本发明专利技术提供一种大豆蛋白胶黏剂及其制备方法，首先用尿素对大豆蛋白进行化学改性，然后将微改性后的大豆蛋白做超高压处理，之后再加入交联剂六次甲基四胺，制备无醛耐水性优良的大豆蛋白胶。实验证明，尿素能和大豆蛋白质中羧基等活性基团反应，破坏大豆蛋白分子间氢键和疏水相互作用，疏水基团暴露，从而增加交联结构，并增强力学和耐水性能。再经超高压处理后的大豆蛋白天然结构解折叠，更多疏水区域暴露于蛋白质分子的外部；进一步改善胶黏剂的耐水性。制备的胶黏剂粘度适中，能够在被黏结物表面形成良好润湿，胶黏剂固化后在黏接面能形成良好的机械铆合结构，能够提高胶黏剂干态和湿态胶合强度。
Preparation of a Bio-based Soybean Protein Adhesive Based on Ultra-high Pressure Modification
【技术实现步骤摘要】
一种基于超高压改性的生物基大豆蛋白胶黏剂的制备方法
本专利技术公开了一种基于超高压改性的具有较高湿胶合强度的大豆蛋白胶黏剂制备方法，属于高分子材料
技术介绍
大豆蛋白因其很高的营养价值和功能性质在许多蛋白质食品配方中广泛应用。在非食品领域中的应用也日益广泛，近年来由于其可持续性、可购性和易得性而被广泛用于制作胶粘剂，大豆蛋白胶粘剂可用于纤维板、刨花板、木板等的结合。大豆蛋白中的伯胺、羟基、羧基等官能团可以和木质复合材料的极性基团反应，使得其可以作为一种有竞争性的无甲醛木材粘合剂，但未改性大豆蛋白的耐水性和降解性较差，限制了其在木材胶粘剂产品中的应用。为了克服这些缺点，提高其作为胶粘剂的应用，需要对其天然蛋白结构和性质进行改性，工业和学术机构都做了许多努力，用化学试剂、树脂、酶等对大豆蛋白进行改性，以提高其耐水能力。另外通过改性，还可以破坏大豆蛋白天然致密的球状蛋白结构，产生更开放、更灵活、相互交织的多肽链，从而提高蛋白质对固体表面的附着性，并将界面产生的应力集中分布到大块固体中。(VanDerLeeden,M.C.,Rutten,A.A.C.M.,Frens,G.,2000.Howtodevelopglobularproteinsintoadhesives.J.Biotechnol.79(3),211–221.)CN200780032520.9公开了来自尿素变性大豆粉的稳定的粘合剂，本专利技术提供了一种生产更有效且制造成本较低的制备湿强度和干强度改善的稳定的尿素变性大豆粉基粘合剂的改良方法。该方法包括将大豆粉加热直至变性，然后将尿素加入该变性大豆粉中。可将大豆粉加热直至40℃-100℃保持至少15-500分钟。任选地，该方法还包括将交联剂加入所述大豆粉/尿素混合物中，和/或加入乳化或分散的聚合物。根据该专利技术制备的粘合剂稳定性和强度性质提高。但该专利技术胶黏剂制备工艺复杂，加入成分较多，且湿胶合强度很低(基本在100SPI以下)，耐水性较差。CN201510134908.6公开了一种改性大豆蛋白基胶粘剂及其制备方法，由分散介质60-70份、脱脂豆蛋白粉20-35份、尿素0.5-2份、交联增强剂2-15份、苯甲酸钠1-8份制备而成，制备步骤包括使脱脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介质中，加入交联增强剂、苯甲酸钠，搅拌均匀得到；根据该专利技术制备的粘合剂稳定性和强度性质提高。但该专利技术所制得的胶黏剂粘度较大(10000-20000mPa·s),不利于木板的润湿，且湿胶合强度结果未知。CN201810428170.8公开了一种改性大豆蛋白胶粘剂的制备方法，以尿素，三聚磷酸钠，大豆蛋白等为原料，在制备过程中加入了玄武岩纤维，并添加改性海藻酸钠，通过乳化分散、物理复配等方法制备出新型改性大豆蛋白胶粘剂。但专利技术单位面积涂胶量较大(400g/m2),不利于节约成本。CN201811033915.7公开了一种大豆蛋白胶粘剂，包括如下重量份的原料：大豆蛋白粉20-50份、水200-600份、尿素5-15份、硫酸钙5-10份、石墨烯3-5份、二氧化锰3-5份、阴离子表面活性剂5-15份；还提供了一种大豆蛋白胶粘剂的制备方法，本方法通过对大豆蛋白粉疏水改性、高温处理、超声处理等，还加入了增强剂，使所制得的大豆蛋白胶粘剂耐水性好、胶合强度高，从而保证了胶合板的质量。但该专利技术的成分较多。采用尿素和磷酸化方法对大豆分离蛋白进行改性所制得的大豆蛋白胶其胶粘强度和耐水性能有一定提高，无甲醛挥发，对环境不会造成污染，具有良好的胶粘特性。(黄卫宁.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[P].CN1793269,2006-06-28)。但该方法的胶黏剂耐水性不够理想。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统的大豆蛋白胶黏剂亲水基团较多，导致胶黏剂耐水性不高，且很多改性方法存在甲醛含量高的问题，提供了一种无醛且防水性能优良的生物基大豆蛋白胶黏剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种大豆蛋白胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份数计，取6-12份大豆蛋白粉，并加入40-80份超纯水，常温搅拌使蛋白完全溶解，再向溶液中加入4-8份尿素，搅拌均匀后，得到预处理大豆蛋白混合物；(2)将预处理的大豆蛋白混合物装入软性包装中，真空热封；(3)真空包装的混合物在超高压设备中在200MPa-600MPa压力下，以液体为介质进行超高压处理，处理时间为4-6min，处理温度为20-30℃；(4)将超高压处理后的大豆蛋白混合物从软性包装中取出，并向每种溶液中加入0.1-0.2份交联剂，30-40℃下在水浴锅中轻微搅拌5-7h，得改性大豆蛋白胶黏剂。