一种改性大豆基胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种改性大豆基蛋白胶粘剂及其制备方法，本发明专利技术方法包括如下顺序进行的步骤：１）将脱脂豆粉加入水中制备成豆粉粘液；２）向豆粉粘液中加入适量的碱液进行变性，再加入交联剂，搅拌均匀，制得改性豆粉粘液；３）向上述改性豆粉粘液中加入引发剂，搅拌均匀。本发明专利技术改性大豆基蛋白胶粘剂制造的人造板的不仅耐水胶合强度高，而且无甲醛释放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于天然高分子化合物胶粘剂及制备方法，特别涉及一种基于 蛋白质的胶粘剂及制备方法。
技术介绍
我国是世界人造板及木材胶粘剂生产和消费大国，2007年生产人造板消耗胶粘 剂超过500万吨(以固体含量100%)。目前，我国使用的木材胶粘剂大多为含有甲醛的胶粘剂，90%以上为三醛胶即 脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂，大量使用含有甲醛的木材胶粘剂，主要存在 如下四方面的问题(l)在胶粘剂制造、人造板制造及人造板制品(家具、木地板、 室内木质装饰材料等)使用过程中，会不断释放出甲醛，造成车间、居室空气污染， 威胁人们身心健康；(2)酚醛胶粘剂及其人造板制品存在苯酚挥发问题；(3)合成胶粘 剂严重依赖于石油资源；(4)三醛胶粘剂不能降解，污染环境。近年来，甲醛对环境的污染、破坏和人类健康的影响越来越受到人们的重视， 这在很大程度上限制了含有甲醛并且不断释放甲醛的人造板制品的使用范围。解决 人造板甲醛释放问题已经到了刻不容缓的地步。为了解决人造板及其制品的甲醛释放问题，目前降低人造板甲醛释放量的研究 主要有如下4种(l)采用低摩尔比改性脲醛胶粘剂；(2)采用其它环保型胶粘剂；(3) 在人造板用脲醛胶粘剂中加入甲醛捕捉剂；(4)对人造板进行后处理。但是这些技术 方法都存在着一定的缺陷。例如采用低摩尔比改性脲醛胶粘剂，虽然能够有效降 低人造板产品的甲醛释放量，但是产品的胶合强度降低，产品质量下降，胶粘剂的 固化时间延长，生产效率降低；采用其它环保型胶粘剂，如异氰酸酯类胶粘剂，导 致人造板的生产成本大幅增加，企业和用户都难以接受；采用在人造板用脲醛胶粘 剂中加入甲醛捕捉剂的技术，虽然能够有效降低人造板甲醛释放量，但是往往同时降低人造板的胶合强度，严重影响了人造板及其制品的质量和力学性能；同时，一 般甲醛捕捉剂价格远高于脲醛胶粘剂，其加入提高了生产成本，降低了产品竞争力； 对人造板进行后处理，都需要添加甲醛处理装置，但是这些后处理设备投资较大， 导致人造板及其制品的生产成本提高。从理论上讲，上述降低人造板甲醛释放量的 技术方法中(1)、 (3)、 (4)措施不能彻底人造板甲醛释放问题，只能降低甲醛释放 量；技术方法(2)虽能解决甲醛释放问题，但成本太高。为彻底解决人造板及其制 品的甲醛释放问题，开发无醛、低成本木材胶粘剂成为解决这一问题的关键。大豆基原料丰富、来源广泛、成本低廉、可生物降解、能再生，用于制造胶粘 剂具有重大经济前景和社会意义。改性大豆基胶粘剂与现有"醛类"胶粘剂相比，用 它制造的人造板，在生产和使用过程中无甲醛释放，从源头上解决了甲醛污染问题。 但是改性大豆基胶粘剂耐水强度低，不能满足人造板工业应用的要求，阻碍其在人 造板制造中的广泛使用。为了解决大豆基胶粘剂的耐水强度问题，研究表面对去进行蛋白质变性处理可 以提供胶粘剂的耐水强度，蛋白质变性一般是通过亲水/疏水相互作用，使蛋白质疏 水基团外露并形成胶束，提高耐水强度。现有的蛋白质变性方法仍然存在诸多问题， 如碱变性方法制备的植物蛋白胶粘剂胶结木材时，耐水强度提高，但是残碱往往导 致蛋白质与木材"碱伤"，强度下降；弱碱性试剂，如Ca(OH)2、硼砂、Na2HP04、氢 氧化铵等变性可以得到无碱斑的胶粘剂，解决了"碱伤"问题，但是耐水强度较低； 用酸性试剂变性植物蛋白制备的胶粘剂，pH值较低，能够减小对被胶结材料和生产 工人的刺激性和腐蚀性，但是耐水强度仍然较差。