一种生物质胶水的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物质胶水的制备方法，属于胶水制备技术领域。本发明专利技术首先以富含角质蛋白纤维的鸡毛为原料，将其和亚硫酸氢钠和盐酸混合反应，得到鸡毛预反应物，再将鸡毛预反应物和二沉池污泥滤液混合发酵，得到发酵产物备用，接着本发明专利技术将桃胶和水混合后加热，得到混合液，再依次用氧化剂和碱对混合液进行反应，得到反应产物，最后将反应产物和备用的发酵产物以及纳米碳酸钙混合复制，得到生物质胶水，本发明专利技术制得的生物质胶水涂刷性好，粘结速度快，粘结强度高，具有广阔的应用前景。

A preparation method of biomass glue

The invention relates to a preparation method of biomass glue, belonging to the technical field of glue preparation. The invention first takes chicken feather rich in keratin fibers as raw material, reacts it with sodium bisulfite and hydrochloric acid to obtain chicken feather prereactant, then ferments chicken feather prereactant and sludge filtrate of secondary sedimentation tank to obtain fermentation product reserve, and then mixes peach gum and water to heat the mixture, and then reacts the mixture with oxidant and alkali in turn. The reaction product is obtained. Finally, the reaction product, the standby fermentation product and the nanometer calcium carbonate are mixed and duplicated to obtain the biomass glue. The biomass glue prepared by the invention has good brushing performance, fast bonding speed and high bonding strength, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质胶水的制备方法
本专利技术涉及一种生物质胶水的制备方法，属于胶水制备

技术介绍
胶水是连接两种材料的中间体，多以水剂出现，属精细化工类，种类繁多，主要以粘料、物理形态、硬化方法和被粘物材质的分类方法。胶水不是独立存在的，它必须涂在二个物体之间才能发挥粘接作用。胶水中的化学成分，在水性环境里。胶水中的高分子体都是呈圆形粒子，一般粒子的半径是在0.5～5μm之间。物体的粘接，就是靠胶水中的高分子体间的拉力来实现的。在胶水中，水就是中高分子体的载体，水载着高分子体慢慢地浸入到物体的组织内。当胶水中的水分消失后，胶水中的高分子体就依靠相互间的拉力，将两个物体紧紧的结合在一起。在胶水的使用中，涂胶量过多就会使胶水中的高分子体相互拥挤在一起;高分子体间产生不了很好的拉力。高分子体相互拥挤，从而形成不了相互间最强的吸引力。同时，高分子体间的水分也不容易挥发掉。这就是为什么在粘接过程中“胶膜越厚，胶水的粘接效力就越差的原因”。涂胶量过多，胶水大起到的是“填充作用”而不是粘接作用，物体间的粘接靠的不是胶水的粘结力，而是胶水的“内聚力”。生物质胶黏剂主要有（1）淀粉类胶黏剂，淀粉类胶黏剂有淀粉、面粉、迷糊和糊精等，目前主要被应用在造纸业、纺织业，包装业等工业，需要改性后才可以应用在木材工业方面，如中国专利公布号CN102585726A公布一种通过化学交联改性制备的淀粉基生物质胶乳粘合剂，但淀粉类胶黏剂目前仍存在流动性差、耐水性差、干燥后易形成脆性胶膜等特性决定；（2）蛋白质类胶黏剂，主要以大豆蛋白为原料，例如豆粉、大豆分离蛋白。