优选地，步骤(1)所述大豆蛋白粉为市售大豆分离蛋白粉。优选地，步骤(1)所述搅拌速率为1000-1200r/min。优选地，步骤(2)软性包装为聚乙烯塑料袋。优选地，所述的真空热封，抽真空时间为50-70s，热封时间为1-3s，热封温度为40-80℃。。优选地，步骤(4)所述交联剂为不含甲醛的交联剂。优选地，步骤(4)所述交联剂为六次甲基四胺。优选地，步骤(4)所述轻微搅拌为搅拌速率500-600r/min。优选地，本专利技术使用的超高压设备以水为传压介质，压力瞬时均匀传递给样品，最高处理压力为600MPa。本专利技术采用热封机的目的：一是为了抽尽蛋白溶液中的空气，减小超高压处理过程中的误差，二是热封后便于将溶液放入高压介质中。本专利技术以市售大豆分离蛋白为主要原料，通过尿素处理提高大豆蛋白的疏水性和粘结强度，通过超高压处理显著改善大豆蛋白的耐水性，通过六次甲基四胺的交联提高大豆蛋白胶黏剂的交联强度和交联效率。最终制得一种粘度低、适用期长、耐水性好的防水级胶合板制备用大豆蛋白胶黏剂。附图说明图1为不同压力处理分别对大豆分离蛋白和大豆分离蛋白与尿素混合物的疏水性指数H0的影响；图2为不同压力下复合改性所得大豆蛋白胶黏剂的干态和湿态胶合强度。图3为不同压力下复合改性所得大豆蛋白胶黏剂的黏度和固含量。其中折线代表黏度，柱状图为固含量。具体实施方式实施例1取2g大豆分离蛋白，并加入15.4g超纯水，室温下以1000r/min搅拌速率搅拌2h使蛋白完全水合，再向溶液中加入1.3g尿素，以相同搅拌速率搅拌约1h使尿素与大豆蛋白混合均匀，得到预处理大豆蛋白混合物，将预处理的大豆蛋白混合物装在6#聚乙烯塑料袋中，样品标号为1号，将标记好的1号样品放入热封机进行真空热封，抽真空时间为60s，热封时间为2s，热封温度为60℃。热封结束后将1号样品置于常温常压环境下不做超高压处理，1h后将该样品从聚乙烯塑料袋中转移至50ml烧杯中，贴上相应标签，并向其中加入0.13g交联剂六次甲基四胺，35℃下在水浴锅中以500r/min的速率搅拌6h，得改性大豆蛋白胶黏剂。实施例2取2g大豆分离蛋白，并加入15.4g超纯水，室温下以1000r/min搅拌速率搅拌2h使蛋白完全水合，再向溶液中加入1.3g尿素，以相同搅拌速率搅拌约1h使尿素与大豆蛋白混合均匀，得到预处理大豆蛋白混合物，将预处理的大豆蛋白混合物装在6#聚乙烯塑料袋中，样品标号为2号，将标记好的2号样品放入热封机进行真空热封，抽真空时间为60s，热封本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大豆蛋白胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份数计，取6‑12份大豆蛋白粉，并加入40‑80份超纯水，常温搅拌使蛋白完全溶解，再向溶液中加入4‑8份尿素，搅拌均匀后，得到预处理大豆蛋白混合物；(2)将预处理的大豆蛋白混合物装入软性包装中，真空热封；(3)真空包装的混合物在超高压设备中，在200MPa‑600MPa压力下，以液体为介质进行超高压处理，处理时间为4‑6min，处理温度为20‑30℃；(4)将超高压处理后的大豆蛋白混合物从软性包装中取出，并向每种溶液中加入0.1‑0.2份交联剂，30‑40℃下在水浴锅中轻微搅拌5‑7h，得改性大豆蛋白胶黏剂。
【技术特征摘要】
1.一种大豆蛋白胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份数计，取6-12份大豆蛋白粉，并加入40-80份超纯水，常温搅拌使蛋白完全溶解，再向溶液中加入4-8份尿素，搅拌均匀后，得到预处理大豆蛋白混合物；(2)将预处理的大豆蛋白混合物装入软性包装中，真空热封；(3)真空包装的混合物在超高压设备中，在200MPa-600MPa压力下，以液体为介质进行超高压处理，处理时间为4-6min，处理温度为20-30℃；(4)将超高压处理后的大豆蛋白混合物从软性包装中取出，并向每种溶液中加入0.1-0.2份交联剂，30-40℃下在水浴锅中轻微搅拌5-7h，得改性大豆蛋白胶黏剂。2.根据权利要求1所述的大豆蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述大豆蛋白粉为市售大豆分离蛋白粉。3.根据权利要求1所述的大豆蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述搅拌速率为1000-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪娥，王孟珠，车黎明，何宁，王远鹏，凌雪萍，陈晓东，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。