用于含纤维素材料的粘合剂及包含它的产品制造技术

公开了一种没有动物产品的易于使用和储存的用于含纤维素材料的环境友好的粘合剂，特别适用于木材复合材料的生产，以及使用该粘合剂获得的复合材料产品。剂获得的复合材料产品。剂获得的复合材料产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于含纤维素材料的粘合剂及包含它的产品
[0001]本专利技术涉及一种不含动物蛋白的生态粘合剂，其形式为适用于生产木材复合材料的用于含纤维素材料的胶粘剂组合物。
[0002]尽管基于动物蛋白和淀粉的胶粘剂能够在干燥条件下长期保持结合，但基于天然成分的胶粘剂的主要问题是其强度和耐水性有限。酪蛋白、血蛋白、大豆已通过化学变性和热处理进行了修饰。在20世纪初，这使得可以实现胶粘剂特性的显著改善，因此可以将获得的胶粘剂修饰应用于飞机螺旋桨的构建。[1],[2][0003]在随后的几年中，对合成聚合物的兴趣增加导致了第一次合成树脂的开发：苯酚
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甲醛和脲
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甲醛胶粘剂。它们更坚固、防水并且使得可以胶合材料用于外部应用，最重要的是，它们高效并且可重复、容易并且相对快速地大量获得。天然胶粘剂被搁置在一旁。它们的用途仅限于组装乐器，形成一些家具或制作装饰单板。[2]‑
[6][0004]然而，近年来，基于甲醛的胶粘剂变得非常有争议。甲醛是一种有毒的并且致癌的物质，在3.1mg/l时已观察到非常高的急性吸入毒性[7]。从生产过程中消除甲醛的其他胶粘剂，诸如PMDI，也对人体健康有威胁。PMDI的吸入毒性为LD50>0.493mg/l/4h(大鼠)[8]。此外，绝大多数合成胶粘剂的生产都基于不可再生资源
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原油资源的使用，并且其生产通过多次长期缩聚过程导致向大气的二氧化碳排放显著增加。
[0005]从专利WO 2017/157646 A1已知一种用于含纤维素材料的无甲醛粘合剂，其包含动物蛋白作为主要粘合剂组分。
[0006]本专利技术的目的是提供一种用于含纤维素材料的替代粘合剂，该粘合剂也将基于环境友好的、容易获得的且生物可再生的成分，但不特别包含动物蛋白。同时，随着蛋白质含量本身的大幅降低，其应使得可以满足适用于基于脲
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甲醛树脂的产品的要求和标准。
[0007]如今，重要的是因为动物蛋白的使用是一个越来越大的争议，特别是在一些消费者群体中。越来越频繁，我们满足了还对其他产品(不仅仅食物)提出的素食主义者或绝对素食主义者的期望。
[0008]本专利技术的主要目的是制备工业胶粘剂，不仅不使用有毒和致癌物质，而且不使用动物蛋白。本专利技术的另外的目的是能够胶合碎木材并最小化成品中甲醛的排放，碎木材是用于生产满足这些产品的现有标准的人造板的原材料。
[0009]出乎意料的是，在本专利技术中实现了这样定义的目的。
[0010]本专利技术涉及一种用于含纤维素材料的无甲醛粘合剂，其特征在于，它是一种组合物，该组合物包括：
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植物来源的蛋白质组分，优选大豆蛋白和/或油菜籽蛋白和/或面筋蛋白和/或豌豆蛋白和/或玉米面筋蛋白，量为1至25％，
[0012]‑
包含2至10个
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OH基团的多元醇，特别是山梨糖醇、麦芽糖醇和甘油，量为5％至45％，优选山梨糖醇，量为10％至30％，
[0013]‑
蛋白质修饰剂
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优选盐或氧化剂，特别是氢氧化钠或过氧化氢，量为0.05
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5％，
[0014]‑
水，量直到100％。
[0015]优选地，根据本专利技术的粘合剂的特征在于以下特征中的至少一个：
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它另外包含量为3％至20％，优选量为7％至15％的脲；
[0017]‑
它另外包含量为1％至15％，优选量为4％至8％的过氧化氢；
[0018]‑
它另外包含量为0.5％至8％，优选量为4％至6％的酪蛋白；
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它另外包含量为2％至20％，优选量为5％至10％的糖蜜；
[0020]‑
它另外包含量为0.5％至30％，优选量为2％至10％的水玻璃；
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它另外包含量为1％至15％，优选量为5％至10％的来源于云杉木的改性木质素；
