一种改性植物蛋白胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性植物蛋白胶粘剂及其制备方法。包括如下原料：水、生物酶、植物蛋白粕、乳化剂、交联剂和固化剂。本发明专利技术制备的植物蛋白胶粘剂固化温度低，固化速度快，固含量高，粘度小，流动性好，易于均匀涂胶且涂胶量小，胶合强度和耐水强度高，满足人造板工业应用的要求，方便其在人造板工业中的广泛使用。本发明专利技术原料来源广泛、成本低廉、可生物降解。本发明专利技术制备方法简单，工艺条件相对较为温和，操作简便，成品质量容易控制，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种植物蛋白胶粘剂，特别是涉及。
技术介绍
改革开放以来，我国人造板产业迅猛发展，年产量从1980年的99. 6万立方米猛增长到2010年的I. 536亿立方米，其中胶合板产量超过7100万立方米。木材加工业的持续快速发展，三醛类胶粘剂(脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂)用量逐渐增加，占木材胶粘剂用量的95%以上，面临的资源和环境问题也越来越严重。随着人们健康意识、室内环境意识、生活质量意识的日益提高，人造板甲醛释放造成的污染空气、损害健康问题越来越受到人们的重视。近年来，我国人造板生产技术水平有了长足进步，可以通过采用低摩尔比改性脲醛胶粘剂，在人造板用脲醛胶粘剂中加入甲醛捕捉剂或者对人造板进行后处理等措施从一定程度上降低了人造板的甲醛释放量，但是上述方法或措施不能从根本上解决甲醛释放问题。利用植物蛋白等大宗农产品等可再生资源生产环保型的绿色化工产品引起了世界各国工业界的重视，具有原料来源广，可再生性强，价格低廉和反应活性高等特点，用其制造人造板时，在生产和使用过程中均无甲醛释放，从源头上解决了甲醛污染问题，制造的人造板不仅能用在建筑装修和家具上，还可用于食品包装，具有很大的优势。但是生物质胶粘剂普遍存在固化温度高、固化速度慢、耐水强度低、固含量低、粘度大和施工不便等问题， 阻碍其广泛应用。通常情况下，生物质胶粘剂的耐水强度随着热压温度(一般要大于150°C )升高而逐渐增加，是由于在人造板热压过程中，板坯被压缩，同时热量从板坯表面向中心传递，板坯中心达到一定温度后，其胶粘剂开始固化。随着板坯中心温度的升高，胶的固化速度加快。板坯在温度和压力作用下，经过一定时间使木材间紧密结合，形成具有一定厚度和强度的人造板材。但是热压温度高，易出现如下问题①压缩率高，出材率低；成本增加。②卸压前板材内蒸汽不能充分逸出，从而导致鼓泡缺陷，废品率上升，成本增加，而且固含量低时， 鼓泡现象尤为严重；③能耗增加；④易导致木材降解和变色，产品品质降低；⑤需要改造现有设备，投资大。固含量低导致胶粘剂固化速度慢，在胶粘剂的水分挥发后，板坯中心温度上升，胶粘剂才能固化，导致能耗增加；另外要获得较好的耐水强度，所需固化时间(热压时间)比普通脲醛树脂长达一倍以上，使得生产效率降低，单位时间产量降低，成本增加，竞争力下降。 生物质胶粘剂另一个主要缺点是粘度大，特别是固含量高于30%时，不具有流动性或者流动性太差，施胶困难。这些问题使得生物质胶粘剂不能满足人造板工业使用的要求，阻碍其在人造板制造中的推广使用。目前于植物蛋白改性用来提高木材胶粘剂的性能方面的研究和报道国内外都很少，而且大多数都是关于大豆蛋白的。常用的植物蛋白改性的方法主要有热改性、酸碱改性、有机溶剂改性、净化剂改性、酶法改性以及脲改性法等。专利CN 101857792，专利技术名称复合改性大豆蛋白胶粘剂及其生产方法和应用， 公开了由表面活性剂的碱性溶液，大豆蛋白制品，改性剂，交联剂和填料，通过降解-交联的复合改性方法对大豆蛋白分子进行改性制备而成的大豆蛋白胶粘剂，其胶接强度和耐水强度有所提高。专利CN 101511925A，专利技术名称来自尿素变性大豆粉的稳定的粘合剂，公开了将大豆粉加热至变性，加入尿素、乳化或分散的聚合物、交联剂，制备而成稳定的大豆粉基粘合剂，其稳定性、湿强度、干强度有所提高。专利CN 102304334A，专利技术名称一种改性麻疯树胶粘剂及其制备方法。公开了水、生物酶、麻疯树柏、引发剂、接枝单体、交联剂、催化剂制备的胶粘剂。现有技术存在生产过程相对较为复杂，不易控制，制备的产品适用期较短，流动性能有待进一步不改善。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种改性植物蛋白胶粘剂。本专利技术另一目的是提供上述改性植物蛋白胶粘剂的制备方法，包括向植物蛋白柏粘液中加入蛋白酶降解，然后加入乳化剂，使用前再加入交联剂和固化剂，得到改性植物蛋白基木材股粘剂。本专利技术的改性植物蛋白胶粘剂，包括如下原料水、生物酶、植物蛋白柏、乳化剂、 交联剂和固化剂。所述改性植物蛋白胶粘剂包括如下重量份原料水100生物酶0.1-2 尿素0-20 植物蛋白粕50-90 乳化剂0.2-5 交联剂5-20 固化剂5-15。