一种改性油茶饼粕基胶黏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改性油茶饼粕基胶黏剂及其制备方法和应用，所述改性油茶饼粕基胶黏剂的制备原料包括：硼砂、邻苯三酚、聚乙烯醇、油茶饼粕蛋白和三缩水甘油胺。本发明专利技术提出一种改性油茶饼粕基胶黏剂，能够实现板材的阻燃性能和力学性能的增强。能和力学性能的增强。

【技术实现步骤摘要】
一种改性油茶饼粕基胶黏剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于油茶饼粕蛋白基胶黏剂，具体涉及一种改性油茶饼粕基胶黏剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着木材资源的溃乏，人们越来越多的用人造板家具代替实木家具，从而使得胶粘剂的用量也日趋增多。胶黏剂的研究与应用则是一门日久弥新的科学，目前，人造板用胶粘剂以“三醛胶”为主，但“三醛胶”主要以甲醛、尿素、三聚氰胺、苯酚等为原料，在生产、运输和使用过程中会释放甲醛和酚等有毒有害物质。随着人们环保意识的逐渐增强，寻找新型天然环保胶粘剂代替“三酸胶”成为必然趋势。生物质胶黏剂主要有蛋白质胶黏剂、淀粉胶黏剂、木质素胶黏剂、热解生物油胶黏剂以及它们的改性产品。油茶饼粕作为油茶加工行业的副产物，主要含蛋白质、多糖类、茶皂素、纤维素、单宁等物质。传统工艺中，通常将油茶饼粕用于提取茶皂素及多糖类，但其生产工艺复杂，成本较高，因此，目前暂无大规模工业化应用。油茶饼粕也可用作有机肥料，但由于其含有茶皂素，茶皂素是一种溶血性毒素，能使水生动物的红细胞溶化，对鱼类、泥鳅、螺蛳、河蚌等产生严重的毒性，因而，若要将其作为有机肥使用，则需对其进行脱毒处理。利用油茶饼粕制备木材胶粘剂，不仅可有效提高油茶饼粕的利用率，也有利于提高整个油茶加工产业链的附加值。油茶饼粕胶粘剂作为一种绿色环保型胶粘剂，其生产及制品应用阶段均无甲醛释放的问题。同时，油茶饼粕作为一种可再生的资源，其规模化应用对降低石化资源依赖度有重大的促进作用，对木材工业的发展有重要的现实意义。现有技术公开了一种无醛油茶饼粕蛋白基木材胶黏剂及其制备和使用方法。无醛蛋白基木材胶黏剂，包括水、油茶饼粕蛋白、改性剂、交联剂、固化剂、填料、添加剂；各组分按以下质量份制成：水100份、油茶饼粕蛋白20
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40份、改性剂0.1
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5份、交联剂20
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40份、固化剂2
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20份、填料1
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5份及添加剂0
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3份。通过油茶饼粕蛋白溶解，交联反应、固化反应形成成品。该胶黏剂耐水性差，胶合强度低，同时油茶饼粕蛋白中有大量杂质，需要进一步分离才能得到蛋白，此外该胶黏剂需要额外加入阻燃剂才能实现阻燃效果，制备方法复杂。
[0003]综上，开发一种改性油茶饼粕基胶黏剂制备方法和应用，能够有效提高速材料的物理力学性能、阻燃性能的问题是当务之急。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种改性油茶饼粕基胶黏剂，所述改性油茶饼粕基胶黏剂无需甲醛添加且具有良好的力学性能和阻燃性能。
[0005]根据本专利技术的第一方面实施例的一种改性油茶饼粕基胶黏剂，所述改性油茶饼粕基胶黏剂的制备原料包括：硼砂、邻苯三酚、聚乙烯醇、油茶饼粕蛋白和三缩水甘油胺。
[0006]本专利技术的反应原理为：
[0007]通过利用聚乙烯醇、硼砂和邻苯三酚进行反应，获得具有硼酸酯键、氢键和π
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π键堆叠进行链接的预聚体，预聚体是以聚乙烯醇为主体的软段交联网络；油茶饼粕蛋白上的活性基团(氨基、羧基、羟基、巯基等)与三缩水甘油胺反应，形成交联网络的硬段部分。
[0008]本文的改性油茶饼粕基胶黏剂固化反应主要有以下几个过程：
[0009](1)在固化反应过程中，预聚体之间可以进行固化反应，形成以硼酸酯键为主体的软链段三维网络结构；
[0010](2)三缩水甘油胺之间通过环氧基开环进行聚合，并通过油茶饼粕蛋白大分子上的活性基团进行聚合反应，形成以油茶饼粕蛋白大分子为主体的硬链段三维网络结构；
[0011](3)双交联网络结构形成过程：油茶饼粕蛋白中的羟基，还可以替代部分聚乙烯醇与硼砂形成硼酸酯键、氢键和π