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它包含量为1％至10％，优选量为2％至5％的面筋蛋白；
[0023]专利技术优点
[0024]开发使用工业过程中的天然副产品的可生物降解的、无甲醛的胶粘剂具有巨大的经济、社会、环境和健康益处。如果农业、工业和林业废物未被用于例如动物饲料，则在炉中焚烧或储存
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这是由温室气体排放导致气候变暖加剧以及由土壤、空气和水污染导致环境污染的另外的因素。使用食品工业副产品生产树脂是非常有趣的解决方案，不仅是因为减少废物产生的可能性。由于新的应用，它也有大的潜力来适应不同的生产要求，变成可再生资源，取代原油消耗，原油资源每年都在减少。
[0025]胶粘剂与其基底之间的粘附取决于许多因素，包括其如何发生。为了更好地理解粘附现象，解释胶粘剂结合的来源和强度，已经开展了许多研究。它们尤其描述了胶粘剂和基底之间的物理化学结合，在于胶粘剂和基底的原子和分子之间的电子转移或共享。当胶粘剂渗透到基底表面上的孔中时，由于物理
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机械现象的帮助，也可发生粘附。结果是，通过将液体或胶粘剂渗透到胶粘剂硬化的材料的孔中来确保胶合强度。当胶粘剂和待结合的基底之间的结合形成是基于范德瓦尔斯力的存在时，粘附也通过吸附发生。假定胶合强度由胶粘剂和基底的官能团之间的直接反应确定。
[0026]体现本专利技术的蛋白质胶粘剂被分类为分散胶粘剂。它们的特征在于以下事实，当液相通过蒸发被移出到木材或大气中时，它们是固定的。已经在胶粘剂制备阶段的重要功能是分子间相互作用，这在胶合过程中影响人造板的特性。由于木纤维是多孔材料的事实，在将胶粘剂施加到纤维上之后，渗透到空隙中，并且然后浸润，这甚至更深地渗透到壁细胞中。只有能够形成氢键的低分子量胶粘剂组分才浸润。这些现象对于实现所需的结合机械特性至关重要。
[0027]氢键在结合胶粘剂中起着重要作用。胶粘剂的所有基本组分都能够根据氢键合原理相互作用。
[0028]整个胶合过程的关键是在高温和增压的影响下板的成型和压制阶段。在此阶段，胶粘剂组分与木材之间的接触显著增加，因为木材本身是不均匀材料，并且在其相邻组元之间具有小的接触面积。在这些条件下产生的蒸汽的作用引发纤维组分，即半纤维素、木质素和无定形纤维素的降解。因此，形成的产品在粘合纤维上起着重要作用。此外，在高温下，木质素变得柔软，并由于缩合而与胶粘剂的组分反应，这同时提高了胶合强度。
[0029]升高的温度还导致蛋白质的不可逆变性，当确定胶粘剂组合物的组成时应考虑到这一点，因为它也可以在添加的成分的影响下发生。根据本专利技术，胶粘剂制剂中存在的甘油积极影响了蛋白质的水合和热力学稳定性。由于其在胶粘剂中的存在，与使用甲醛胶的板相比，其参与的成品保留了更多量的水。
[0030]化学和机械/物理因素两者决定了木材胶粘剂的品质。蛋白质与木制基底化学相
互作用的能力取决于“暴露”的官能团的数量和类型。有效的机械结合允许胶粘剂渗透到基底表面，这取决于组分在其载体中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于含纤维素材料的粘合剂，其特征在于，它包含以下成分：
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植物来源的蛋白质组分，优选选自包括以下的组：大豆蛋白、油菜籽蛋白、面筋蛋白、豌豆蛋白和玉米面筋蛋白，量为3至25％，
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包含2至10个
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OH基团的多元醇，优选选自包括以下的组：山梨糖醇、麦芽糖醇和甘油，量为5％至45％，特别是山梨糖醇，量为10％至30％，
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蛋白质修饰剂，选自包括金属氢氧化物或氧化剂的组，特别是氢氧化钠或过氧化氢，量为0.05
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5％，
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水，直到100％。2.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，其进一步包含量为3％至20％，优选量为7％至15％的脲。3.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，其进一步包含量为1％至15％，优选量为4％至8％的过氧化氢。4.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，其进一步包含量为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：安娜，
申请(专利权)人：赛斯泰科波兰有限责任公司，
类型：发明
国别省市：