优选地,包括如下重量份原料水100生物酶0.5-2植物蛋白粕50-80乳化剂0.5-2交联剂5-15 固化剂5-10。其中，所述生物酶为中性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶中的一种或多种。所述植物蛋白选自脱脂豆柏粉、脱脂葵花籽柏粉、脱脂麻枫树柏粉、脱脂花生柏粉、脱脂油茶子柏、脱脂蓖麻柏、脱脂棉籽柏粉、脱脂菜子柏、脱脂玉米胚芽柏、玉米酒精糟 (DDGS)中的一种或多种；优选地，所述植物蛋白柏的粒度为100目以上。所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、单脂肪酸甘油酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、环氧乙烷环氧丙烷共聚醚(ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0)中的一种或多种。所述交联剂选自水性环氧树脂。所述固化剂为环氧树脂固化剂，优选碱性类固化剂，包括脂肪族二胺、脂肪族多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺，所述固化剂活泼氢环氧基团比为1:1所述改性植物蛋白胶粘剂的制备方法，包括以下步骤I)将水、生物酶、植物蛋白柏混匀，调pH值，反应10_180min后，生物酶失活处理；2)加入乳化剂，搅拌均匀；3)使用前加入交联剂和固化剂混匀即可。其中，步骤I)中反应温度50-55 0C，pH值5. 5-8. 5。优选地，在步骤I)中加入尿素。所述改性植物蛋白胶粘剂可用作木材胶粘剂。本专利技术原理本专利技术植物蛋白柏经过生物酶降解处理和高效乳化改性后，粘度降低，流动性增加，反应活性提高，使用前加入水性环氧树脂交联剂和固化剂，提高胶粘剂固化速度和耐水强度，降低固化温度，解决了普通植物蛋白基胶粘剂固化温度高、固体含量低、耐水性差、粘度大等问题，并提高了植物蛋白基胶粘剂的耐水胶合强度。本专利技术的有益效果( I)本专利技术制备的植物蛋白胶粘剂固化温度低(120°C )，固化速度快，固含量高，粘度小，流动性好(固含量为40%以上时，仍具有较好的流动性)，易于均匀涂胶且涂胶量小，满足人造板工业应用的要求，方便其在人造板工业中的广泛使用。(2)本专利技术制备的植物蛋白胶粘剂，不但制造的人造板不存在游离甲醛和甲醛释放问题(木材自身的甲醛除外)、解决人造板的甲醛污染问题；其胶合强度和耐水强度高，能够满足II类胶合板的要求，而且经100°c水煮处理12小时以上不开胶。(3)本专利技术主要原料植物蛋白柏是一种可再生的资源，具有来源广泛、成本低廉、 可生物降解等特点，作为胶粘剂的主要原料，可以同时解决原料依赖于化石资源、不可再生和成本较高的问题，用于制造木材胶粘剂具有重大经济前景和社会意义。(4)本专利技术方法的胶粘剂的制备方法简单，工艺条件相对较为温和，操作简便，成品质量容易控制，生产成本低。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。若为特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。 实施例II、按照以下重量配比备料(Kg)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性植物蛋白胶粘剂，包括如下重量份的原料：FDA00002450615300011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种改性植物蛋白胶粘剂，包括如下重量份的原料Z100生物酶0.1-2尿素0-20植物蛋白粕50-90乳化剂0.2-5交联剂5-20固化剂5-15。2.根据权利要求I所述的改性植物蛋白胶粘剂，其特征在于，所述原料的重量份如下水100生物酶0.5-2 尿素0-10 植物蛋白粕50-80乳化剂0.5-2交联剂5-15固化剂5-10。3.根据权利要求I所述的改性植物蛋白胶粘剂，其特征在于，所述生物酶为中性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶中的一种或多种； 所述植物蛋白柏为脱脂豆柏粉、脱脂葵花籽柏粉、脱脂麻枫树柏粉、脱脂花生柏粉、脱脂油茶子柏、脱脂蓖麻柏、脱脂棉籽柏粉、脱脂菜子柏、脱脂玉米胚芽柏、玉米酒精糟中的一种或多种。4.根据权利要求I所述的改性植物蛋白胶粘剂，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、单脂肪酸甘油酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世锋，李建章，李红艳，周文瑞，高强，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：