木材工业上通过向大豆蛋白中加入交联剂和助剂调剂成天然蛋白胶，如中国专利公布号CN106905919A公布了一种以大豆蛋白为原料，添加表面活性剂、碱性化合物、金属氧化物和聚酰胺环氧卤代烷树脂改性制备的无醛胶黏剂，但蛋白质类胶黏剂仍存在粘度过高、耐水性差、耐腐性差；（3）木质素类胶黏剂，由于木质素是木材中的天然胶黏剂成分，而且它的化学结构与酚醛树脂中的苯酚原料结构相似，所以木质素是木材胶黏剂行业常用原料，但由于木质素结构、分子量不均一，变异性大以及技术经济成本较高等导致木质素工业化生产还有障碍；（4）单宁类胶黏剂是以单宁作为主要原料，添加适当的固化剂制得一类胶黏剂，单宁用作木材胶黏剂的反应原理是碱性条件下单宁与甲醛反应生成体型高聚物，但甲醛具有毒性，也有研究通过某特定条件下促使单宁分子自缩聚，不再使用甲醛；（5）以及它们的改性产品，如中国专利公布号CN106753231A公布了一种木质素基无醛胶黏将木质素和或其衍生物、催化剂混合成还原体系，然后调节pH进行活化，再将活化后产物和蛋白质混合热处理制得。近年来，生物质木材胶黏剂的开发研究获得很大进步，推广应用工作也在推进，但还有很多技术瓶颈问题没有得到很好地解决，耐水性、耐环境老化等问题还有待进一步继续探索研究。日常的工作中，常常需要对一些东西进行粘合，为保证能够有效粘合，在其表面涂抹一层胶水，但现有的胶水，原材料中含有不同程度的毒性和刺激性，长期使用会对人体产生危害，胶水进行粘合之后容易出现粘合强度低、粘结速度慢、涂刷性差的问题，给工作和生活带来诸多不便。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前现有的胶水，原材料中含有不同程度的毒性和刺激性，长期使用会对人体产生危害，胶水进行粘合之后容易出现粘合强度低、粘结速度慢、涂刷性差的问题，提供了一种生物质胶水的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种生物质胶水的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：称取反应产物、发酵产物、纳米碳酸钙混合后放入胶体磨中，研磨混合1～2h后转入旋转蒸发仪中，在60～70℃下旋转浓缩20～30min，所得浓缩产物即为生物质胶水；所述反应产物的制备步骤为：（1）称取桃胶和水装入反应釜中，对反应釜加热升温至80～90℃，搅拌15～20min后得到混合液，再向反应釜中加入混合液质量3%的过氧化氢，搅拌反应30～40min；（2）待搅拌反应结束后，得到预产物，再用质量分数为15%的氢氧化钠溶液调节预产物pH至7.8～8.0，继续搅拌反应，反应结束后，得到反应产物；所述发酵产物的制备步骤为：（1）称取鸡毛放入组织粉碎机中，粉碎1～2h，得到鸡毛粉碎物，将鸡毛粉碎物和亚硫酸氢钠以及浓度为0.5mol/L的盐酸混合后装入高压反应釜；（2）密封反应釜，并升高反应釜的压力至1.2～1.4MPa，升温反应釜的温度至180～200℃，在此条件下，高温高压处理3～5h，处理结束后，得到鸡毛预反应物；（3）称取二沉池活性污泥并用5层纱布过滤收集过滤液，将过滤液和上述鸡毛预反应物混合后装入发酵罐中，密封发酵罐后在28～32℃下密封发酵7～10天，发酵结束后得到发酵产物，高温灭菌，备用。按重量份数计，反应产物为40～50份、发酵产物为15～20份、纳米碳酸钙为5～8份。所述反应产物的制备步骤（1）中桃胶和水的质量比为1:8。所述反应产物的制备步骤（2）中继续搅拌反应的时间为40～60min。所述发酵产物的制备步骤（1）中鸡毛粉碎物和亚硫酸氢钠以及浓度为0.5mol/L的盐酸的质量比为5:1:30。所述发酵产物的制备步骤（2）中高温高压处理的时间优选为4～5h。所述发酵产物的制备步骤（3）中过滤液和鸡毛预反应物的质量比为5：1。所述发酵产物的制备步骤（3）中密封发酵的温度优选为30～32℃。所述发酵产物的制备步骤（3）中密封发酵的时间优选为7～10天。