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π键堆叠进行链接，以此形成的交联网络软链段和硬链段相结合，具有稳固的双交联网络结构，增强了胶粘剂的胶合性能，同时使固化后的胶黏剂具有一定的自修复性能和阻燃性能。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，按重量份计，所述改性油茶饼粕基胶黏剂的制备原料包括：所述硼砂为5～8份、所述邻苯三酚为10～13份、所述聚乙烯醇为6～18份、所述油茶饼粕蛋白为12～15份和所述三缩水甘油胺为0.5～10份。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述聚乙烯醇和所述三缩水甘油胺的重量比为3:2。
[0014]本专利技术中，聚乙烯醇加入量和三缩水甘油胺的加入量为影响整体胶黏剂性能的差异关键因素。两个组份加入量过高或过低，对整体性能均有不利影响。聚乙烯醇添加量过高，会因为空间位阻，影响硼酸、邻苯三酚与其的充分反应，过低则会使硼酸、邻苯三酚比例过高，残留未反应物质过高，影响后续反应顺利进行。三缩水甘油胺含量过高会使得硬链段反应过程主要是三缩水甘油胺的聚合反应和三缩水甘油胺与蛋白质之间的反应，使蛋白质大分子链上的反应基团消耗过度，影响油茶饼粕蛋白分子与改性剂软链段的聚合反应，三缩水甘油胺过低，则无法有效的形成硬链段。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述改性油茶饼粕基胶黏剂的制备原料还包括：溶剂。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述溶剂包括二甲基亚砜和N,N
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二甲基甲酰胺中的至少一种。
[0017]根据本专利技术的第二方面的实施例提出了一种改性油茶饼粕基胶黏剂的制备方法，包括：
[0018]S1：将所述板硼砂、所述邻苯三酚和所述聚乙烯醇混合得到混合物A；
[0019]S2：将所述油茶饼粕蛋白和所述三缩水甘油胺混合得到的混合物B后再和混合物A混合。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中，所述反应的温度为90～100℃。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中，所述反应的时间为1～2h。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，步骤S2中，所述反应的温度为90～100℃。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，步骤S2中，所述反应的时间为1～2h。
[0024]根据本专利技术的第三方面的实施例提出了一种人造板，所述人造板的制备原料包括改性油茶饼粕基胶黏剂。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述人造板包括多层板和刨花板。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述多层板的制备方法包括将所述胶粘剂施胶于多层
板后热压。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述多层板的制备方法中，所述热压的温度为110～120℃。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述多层板的制备方法中，所述热压的压力为1～2MPa。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述多层板的制备方法中，所述热压的时间为5～10min。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，所述多层板的制备方法中，所述施胶量为180～230g/m2。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，所述刨花板的制备方法包括将所述胶粘剂施胶于多层板后热压。
[0032]根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性油茶饼粕基胶黏剂，其特征在于，所述改性油茶饼粕基胶黏剂的制备原料包括：硼砂、邻苯三酚、聚乙烯醇、油茶饼粕蛋白和三缩水甘油胺。2.根据权利要求1所述的改性油茶饼粕基胶黏剂，其特征在于，按重量份计，所述改性油茶饼粕基胶黏剂的制备原料包括：所述硼砂为5～8份、所述邻苯三酚为10～13份、所述聚乙烯醇为6～18份、所述油茶饼粕蛋白为12～15份和所述三缩水甘油胺为0.5～10份。3.根据权利要求1所述的改性油茶饼粕基胶黏剂，其特征在于，所述聚乙烯醇和所述三缩水甘油胺的重量比为3:2。4.根据权利要求1所述的改性油茶饼粕基胶黏剂，其特征在于，所述改性油茶饼粕基胶黏剂的制备原料还包括：溶剂；优选地，所述溶剂包括二甲基亚砜和N,N
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二甲基甲酰胺中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴红，肖志红，李力，王勇，李昌珠，李培旺，张爱华，刘旭东，彭邵锋，吉悦娜，
申请(专利权)人：湖南省林业科学院，
类型：发明
国别省市：