例如公开号为CN101104786的 专利技术专利申请公开了一种硼酸改性豆粉胶粘剂及其制备方法，该豆粉胶粘剂按重量 份数比由100份的豆粉、600份的水、2 14份的硼酸制成；制备方法如下30 35°C 水溶解豆粉后在30 35'C水浴保温3 8min，最后加硼酸酸溶液搅拌至均匀后再在 30 35"C条件下反应10 20min;公开号为CN101126008专利技术专利申请公开了一种 单宁酸与硼酸改性豆粉胶粘剂及其制备方法，该改性豆粉胶粘剂成分按重量份数由 IOO份的豆粉、600份的水、2 10份的单宁酸、2 10份的硼酸制成。其制备方法 如下30 35。C水溶解豆粉后在30 35。C水浴保温3 8min，然后加入硼酸溶液， 搅拌均匀，间隔10 20分钟加入单宁酸溶液搅拌至均匀后再反应10 20min;对与大豆蛋白胶粘剂的改性还有如下研究又例如，公开号为CN1793269的中国专利申请公开了一种以大豆分离蛋白为基 料的液体生物胶粘剂及其生产方法，其主要取大豆分离蛋白、尿素、多聚磷酸钠、 水为主要成分；先将尿素分散在水中，混合制成尿素溶液，然后在尿素溶液中加入 大豆分离蛋白，在常温下搅拌，再加入多聚磷酸钠，继续搅拌反应为成品。本专利技术 由于采用了控制性化学修饰的方法，选用一定浓度的尿素作用于大豆分离蛋白，使 蛋白质结构发生改变，然后在大豆分离蛋白中引入磷酸根基团；公开号为CN1793270 的中国专利申请公开了一种以大豆分离蛋白为基料的粉末生物胶粘剂，主要用在胶 合板生产和家具制造上，属于木材胶粘剂
其主要取大豆分离蛋白、尿素、 多聚磷酸钠、水为主要成分；先将尿素分散在水中，混合制成尿素溶液，然后在尿 素溶液中加入大豆分离蛋白，在常温下搅拌均匀，再加入多聚磷酸钠，继续搅拌反 应得到混合物液体，再将上述混合物反应液体进行喷雾干燥处理后为成品。本专利技术 由于采用了控制性化学修饰的方法，选用一定浓度的尿素作用于大豆分离蛋白，使 蛋白质结构和构象部分发生改变，然后在大豆分离蛋白中引入磷酸根基团；公开号 为CN101319131的中国专利申请公开了一种无甲醛环保型植物蛋白改性胶粘剂，按重量份计包括下述配方天然植物粕30-50;碱性材料5-12;氢氧化钙乳5-10;尿素6-15;烷基硫酸钠4-10; 10-20%无机酸2-5;脱离子水90-120，以天然植物大豆 粕，花生粕，菜籽粕，棉籽粕，亚麻籽粕，葵花籽粕中的高分子蛋白为原料，经化 学改性合成出新一代无甲醛环保型植物蛋白改性胶粘剂。上述改性大豆基胶粘剂的制备方法繁杂，制备的改性大豆基胶粘剂用于人造板 生产，人造板的耐水胶合强度低，使用期短。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种改性大豆基胶粘剂及其制 备方法，本专利技术制备的改性大豆基胶粘剂中不存在游离甲醛，制备的人造板的耐水 胶合强度高，满足II类胶合板要求，无甲醛释放；并且制备方法简单，使用方便， 使用期长。为实现本专利技术的目的，本专利技术一方面提供一种改性大豆基胶粘剂的制备方法， 包括依次向改性豆粉粘液中加入交联剂和引发剂，混匀即得。 其中，所述的改性豆粉粘液按照如下步骤制备而成61) 按照如下重量份配比备料水 100尿素 0-20 脱脂豆粉 15-502) 将全部的脱脂豆粉、尿素和水混合均匀，制得豆粉溶液；3) 向豆粉溶液中加入pH调节剂，使豆粉溶液的pH值为7-11，在温度《60。C下，反应0.5-3h而成。特别是，所述原料配比优选为-水 100尿素 5-15脱脂豆粉 20-35其中，步骤2)中所述的脱脂豆粉中蛋白质含量》40%;步骤3)中所述的pH 调节剂选择氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾或 硼砂。特别是，所述氢氧化钠为质量百分比浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性大豆基胶粘剂的制备方法，包括依次向改性豆粉粘液中加入交联剂和引发剂，混匀即得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张世锋，李建章，高强，桑子涛，周文瑞，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：11[]