一種豆粕基木材膠粘劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種豆粕基木材膠粘劑及其制備方法，由脫脂蛋白粉27?33份、降粘劑0.001?0.003份、乳化劑0.5?2.0份、變性劑1?2份、增強劑7?20份、分散介質65?73份制備而成，制備方法包括分散、混合、升溫和攪拌等步驟；本發明專利技術的優點在于：能夠滿足人造板用膠粘劑的耐水要求，保證了蛋白膠粘劑的實用性能；徹底解決了人造板帶來的室內空氣中的甲醛污染問題；主要原料為可再生資源，符合環境保護與可持續發展原則。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種膠粘劑及其制備方法，具體地說是一種豆粕基木材膠粘劑及其制備方法，屬于膠粘劑及其制備領域。
技術介紹
隨著人民生活水平的提高和建筑、裝飾裝修、包裝等行業的持續穩定發展，我國人造板產量迅速增長。2014年，我國人造板總產量3.02億m3，約占世界總產量的50%以上。其中刨花板0.17億m3，同比增長13%；纖維板0.69億m3，同比增長16%；膠合板1.74億m3，同比增長7%。人造板總產量、膠合板產量、家具產量、木質地板產量連續多年位居世界首位。人造板生產中普遍使用的膠粘劑是甲醛系合成樹脂，以脲醛樹脂及其改性產品為主。經過多年的努力，我國人造板膠粘劑生產水平有了很大提高，人造板及其制品環保特性有了很大改善，但是不能完全消除其制品甲醛釋放，并且不少企業生產的人造板及其制品（家具、木地板、室內木質裝飾材料等）仍然存在著較為嚴重的甲醛釋放問題，是室內空氣污染中甲醛污染的主要來源。目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有如下4種：1）采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑；2）在改性脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑；3）對人造板進行后處理；4）采用其他環保型膠粘劑。但是，這些技術方法都存在著諸多缺陷。例如：1）采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑雖然能夠有效降低人造板產品甲醛釋放量，但是產品膠合強度也往往降低，不能滿足使用要求；并且可導致固化時間延長，生產效率降低；2）在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑，雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但是往往同時降低人造板膠合強度；同時，一般甲醛捕捉劑價格往往遠遠高于脲醛樹脂膠粘劑，其加入提高了產品成本，降低了產品競爭力；3）對人造板進行后處理，如公開號為CN1526528的專利技術專利申請中公開了一種采用氨氣真空法制備E1/EO級環保型人造板的制造工藝；公開號為CN2394770的技術專利中公開了一種降低人造板甲醛釋放量的處理裝置，這些后處理方法，不僅使得人造板制造工藝復雜，而且后處理設備投資巨大，生產成本明顯提高；4）采用其他環保型膠粘劑，如異氰酸酯類膠粘劑，導致人造板生產成本大幅度增加、生產工藝難度加大，企業和用戶都難以接受；采用普通蛋白膠粘劑制備人造板膠合強度低，人造板易開膠。綜上所述，上述措施雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但不能徹底解決甲醛釋放問題，或由于生產成本過高等原因而無法推廣。另外，目前普遍采用的人造板膠粘劑也都存在著原料的化石資源依賴問題，不符合可持續發展的要求。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術設計了一種豆粕基木材膠粘劑及其制備方法，能夠滿足人造板用膠粘劑的耐水要求，保證了蛋白膠粘劑的實用性能；徹底解決了人造板帶來的室內空氣中的甲醛污染問題；主要原料為可再生資源，符合環境保護與可持續發展原則。本專利技術的技術方案為：一種豆粕基木材膠粘劑，包括以下重量份的組分：脫脂蛋白粉20-40份、降粘劑0.0005-0.005份、乳化劑0.1-5.0份、變性劑1-5份、增強劑1-30份、分散介質60-80份。優選地，所述豆粕基人造板膠粘劑，按重量份計，包括如下組分：脫脂蛋白粉27-33份、降粘劑0.001-0.003份、乳化劑0.5-2.0份、變性劑1-2份、增強劑7-20份、分散介質65-73份。其中，所述脫脂蛋白粉中的蛋白含量在40%以上，優選43～50%，以確保更理想的應用效果和控制成本。所述脫脂蛋白粉可選自脫脂豆蛋白粉、脫脂花生蛋白粉、脫脂棉粕粉、脫脂血蛋白粉、脫脂羽毛蛋白粉、脫脂骨蛋白粉中的一種或幾種，其中優選為脫脂豆蛋白粉或脫脂花生蛋白粉。進一步地，所述脫脂蛋白粉的粒徑均大于150目，優選200～250目。本專利技術所述脫脂豆蛋白粉、脫脂花生蛋白粉、脫脂棉粕粉、脫脂血蛋白粉、脫脂羽毛蛋白粉和脫脂骨蛋白粉均可市售購得，如可購自匯福糧油有限公司、周口益海糧油有限公司、中國糧油股份有限公司等，或采用常規脫脂方法制備得到，具體方法本專利技術對此不作特別限定。