧氯丙烷100公斤充分搅拌直至完全溶解后罐装备用。取上述成胶剂液体100公斤加42公斤脱脂大豆粉于调胶桶内搅拌均匀，于涂胶机上(胶辊应具有螺纹以利于涂胶)涂胶，用于生产细木工板组坯按照每个胶层240克每平方米涂胶，开口陈放时间在3小时，然后进行冷压，冷压压力控制在单位压力10公斤/平方厘米，冷压时间控制在40分钟，冷压完成后进行修补20小时内完成热压，热压温度控制在120度，热压时间控制在15分钟，热压压力控制在单位压力6.5公斤/平方厘米。检测其胶合强度、甲醛释放量、含水率、静曲强度、浸渍剥离性能如下表：实施例2在有效容积为2立方米的带搅拌器的容器内加入800公斤水，开动搅拌器然后加入马来酸酐16公斤，氯化锌0.5公斤、硼砂5公斤、氟硅酸钠18公斤、聚丙烯酰胺3公斤、葡萄糖10公斤、聚酰胺环氧氯丙烷200公斤充分搅拌直至完全溶解后罐装备用。取上述成胶剂液体100公斤加40公斤脱脂大豆粉、面粉10公斤于调胶桶内搅拌均匀，于涂胶机上(胶辊应具有螺纹以利于涂胶)涂胶，用于生产18厘全桉木多层板按照每个胶层260克每平方米涂胶，开口陈放时间在4小时，然后进行冷压，冷压压力控制在单位压力12公斤/平方厘米，冷压时间控制在60分钟，冷压完成后进行修补20小时内完成热压，热压温度控制在125度，热压时间控制在18分钟，热压压力控制在单位压力7公斤/平方厘米。检测其胶合强度、甲醛释放量、含水率、浸渍剥离性能如下表：实施例3在有效容积为2立方米的带搅拌器的容器内加入1000公斤水，开动搅拌器然后加入马来酸酐8公斤，氯化锌0.3公斤、硼砂6公斤、氟硅酸钠15公斤、黄原胶3公斤、葡萄糖14公斤、聚酰胺环氧氯丙烷50公斤充分搅拌直至完全溶解后罐装备用。取上述成胶剂液体100公斤加60公斤面粉于调胶桶内搅拌均匀，于涂胶机上(胶辊应具有螺纹以利于涂胶)涂胶，用于生产细木工板板芯按照每张板芯350克涂胶，开口陈放时间在0.5小时，然后排板进行拼板机(带侧压)热压，热压温度控制在145度，热压时间140秒，拼板过程顺利无散板，不粘钢板、板芯强度好。含水率及甲醛检测如下表：以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂，其特征在于：该胶粘剂由植物蛋白质粉和成胶剂制备而成，所述植物蛋白质粉与成胶剂的质量比为（30～80）∶100，所述成胶剂包括下述重量份的原料：水800～1000份；蛋白改性剂，其成分及质量配比为：马来酸酐8～20份，氯化锌0.3～1份，硼砂4～6份，氟硅酸钠15～20份；湿强剂50～200份；交联剂10～20份；增稠剂1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂，其特征在于：该胶粘剂由植物蛋白质粉和成胶剂制备而成，所述植物蛋白质粉与成胶剂的质量比为（30～80）∶100，所述成胶剂包括下述重量份的原料：水800～1000份；蛋白改性剂，其成分及质量配比为：马来酸酐8～20份，氯化锌0.3～1份，硼砂4～6份，氟硅酸钠15～20份；湿强剂50～200份；交联剂10～20份；增稠剂1-3份。2.如权利要求1所述的一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂，其特征在于：所述植物蛋白粉为脱脂大豆粉、面粉中的一种或者两者的混合物。3.如权利要求2所述的一种高强度耐水植物蛋白胶粘剂，其特征在于：脱脂大豆粉与成胶剂的质量比为（30～45）∶100；面粉与成...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭志刚，
申请(专利权)人：湖南宏润科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43