一种蛋白基木材胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种木材胶粘剂及其制备方法，尤其涉及一种由植物蛋白和无毒环氧树脂制成的蛋白基木材胶粘剂及其制备方法，由天然植物蛋白和无甲醛环氧树脂固化剂以及填料等配制而成，本发明专利技术的蛋白基木材胶粘剂为一种无毒环保胶粘剂，无论是在生产，运输，应用过程还是在成品使用中都没有甲醛或有毒有机物的释放；同时，该胶粘剂的胶合强度高，耐水性好，沸水煮后的强度可与酚醛胶的性能相比和完全达到二类胶的使用标准；本发明专利技术的蛋白基木材胶粘剂的制备工艺简单，热压时间远远小于三醛胶，大大节省了能源。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种木材胶粘剂及其制备方法，尤其涉及一种由植物蛋白和无毒环氧树脂制成的蛋白基木材胶粘剂及其制备方法，由天然植物蛋白和无甲醛环氧树脂固化剂以及填料等配制而成，本专利技术的蛋白基木材胶粘剂为一种无毒环保胶粘剂，无论是在生产，运输，应用过程还是在成品使用中都没有甲醛或有毒有机物的释放；同时，该胶粘剂的胶合强度高，耐水性好，沸水煮后的强度可与酚醛胶的性能相比和完全达到二类胶的使用标准；本专利技术的蛋白基木材胶粘剂的制备工艺简单，热压时间远远小于三醛胶，大大节省了能源。【专利说明】
本专利技术涉及一种木材胶粘剂及其制备方法，尤其涉及一种由植物蛋白和无毒环氧树脂制成的蛋白基木材胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
众所周知，木材行业需要使用大量的胶粘剂用于产品加工。目前工业中最常用的木材胶粘剂是苯酚-甲醛树脂(PF)、脲-甲醛树脂(UF)和三聚氰胺-甲醛胶(MF)。这三种胶统称为三醛胶，具有各自的优缺点。其中，使用最广泛的是脲醛胶(UF)，其特点是价格低廉，性能优良，但耐水性差。酚醛胶(PF)虽然耐水性好，但其深褐颜色和较高的价格决定其适用范围较为有限，一般为室外。三聚氰胺胶(MF)性能优良，耐水性好，但是价格高，因此其市场接受度较低。同时，由于三醛胶均使用了醛类化合物，因此由其制成的成品，以及这些产品在生产、运输、使用过程中都会产生挥发性有机化合物(VOC)。近年来，对于散发的V0C，特别是甲醛对人体健康的影响受到越来越多的关注，世界卫生组织(WHO)确认甲醛对人具有毒害、致癌、致畸形等危害。使用三醛胶特别是脲醛胶生产的家具和地板，可持续释放甲醛5-15年。同时，传统的三醛胶在生产过程中消耗大量的石油产品，石油的储量也必然是有限的。因此，为了从根本上解决这些问题，就必须研发出一种无毒环保胶粘剂产品，其生产过程为从原料到产品以及其使用都不涉及到任何有毒和不环保的物质和过程。目前，环保无毒胶最理想的候选者就是基于天然豆类蛋白的蛋白基胶粘剂。蛋白基胶粘剂最早出现在上世纪二十、三十年代，当时人们使用大豆蛋白和其它添加剂制成木材胶粘剂。这种胶粘剂无毒并且环保；但是限于当时的技术，这类胶粘剂的强度低，防水性能差。五六十年代，随着石油化工的发展，蛋白基胶粘剂迅速被三醛胶所替代。近些年来，随着环保意识的日趋深入，人们对环保的要求也越来越高。2007年美国California Air Resources Board (CARB)对木制产品中使用的粘合剂有了严格的环保控制标准，并且此标准于2013年在全美都开始实施。因此，蛋白基胶又重新走入了人们的视线，许多科研单位进行了相关的研发工作。其中技术上比较突出的有Dr.Li研究小组的天然豆胶产品，例如US 7，722，712 B2等；其报道的产品的胶合强度和耐水性都超过了脲醛胶，现已大规模工业生产。但是，由于该粘胶剂使用聚酰胺聚胺-环氧氯丙烷(Polyamidoamine-Epichlorohydrin, PAE)作为固化剂,大大增加了产品的成本,使得最终的木材成品在市场上的价格较高。因此寻求各种替代的固化剂成为蛋白基胶的又一研究方向。由于环氧树脂为分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，因此环氧树脂能与大豆蛋白中的很多官能团例如羟基、氨基、巯基、羧基等官能团发生反应，这些特点使得环氧树脂成为一种潜在的固化剂。但是，由于传统的环氧树脂存在价格较高，反应时间长等因素，因此很少有人将其应用在板材加工业中。1996年，Dolbey小组报道(Dolbey R.etc.Recent developments in epoxy resins.Rapra Rev.Rep.8:176pp,1996)，季铵盐、铵盐能加速环氧树脂的反应；这一报道使得环氧树脂有被应用于板材加工业的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，利用植物蛋白以及廉价季铵盐环氧树脂制备出无污染的环氧树脂蛋白基木材胶粘剂，降低了蛋白基木材胶粘剂的产品成本，另外，制备方法简单。