一种豆粕胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种豆粕胶黏剂及其制备方法。豆粕胶黏剂包括重量比为5

【技术实现步骤摘要】
一种豆粕胶黏剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及胶黏剂
，尤其涉及一种豆粕胶黏剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]木材胶黏剂在人造板工业中占有重要的地位，其发展进步是确保人造板质量的重要保障。近年来，由于石油资源短缺以及人们环保意识的提升，寻找新型绿色环保胶黏剂代替“三醛胶”成为必然趋势。豆粕为大宗农产品加工剩余物，产量大、价格便宜，豆粕胶黏剂成为最有发展潜力的绿色胶黏剂，但其存在耐水胶合性能差的问题，限制了其工业应用。
[0003]针对豆粕胶黏剂耐水强度低的问题，可通过添加交联剂与蛋白质活性基团氨基、羧基、羟基等发生反应，构建交联网络，提高胶黏剂固化体系交联密度，从而抵御水分的破坏。此外通过在胶黏剂体系中添加无机粘土，如蒙脱土等也是胶黏剂增强的有效方法。
[0004]现有技术CN 102516933A公开了一种利用蒙脱土剥离后的纳米片层与大豆蛋白质之间氢键与电荷作用提高胶黏剂粘接强度和耐水性的方法。但是该技术方案需要探索粘土与胶黏剂的比例，才能保证其发生剥离，工艺繁琐，而且纳米增强效果不够理想。
[0005]因此如何提供一种简单易行且能够利用蒙脱土明显提升豆粕胶黏剂性能的胶黏剂的制备方法，成为本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种豆粕胶黏剂及其制备方法，添加单层蒙脱土粘土片，无需探索粘土剥离条件，即可充分发挥纳米粒子增强效应及界面效应，促进豆粕与交联剂形成交联结构，显著提高豆粕胶黏剂的耐水胶合性能。
[0007]本专利技术提供了一种豆粕胶黏剂，包括重量比为5
‑
100:1的交联剂和单层蒙脱土纳米片；
[0008]所述单层蒙脱土纳米片的制备方法包括：
[0009]将蒙脱土粘土与水混合，然后将混合溶液离心，收集悬浮液后分离制得单层蒙脱土纳米片。
[0010]通过上述方法制备的单层蒙脱土纳米片作为增强剂，具有表界面效应和小尺寸效应，能充分发挥纳米增强效果，促进豆粕与交联剂的交联效果。与直接添加蒙脱土粘土相比，无需探索蒙脱土片层剥离条件，只需简单离心添加即可发挥纳米增强效应。上述方法制备的单层蒙脱土纳米片与胶黏剂界面具有较好的相容性，可以改善胶接强度，且操作简单。
[0011]作为本专利技术的一种优选的实施方案，所述离心在4000rpm以上进行。
[0012]作为本专利技术的一种优选的实施方案，所述单层蒙脱土纳米片的制备方法包括：将蒙脱土粘土与水混合，通过机械搅拌后将混合溶液在4000rpm以上离心，收集悬浮液后分离制得单层蒙脱土纳米片，优选离心10min以上。
[0013]在具体实施过程中，可调整悬浮液浓度以控制豆粕胶黏剂体系中的单层蒙脱土纳米片含量。
[0014]作为本专利技术的一种优选的实施方案，所述蒙脱土粘土与水的重量比为1:5
‑
15。
[0015]作为本专利技术的一种优选的实施方案，所述交联剂为桐油基交联剂；
[0016]所述桐油基交联剂的制备方法包括：将桐油、醇类物质与第一催化剂按照重量比为100:20
‑
30:0.1
‑
1混合，而后在65
‑
80℃下反应，制得桐酸甲酯；然后将所述桐酸甲酯与有机酸、氧化剂和第二催化剂按照重量比为100:85
‑
90:210
‑
230：0.1
‑
1混合，而后在50
‑
60℃下反应。
[0017]本专利技术发现，采用上述制备方法制得的桐油基交联剂具有环氧端基，能够在上述单层蒙脱土纳米片的存在下，与豆粕中的蛋白质形成较好的交联结构，进一步提高豆粕胶黏剂的耐水胶合性能。
[0018]上述桐油基交联剂中的原料来源于可再生天然资源桐油，环保可再生。经环氧化反应后，环氧基团能够与蛋白质上的氨基、羧基等发生化学反应，在含有单层蒙脱土纳米片增强剂的胶黏剂体系中形成稳定的交联结构，从而进一步提高豆粕胶黏剂的耐水胶合性能。
[0019]作为本专利技术的一种优选的实施方案，所述桐油基交联剂和单层蒙脱土纳米片的重量比为5～12:1。
