一种人造板用生物质无醛胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种人造板用生物质无醛胶黏剂及其制备方法，其中，一种生物质无醛胶黏剂，包括：混合蛋白，生物质胶体，改性处理剂，交联剂，弱酸等。本发明专利技术的生物质无醛胶黏剂具有零甲醛、胶接强度高、耐水性好、防霉变效果好以及易施胶等优点。

A kind of biomass formaldehyde free adhesive for wood based panel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种人造板用生物质无醛胶黏剂及其制备方法
本专利技术属于胶黏剂领域，具体涉及一种人造板用生物质无醛胶黏剂及其制备方法。
技术介绍
目前，木材胶黏剂行业越来越倾向于利用生物质材料制备无醛、绿色环保型木材胶黏剂。目前基于生物质材料的胶黏剂主要包括单宁、木素、淀粉、蛋白质等。在胶黏剂中，以生物质粉体填料胶黏剂为研发的主流，国外目前已经大规模在人造板生产中使用。目前国内的胶黏剂虽然在甲醛释放量上远低于三醛胶，但在胶合性能方面仍存在诸多问题，比如在高温水煮情况下易开裂，在南方等一些高湿度环境下易吸潮发霉、耐水性仍偏差、初粘强度低、不易施胶问题，使其应用受到一定程度的限制。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种人造板用生物质无醛胶黏剂及其制备方法，获得零甲醛、胶接强度高、耐水性好、防霉变效果好以及易施胶的人造板用生物质无醛胶黏剂。为了实现上述目的或者其他目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术提供一种生物质无醛胶黏剂，包括：其中，所述改性处理剂由强碱与弱碱复配而成，使所述混合蛋白的蛋白分子链上的功能性基团暴露，所述交联剂与所述功能性基团反应生成立体交联网络结构。在一实施例中，所述改性处理剂的pH≤11。在一实施例中，所述弱碱为碳酸氢钠、碳酸钠、脲、氢氧化钙、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氨水、尿素、柠檬酸和亚硫酸氢钠中的任意一种或多种组合。在一实施例中，所述交联剂为丙硅树脂、聚酰胺树脂、阳离子聚丙烯酰胺树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺聚脲树脂、聚酰胺聚脲表氯醇树脂、聚乙烯亚胺树脂、壳聚糖、二醛淀粉、马来酸均聚物及三元并聚树脂、多亚乙基马来酸树脂、钛酸锆胺树脂和苯并噁嗪Pickering乳液中的任意一种或多种组合。在一实施例中，所述混合蛋白为玉米粉、小麦粉、花生粉、核桃粉、芝麻粉、黄豆粉、葵花籽粉、杏仁粉、莲子粉、黑豆粉、蛋清蛋白粉、青豆粉、松子粉、通心粉、绿豆粉、芸豆粉、木耳粉、赤豆粉、薏米粉、瓜子粉和螺旋藻粉中的任意一种或多种组合。所述混合蛋白采用生物质粉体为基础原料，且应符合蛋白含量≥8％，蛋白分子量≥6万的生物质粉体，具体的包括：玉米粉、小麦粉、花生粉、核桃粉、芝麻粉、黄豆粉、葵花籽粉、杏仁粉、莲子粉、黑豆粉、蛋清蛋白粉、青豆粉、松子粉、通心粉、绿豆粉、芸豆粉、木耳粉、赤豆粉、薏米粉、瓜子粉、螺旋藻粉等生物质粉体的一种或多种比例组合。且上述生物质粉体还应符合以下条件：(1)感官：粉状，无结块现象，无异味；无肉眼可见的外来物质；(2)细度：110～130目且过筛率>95％；(3)水分<10％，灰分<8％。在一实施例中，所述生物质无醛胶黏剂还包括3～10质量份的蛋白酶、1～20质量份的二醛类后交联剂、2～20质量份的稳定剂、5～35质量份的增粘剂和1～10质量份的防霉杀菌剂。在一实施例中，所述蛋白酶的目的在于进一步催化蛋白分子中的肽链打开，并促进多肽结构的水解，包括木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胃蛋白酶、真菌酸性蛋白酶、多肽酶和组织蛋白酶中的一种或多种组合。在一实施例中，所述生物质胶体为卡拉胶、黄原胶、琼脂、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、洛素胶、明胶、蛋清、松香胶、魔芋胶、果胶、甲壳素、海藻酸钠和环糊精中的任意一种或多种组合。在一实施例中，所述增粘剂为马来酸酐嵌段共聚物、异丁烯-马来酸酐共聚物铵盐、聚异丁烯马来酸酐改性共聚物铵盐、聚异丁烯丁二酸酐改性共聚物铵盐、异戊二烯马来酸酐共聚物铵盐、醇溶性高分子量聚氨酯乳液、亲水性松香树脂、萜烯树脂乳液、纤维素纳米晶、苯丙乳液和乙烯醋酸乙烯马来酸酐改性共聚物胺盐中的任意一种或多种组合。本专利技术为获得更高初粘性能、高胶合强度及耐水性能的生物胶黏剂，采用将上述蛋白大分子改性处理液与交联剂按不同比例混合均匀，同时在搅拌过程中添加生物质胶体及稳定剂、增粘剂进一步提升其初粘强度。如上所述，所述交联剂能与蛋白分子处理液中的功能基团进一步在30～45℃反应并形成交联网络的功能性树脂。在一实施例中，所述后交联剂为乙二醛、戊二醛和戊三醛的一种或多种组合，且该组合中戊二醛对于胶黏剂的防霉杀菌同样起有益作用。在一实施例中，所述稳定剂为海藻酸丙二醇酯、高甲氧基果胶、羟丙基纤维素、聚吡络烷酮、羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠和OP-10中的一种或多种组合。所述防霉杀菌剂为防霉杀菌剂与戊二醛溶液的复配混合杀菌剂，且复配比例为2:1～5:1。所述防霉杀菌剂种类更具体的包括罗门哈斯杀菌剂、卡松类杀菌剂、1,2苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基4-苯并异噻唑啉-3-酮、2-甲基4-苯并异噻唑啉-3-酮、N-二甲基-N’-苯基-N’硫酰胺、苯丙咪唑氨基甲酸甲酯、2,4,5,6-四氯-1,3苯二甲腈、聚六亚甲基双胍盐、卤代胺类抗菌剂、聚乙烯吡啶、芦荟、艾蒿和2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚中的一种或多种组合。本专利技术的另一目的还在于提供一种生物质无醛胶黏剂的制备方法，至少包括以下步骤：通过10～80质量份的改性处理剂对50～125质量份的混合蛋白进行预处理，使所述混合蛋白的蛋白分子链上的功能性基团暴露，获得蛋白改性液；在所述蛋白改性液中加入50～250质量份的交联剂，所述交联剂与所述功能性基团反应生成立体交联网络结构，获得混合体系；将所述混合体系、10～25质量份生物质胶体和1～15质量份弱酸混合搅拌，并进行热处理，获得所述生物质无醛胶黏剂。在一实施例中，所述热处理的步骤包括水浴处理和红外处理，在所述红外处理过程中向所述蛋白改性液中加入增粘剂。本专利技术采用红外热处理能使得制得的胶黏剂的晶型很好，涂覆在板材上时不发粘。本专利技术的另一目的还在于提供一种所述的生物质无醛胶黏剂在人造板中的应用。在本专利技术中，通过用改性处理剂对混合蛋白进行预处理，使蛋白分子链上的更多功能性基团暴露，进一步引入交联剂，与功能性基团反应，使胶体层内部形成立体交联网络，胶体层与板材层之间形成立体交联网络，为了使立体交联网络结构更稳定，引入生物质胶体、增粘剂、交联剂及稳定剂组分，并辅以二醛类作为后交联剂，实现了混合蛋白的增粘及稳定化。本专利技术通过对施以本专利技术胶黏剂的板材进行梯度热处理程序(110～250℃，1～5℃/分钟的升温速率)，实现了胶体层内部及胶接界面立体交联网络的成型，从而实现了对木工板、胶合板、及刨花板的高效粘合，且经热处理后的板材100℃水煮4～8小时不开胶，木工、板胶合板胶合强度最高可达到3.8MPa，在刨花板应用方面，其24小时的吸水膨胀率≤10％，相比于现有市售板材胶水，本专利技术具有零甲醛含量、高胶合强度、耐水性好、易施胶、不易发霉等特点，且胶接强度达到家居用板材的相关标准，可同时满足刨花板、木工板、胶合板等不同种类人造板材的胶接性能需求及家居用板材的环保要求。附图说明图1为本专利技术一实施例的方法流程示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质无醛胶黏剂，其特征在于，包括：/n

