CN101186048A - 一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，包括以下步骤：1)调胶：将10份的大豆分离蛋白逐渐添加到87.7份改性试剂溶液中，搅拌2～3h；然后再加入1份亚硫酸钠和1.3份的石蜡乳液，搅拌均匀；2)制取木刨花：自然风干的林业加工废弃物经锤片式粉碎机粉碎，分选、去除杂质和粉尘后获得木刨花；3)施胶：将木刨花与改性大豆蛋白胶粘剂均匀混合；4)热压：先通风干燥，调节步骤3)所得物的含水率为17％～22％，得板坯；然后将板坯热压成型，得刨花板。采用本发明方法生产的刨花板无毒无臭、无甲醛释放。

Description

一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，属于人造板制造领域。

背景技术

近几年来，刨花板因其具有生产耗能低、尺寸稳定性好和较容易钉钉等特点而发展迅速，广泛应用于家具、装修、建材及厨房等行业。然而，目前刨花板生产存在着一个突出的问题：甲醛释放量超标，限制了国内刨花板质量的提升。这主要是由于目前刨花板生产的辅料大都采用三醛胶，所制产品在使用过程中不断释放甲醛，不但污染环境，且危害人们身体健康，是公认的居室环境“健康杀手”。

随着人们对安全意识和环保意识的增强，甲醛的释放越来越受到关注，2001年，国家标准化管理委员会发布了《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》的强制性国家标准。目前，国内已经基本实现人造板产品的E2级标准，力争所有人造板达到E1级标准(人造板甲醛释放量≤9mg/100g)，同时全面启动人造板无醛化的目标。为参与国内外市场的竞争，部分企业采用低毒改性脲醛树脂，但由于生产成本过高，影响企业的生产效率和产品性能，难以大规模生产。极少数企业采用无甲醛释放的异氰酸酯胶，但存在着价格昂贵、施工过程毒性大、脱模困难等缺陷。

早在20世纪30年代，美国就采用大豆粉胶粘剂生产室内胶合板，到50年代，大豆粉胶粘剂占领了美国胶合板市场的85％，但由于其粘接强度较低、耐水性差，应用仅局限于耐水性要求不高的室内胶合板的生产。20世纪50～60年代随着石油工业的迅速发展，以石油衍生物为基料的合成胶粘剂因其更为良好的粘接强度和耐水性能以及低廉的价格，逐步取代了大豆粉胶粘剂。然而由于石油资源的不可再生和储藏量的有限性，并且石油基胶粘剂具有环境污染和非生物可降解的巨大副作用，自上世纪90年代，国外对大豆蛋白胶粘剂的研发再度升温。目前，国内有少数科研单位开展大豆蛋白胶粘剂的研究，主要研究改性大豆蛋白胶粘剂用于木片胶合，但有针对性地对利用改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板生产工艺的研究几乎空白。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉的环保型的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，采用此方法生产的刨花板无毒无臭、无甲醛释放。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，包括以下步骤：

1)、调胶：

将10份的大豆分离蛋白逐渐添加到87.7份改性试剂溶液中，搅拌2～3h；然后再加入1份亚硫酸钠作为防腐剂和1.3份的石蜡乳液作为防水剂，搅拌均匀后即得改性大豆蛋白胶粘剂；以上份数均为重量份；

2)、制取木刨花：

自然风干的林业加工废弃物经锤片式粉碎机粉碎，分选、去除杂质和粉尘后获得木刨花；

3)、施胶：

将木刨花与改性大豆蛋白胶粘剂均匀混合；改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/木刨花的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝11～14∶100；

4)、热压：

先通风干燥，调节步骤3)所得物的含水率为17％～22％，得板坯；然后将板坯热压成型，得刨花板。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法的改进：步骤1)中改性试剂溶液为重量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液或者为重量浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法的进一步改进：步骤4)中热压工艺参数为：温度160～180℃、压力5～9MPa、时间45～75s/mm；

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法的进一步改进：步骤2)中控制木刨花的粒度为2～5mm。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制各方法的进一步改进：步骤3)为：将计量后的木刨花倒入拌胶滚筒，逐步喷入改性大豆蛋白胶粘剂后搅拌15～20min，使其均匀混合。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法的进一步改进：步骤3)中，改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/木刨花的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝13∶100。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法的进一步改进：步骤4)中调节含水率为19％。