本专利技术所采用的技术方案: 一种蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:包括植物蛋白、木质素、无甲醛固化剂、无机碱以及填料；基于所述蛋白基木材胶粘剂的总重量， 所述植物蛋白的含量为5 wt%-50 wt % ； 所述木质素的含量为O -30 wt % ； 所述无甲醛固化剂的含量为I wt%-30 wt %； 所述无机碱的含量为0.1 Wt %-15 Wt % ； 所述填料的含量为0-20 wt % ； 更优选的，基于所述蛋白基木材胶粘剂的总重量，植物蛋白的含量为25%-45% ;木质素的含量为0%-20% ;无甲醛固化剂的含量为3%-25% ;无机碱的含量为0.2%-12% ;填料的含量为 0_20 wt %。所述无甲醛固化剂包含多元环氧丙烷链型季铵盐环氧树脂，如以DMP30-环氧氯丙烷(DMP30-EpichlOTOhydrin)为代表的季铵盐环氧树脂。多元环氧丙烷链型季胺盐环氧树脂为含有2个或2个以上的环氧丙烷的芳香族或脂肪族季铵盐环氧树脂；其中，芳香族季铵盐环氧树脂为含有2-3个环氧丙烷支链取代的苯酚环，结构通式如分子式(I)所示；或含有2个或2个以上的环氧丙烷支链的芳香酯季铵盐树脂；【权利要求】1.一种蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:包括植物蛋白、木质素、无甲醛固化剂、无机碱以及填料；基于所述蛋白基木材胶粘剂的总重量， 所述植物蛋白的含量为5 wt%-50 Wt % ； 所述木质素的含量为O -30 wt % ； 所述无甲醛固化剂的含量为I wt%-30 wt % ； 所述无机碱的含量为0.1 Wt %-15 Wt % ； 所述填料的含量为0-20 wt % ； 所述无甲醛固化剂包含多元环氧丙烷链型季铵盐环氧树脂，多元环氧丙烷链型季胺盐环氧树脂为含有2个或2个以上的环氧丙烷的芳香族或脂肪族季铵盐环氧树脂；所述芳香族季铵盐环氧树脂、脂肪族季铵盐环氧树脂的结构式分别如下所示:2.根据权利要求1所述的蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:所述植物蛋白为小麦谷虫元蛋白、玉米醇溶蛋白或豆类蛋白。3.根据权利要求1所述的蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:所述木质素为BRAUNS木质素、纤维素酶木质素、二恶烷酸解木质素、磨碎木材木质素、Klason木质素、高碘酸木质素、牛皮纸木质素或木质素磺酸盐。4.根据权利要求1所述的蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:所述无甲醛固化剂还包括脂肪族多羟基化合物、多羧基化合物或多胺基化合物；其中，多胺基化合物为聚酰胺聚胺或聚酰胺聚胺-环氧氯丙烷；脂肪族多羧基化合物为羧甲基纤维素或改良后的淀粉；多羟基化合物为甘油或淀粉。5.根据权利要求1所述的蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:多元环氧丙烷链型季胺盐环氧树脂为DMP30-环氧树脂、EMTDA-环氧氯丙烷、或四甲基_1，6-己二胺-环氧氯丙烷。6.根据权利要求1所述的蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、或硼酸钠。7.根据权利要求1所述的蛋白基木材胶粘剂，其特征在于:所述填料为二氧化硅、石蜡、小麦面粉、树皮粉、或坚果壳粉。8.一种蛋白基木材胶粘剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤I)、将植物蛋白或植本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白基木材胶粘剂，其特征在于：包括植物蛋白、木质素、无甲醛固化剂、无机碱以及填料；基于所述蛋白基木材胶粘剂的总重量，????所述植物蛋白的含量为5?wt%?50?wt?%；所述木质素的含量为0??30?wt?%；所述无甲醛固化剂的含量为1?wt%?30?wt?%；所述无机碱的含量为0.1?wt?%?15?wt?%；所述填料的含量为0?20?wt?%；所述无甲醛固化剂包含多元环氧丙烷链型季铵盐环氧树脂，多元环氧丙烷链型季胺盐环氧树脂为含有2个或2个以上的环氧丙烷的芳香族或脂肪族季铵盐环氧树脂；所述芳香族季铵盐环氧树脂、脂肪族季铵盐环氧树脂的结构式分别如下所示：（I），（II），其中，m，n均为整数，且n?=?2?3，m?=?2?10。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎肖华，
申请(专利权)人：阎肖华，
类型：发明
国别省市：