所述的降粘劑為木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、中性蛋白酶中的一種。所述的乳化劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚醚酰亞胺中的一種。所述變性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、尿素、鹽酸胍、碳酸鈉的一種或幾種。上述變性劑均為市售產品，可購自天津化工有限公司等。采用上述變性劑可將蛋白分子解聚暴露分子內部的活性基團，有利于與加入的增強劑反應形成更加密實的交聯網絡，為增強膠粘劑奠定基礎；采用降粘劑可使蛋白質分子降解，產生大量小分子蛋白，一方面分子鏈降解形成大量小分子蛋白質有利于蛋白內功能官能團的暴露，另一方面大分子蛋白質降解小分子蛋白質使膠粘劑粘度大幅度降低，生成的小分子蛋白質有利于滲入木材中形成更多膠釘，增加膠粘劑干濕狀膠合強度；采用乳化劑可以使膠粘劑各個組分混合更加均勻，促進各組分的有效接觸，并且加入的乳化劑也可參與反應，與膠粘劑體系形成交聯網絡結構。所述增強劑變性劑選自尿素、鹽酸胍、碳酸鈉（10%溶液）中的一種。所述增強劑為一定條件下制備的單寧-間苯二酚-戊二醛預聚物。其中，所述單寧為縮合單寧，制備過程為在三口瓶中加入60g縮合單寧與45g水，后加入20g甲醇和31g戊二醛（40%濃度），攪拌均勻后加入12g氫氧化鈉溶液（40%濃度），在常溫下攪拌均勻后加熱至75℃反應65分鐘，后降溫至40℃，調節pH=9.0-10.0，制備單寧-間苯二酚-戊二醛預聚物。增強劑基于高反應活性多官能團結構，可與蛋白上氨基和羧酸基發生交聯反應形成交聯網絡結構，增強膠粘劑耐水膠接性能；另一方面制備預聚體可自身反應形成網狀結構，與交聯蛋白質形成互穿網絡結構進一步提高膠粘劑耐水膠接性能。所述分散介質選擇普通自來水或軟化水。本專利技術同時還提供了一種人造板用膠粘劑的制備方法，包括如下步驟：1）按照重量配比稱量蛋白粉、乳化劑、變性劑并且使其均勻分散于分散介質中，水浴升溫至30℃攪拌20分鐘；2）水浴升溫至50℃，加入降粘劑攪拌10分鐘，繼續升溫至90℃攪拌20分鐘對蛋白酶進行滅活處理。3）降溫至20℃，加入增強劑，攪拌均勻。本專利技術的優點在于：1）本專利技術采用變性劑、乳化劑、降粘劑共同作用，使大豆蛋白分子從卷曲的大分子舒展后切斷為短分子鏈蛋白，并且在乳化劑作用下均勻的分散，為后續增強劑的加入提供了合適的分子量和大量的反應活性官能團，并且降低了粘度。2）本專利技術采用變性劑變性后用氧化單寧增強膠粘劑，使增強劑與大豆蛋白分子相互作用形成交聯互穿網絡結構，解決了普通蛋白膠粘劑耐水性差、耐水煮性能差的問題，能夠滿足人造板用膠粘劑的耐水要求，保證了蛋白膠粘劑的實用性能，并且由本專利技術的膠粘劑制備的膠合板達到國標中II類膠合板要求；3）本專利技術對蛋白粉和氧化單寧為原料改性處理后作為人造板用膠粘劑，不含有游離甲醛，膠接的人造板不存在甲醛釋放問題，徹底解決了人造板帶來的室內空氣中的甲醛污染問題；4）蛋白粉和單寧為可再生的資源，作為膠粘劑的主要原料，有助于解決常規人造板膠粘劑中使用合成化石原料的枯竭問題，符合環境保護與可持續發展原則；5）有效利用了農副產品加工剩余物和造紙工業廢棄物，綜合利用資源，節約生產成本，提高了產品的附加值。下面結合具體實施例對本專利技術作進一步說明。具體實施方式以下實施例用于說明本專利技術，但不用來限制本專利技術的范圍。在不背離本專利技術精神和實質的情況下，對本專利技術方法、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種豆粕基木材膠粘劑，其特征在于：包括以下重量份的組分：脫脂蛋白粉27?33份、變性劑1?2份、增強劑7?20份、分散介質65?73份。

【技術特征摘要】
1.一種豆粕基木材膠粘劑，其特征在于：包括以下重量份的組分：脫脂蛋白粉27-33份、變性劑1-2份、增強劑7-20份、分散介質65-73份。2.根據權利要求1所述的一種豆粕基木材膠粘劑，其特征在于：所述脫脂蛋白粉選自脫脂豆蛋白粉、脫脂花生蛋白粉、脫脂棉粕粉、脫脂血蛋白粉、脫脂羽毛蛋白粉、脫脂骨蛋白粉中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的一種豆粕基木材膠粘劑，其特征在于：所述脫脂蛋白粉的粒徑均大于150目。4.根據權利要求1所述的一種豆粕基木材膠粘劑，其特征在于：所述變性劑選自尿素、鹽酸胍、碳酸鈉中的一種。5.根據權利要求1所述的一種大豆無醛膠粘劑，其特征在于：所述降粘劑選自木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、中性蛋白酶中的一種。6.根據權利要求1所述的一種大豆無醛膠粘劑，其特征在于：所述乳化劑選自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚醚酰亞胺中的一種。7.根據權利要求1所述的一種豆粕基木材膠粘劑，其特征在于：所述增強劑為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高強，羅晶，李建章，陳惠，張偉，
申請(專利權)人：北京林業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11