【技术特征摘要】
20190912 CN 2019108642983;20190912 CN 2019108642961.一种生物质无醛胶黏剂，其特征在于，包括：



其中，所述改性处理剂由强碱与弱碱复配而成，使所述混合蛋白的蛋白分子链上的功能性基团暴露，所述交联剂与所述功能性基团反应生成立体交联网络结构。


2.根据权利要求1所述的生物质无醛胶黏剂，其特征在于，所述弱碱为碳酸氢钠、碳酸钠、脲、氢氧化钙、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氨水、尿素、柠檬酸和亚硫酸氢钠中的任意一种或多种组合。


3.根据权利要求1所述的生物质无醛胶黏剂，其特征在于，所述交联剂为丙硅树脂、聚酰胺树脂、阳离子聚丙烯酰胺树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺聚脲树脂、聚酰胺聚脲表氯醇树脂、聚乙烯亚胺树脂、壳聚糖、二醛淀粉、马来酸均聚物及三元并聚树脂、多亚乙基马来酸树脂、钛酸锆胺树脂和苯并噁嗪Pickering乳液中的任意一种或多种组合。


4.根据权利要求1所述的生物质无醛胶黏剂，其特征在于，所述混合蛋白为玉米粉、小麦粉、花生粉、核桃粉、芝麻粉、黄豆粉、葵花籽粉、杏仁粉、莲子粉、黑豆粉、蛋清蛋白粉、青豆粉、松子粉、通心粉、绿豆粉、芸豆粉、木耳粉、赤豆粉、薏米粉、瓜子粉和螺旋藻粉中的任意一种或多种组合。


5.根据权利要求1所述的生物质无醛胶黏剂，其特征在于，还包括3～10质量份的蛋白酶、1～20质量份的二醛类后交联剂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维虎，闫成成，许金凤，赵曦，朱保凌，戴家兵，
申请(专利权)人：合肥科天水性科技有限责任公司，兰州科天水性高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34