[0020]在上述比例下，豆粕胶黏剂的耐水胶合性能更优。
[0021]作为本专利技术的一种优选的实施方案，豆粕和所述桐油基交联剂的重量比为4.5
‑
23：1。
[0022]作为本专利技术的一种优选的实施方案，豆粕、所述桐油基交联剂与单层蒙脱土纳米片的重量比为150～450:5～100:1。
[0023]更优地，豆粕、所述桐油基交联剂与单层蒙脱土纳米片的重量比为64～90:5～12:1。
[0024]在上述比例下，单层蒙脱土纳米片能够较优地促进桐油基交联剂和豆粕中蛋白质的交联作用，从而显著提升豆粕胶黏剂的耐水胶合性能。
[0025]作为本专利技术的一种优选的实施方案，在67
‑
73℃下反应制得桐酸甲酯，更优选为70℃；优选反应时间为1
‑
2.5h，更优选为1h。
[0026]和/或，将所述桐酸甲酯与有机酸、氧化剂和第二催化剂混合后，在52
‑
58℃下进行反应，更优选为55℃；优选反应时间为4
‑
8h，更优选为6h。
[0027]作为本专利技术的一种优选的实施方案，所述醇类物质为甲醇、乙醇中的至少一种；
[0028]所述第一催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡中的至少一种；
[0029]所述有机酸为甲酸、冰乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸中的至少一种；
[0030]所述氧化剂为双氧水、过氧甲酸、过氧乙酸中的至少一种；
[0031]所述第二催化剂为磷酸、磺酸、浓硫酸中的至少一种。
[0032]优选地，所述第二催化剂占第二步总物料的5wt.％。
[0033]优选地，桐油、醇类物质与第一催化剂按照重量比为100:25:1混合。
[0034]优选地，桐酸甲酯、冰乙酸与双氧水的重量比为100：88：220。
[0035]作为本专利技术的一种优选的实施方案，豆粕胶黏剂包括如下重量份组分：
[0036]30
‑
45份豆粕、2
‑
10份桐油基交联剂和0.1
‑
0.7份单层蒙脱土纳米片。
[0037]作为本专利技术的一种优选的实施方案，豆粕胶黏剂还包括70
‑
100份分散介质，优选
所述分散介质为所述悬浮液。即将含有单层蒙脱土纳米片的悬浮液作为分散介质，分散介质中含有增强剂。
[0038]作为本专利技术的一种优选的实施方案，豆粕为脱脂豆粕粉，其蛋白质重量含量为45％以上，粒度为100
‑
300目。
[0039]作为本专利技术的一种优选的实施方案，豆粕胶黏剂包括以下重量份组分：
[0040]45份脱脂豆粕粉、2
‑
10份桐油基交联剂和100份单层蒙脱土纳米片悬浮液；所述单层蒙脱土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种豆粕胶黏剂，其特征在于，包括重量比为5
‑
100:1的交联剂和单层蒙脱土纳米片；所述单层蒙脱土纳米片的制备方法包括：将蒙脱土粘土与水混合，然后将混合溶液离心，收集悬浮液后分离制得单层蒙脱土纳米片。2.根据权利要求1所述的豆粕胶黏剂，其特征在于，所述离心在4000rpm以上进行。3.根据权利要求1或2所述的豆粕胶黏剂，其特征在于，所述蒙脱土粘土与水的重量比为1:5
‑
15。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的豆粕胶黏剂，其特征在于，所述交联剂为桐油基交联剂；所述桐油基交联剂的制备方法包括：将桐油、醇类物质与第一催化剂按照重量比为100:20
‑
30:0.1
‑
1混合，而后在65
‑
80℃下反应，制得桐酸甲酯；然后将所述桐酸甲酯与有机酸、氧化剂和第二催化剂按照重量比为100:85
‑
90:210
‑
230：0.1
‑
1混合，而后在50
‑
60℃下反应。5.根据权利要求4所述的豆粕胶黏剂，其特征在于，在67
‑
73℃下反应制得桐酸甲酯；和/或，将所述桐酸甲酯与有机酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓娜，韦妍蔷，梅长彤，连海兰，李炯炯，李建章，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：