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先以富含角质蛋白纤维的鸡毛为原料，将其和亚硫酸氢钠和盐酸混合反应，得到鸡毛预反应物，再将鸡毛预反应物和二沉池污泥滤液混合发酵，得到发酵产物备用，接着本专利技术将桃胶和水混合后加热，得到混合液，再依次用氧化剂和碱对混合液进行反应，得到反应产物，最后将反应产物和备用的发酵产物以及纳米碳酸钙混合复制，得到生物质胶水，本专利技术制得的生物质胶水，首先以富含角质蛋白纤维的鸡毛为原料，由于角质蛋白不易被微生物降解，因此本专利技术首先用亚硫酸氢钠和盐酸处理鸡毛粉碎物，打开鸡毛蛋白的双硫键，增强其溶解性，得到富含可溶解蛋白以及难以降解的多孔胶质蛋白纤维，接着将富含微生物的活性污泥滤液和鸡毛预处理物混合发酵，通过微生物将其中的可溶解蛋白降解并产生大量活性氨基和羧基基团，并在发酵的过程中使得这些活性基团吸附固着在难降解的胶质蛋白纤维表面的孔隙中，从而提高胶质蛋白纤维的亲水性，提高其导湿性能，最终制得富含导湿角质蛋白纤维和活性基团的发酵产物，其中导湿角质蛋白纤维的引入，一方面可以起到增稠作用，另一方面角质蛋白纤维导湿性较强，可以加快胶水中水分蒸发速度，加快胶水干燥固结，提高粘结速度，而发酵产物中的大量活性基团的引入在胶水和待胶黏基体表面接触时，就会和待胶黏基体表面的活性基团发生氢键吸附以及其他化学键合力，这些化学键合力的产生使得胶水和待胶黏基底之间的内聚力变强，从而增加了胶水的粘结强度；（2）本专利技术还以粘性极高的桃胶为原料，将其溶解在热水中，接着依次用氧化剂和碱对混合液进行反应，使得桃胶中部分单糖在过氧化氢的作用下被氧化成糖酸，再和氢氧化钠反应生成糖酸钠，生成的糖酸钠是具有双亲性的表面活性物质，它的引入可以提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质胶水的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：称取反应产物、发酵产物、纳米碳酸钙混合后放入胶体磨中，研磨混合1～2h后转入旋转蒸发仪中，在60～70℃下旋转浓缩20～30min，所得浓缩产物即为生物质胶水；所述反应产物的制备步骤为：（1）称取桃胶和水装入反应釜中，对反应釜加热升温至80～90℃，搅拌15～20min后得到混合液，再向反应釜中加入混合液质量3%的过氧化氢，搅拌反应30～40min；（2）待搅拌反应结束后，得到预产物，再用质量分数为15%的氢氧化钠溶液调节预产物pH至7.8～8.0，继续搅拌反应，反应结束后，得到反应产物；所述发酵产物的制备步骤为：（1）称取鸡毛放入组织粉碎机中，粉碎1～2h，得到鸡毛粉碎物，将鸡毛粉碎物和亚硫酸氢钠以及浓度为0.5mol/L的盐酸混合后装入高压反应釜；（2）密封反应釜，并升高反应釜的压力至1.2～1.4MPa，升温反应釜的温度至180～200℃，在此条件下，高温高压处理3～5h，处理结束后，得到鸡毛预反应物；（3）称取二沉池活性污泥并用5层纱布过滤收集过滤液，将过滤液和上述鸡毛预反应物混合后装入发酵罐中，密封发酵罐后在28～32℃下密封发酵7～10天，发酵结束后得到发酵产物，高温灭菌，备用。...

【技术特征摘要】
1.一种生物质胶水的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：称取反应产物、发酵产物、纳米碳酸钙混合后放入胶体磨中，研磨混合1～2h后转入旋转蒸发仪中，在60～70℃下旋转浓缩20～30min，所得浓缩产物即为生物质胶水；所述反应产物的制备步骤为：（1）称取桃胶和水装入反应釜中，对反应釜加热升温至80～90℃，搅拌15～20min后得到混合液，再向反应釜中加入混合液质量3%的过氧化氢，搅拌反应30～40min；（2）待搅拌反应结束后，得到预产物，再用质量分数为15%的氢氧化钠溶液调节预产物pH至7.8～8.0，继续搅拌反应，反应结束后，得到反应产物；所述发酵产物的制备步骤为：（1）称取鸡毛放入组织粉碎机中，粉碎1～2h，得到鸡毛粉碎物，将鸡毛粉碎物和亚硫酸氢钠以及浓度为0.5mol/L的盐酸混合后装入高压反应釜；（2）密封反应釜，并升高反应釜的压力至1.2～1.4MPa，升温反应釜的温度至180～200℃，在此条件下，高温高压处理3～5h，处理结束后，得到鸡毛预反应物；（3）称取二沉池活性污泥并用5层纱布过滤收集过滤液，将过滤液和上述鸡毛预反应物混合后装入发酵罐中，密封发酵罐后在28～32℃下密封发酵7～10天，发酵结束后得到发酵产物，高温灭菌，备用。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘沁，
申请(专利权)人：常州市鑫嘉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32