在本发明中，重量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液是由0.2重量份氢氧化钠加99.8重量份水混合后而成；同理，重量浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液是由1重量份十二烷基硫酸钠加99重量份水混合后而成。改性大豆蛋白胶粘剂的固含量代表的是：改性大豆蛋白胶粘剂中大豆分离蛋白的含量。步骤4)中时间45～75s/mm代表的是：压制每mm厚度的刨花板需要45～75s的时间。

在本发明中，将大豆分离蛋白放入改性试剂溶液中搅拌的目的是：使所有大豆分离蛋白均匀分散于改性试剂溶液中。

本发明的刨花板制备方法，相对于现有技术，具有如下优点：

1、本发明所采用的大豆分离蛋白来源于大豆经油脂加工后的残余物，来源广、可再生；大豆蛋白胶粘剂易加工处理，且成本低廉。

2、制备工艺简单，物理力学性能与三醛胶粘剂刨花板相当。

3、所制备的刨花板无甲醛释放，无毒无害，符合环保要求，属于环保型的绿色刨花板；因此本发明的方法能实现刨花板无醛化生产，从而提升刨花板产品的质量档次。

4、相对于大豆粉胶粘剂，本发明的优点在于粘接强度和耐水性显著提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1、一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，依次进行以下步骤：

1)、调胶：

首先按照每99.8g水中加入0.2g氢氧化钠的比例配制成浓度为0.2％的氢氧化钠溶液。然后将10kg的大豆分离蛋白以15～20kg/h的添加速度边搅拌边添加到87.7kg的上述氢氧化钠溶液中，再在室温下用电动搅拌机搅拌2h，使所有大豆分离蛋白均匀分散于氢氧化钠溶液中；接着加入1kg的亚硫酸钠作为防腐剂和1.3kg的石蜡乳液作为防水剂，搅拌均匀后即得100kg改性大豆蛋白胶粘剂。

2)、制取木刨花：

选用自然风干的林业加工废弃物(含水率为10.5％)，经锤片式粉碎机粉碎后分选，去除杂质和粉尘，控制所得的木刨花的粒度为2～5mm。

3)、施胶：

称取木刨花75kg(干物质67.125kg)，将计量后的木刨花倒入拌胶滚筒，以50kg/min的喷入速度边搅拌边喷入改性大豆蛋白胶粘剂100kg，然后搅拌15min，使其均匀混合；即改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/木刨花的干物质+改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝10/(67.125+10)＝13％。

4)、热压：

先通风干燥，调节步骤3)所得物的含水率为19％(即每1kg步骤3)所得物中含有0.19kg水)，得板坯；然后铺装板坯，设定刨花板厚度为8mm，密度为0.77g/cm³，控制热压工艺参数：温度170℃、压力5MPa、时间10min，在热压机上热压固化成型，得刨花板。

实施例2、一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，依次进行以下步骤：

1)、调胶：

首先按照每99.8g水中加入0.2g氢氧化钠的比例配制成浓度为0.2％的氢氧化钠溶液；然后将10kg的大豆分离蛋白逐渐添加到87.7kg的上述氢氧化钠溶液中，再在室温下用电动搅拌机搅拌2.5h，使所有大豆分离蛋白均匀分散于氢氧化钠溶液中；接着加入1kg的亚硫酸钠作为防腐剂和1.3kg的石蜡乳液作为防水剂，搅拌均匀后即得100kg改性大豆蛋白胶粘剂。

2)、制取木刨花：

选用自然风干的林业加工废弃物(含水率为10.5％)，经锤片式粉碎机粉碎后分选，去除杂质和粉尘，控制所得的木刨花的粒度为2～5mm。

3)、施胶：

称取木刨花90.5kg(干物质81kg)，将计量后的木刨花倒入拌胶滚筒，逐步喷入100kg改性大豆蛋白胶粘剂后搅拌18min，使其均匀混合；即改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/木刨花的干物质+改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝10/(81+10)＝11％。

4)、热压：

先通风干燥，调节步骤3)所得物的含水率为17％(即每1kg步骤3)所得物中含有0.17kg水)，得板坯；然后铺装板坯，设定刨花板厚度为8mm，密度为0.78g/cm³，控制热压工艺参数：温度170℃、压力7MPa、时间6min，在热压机上热压固化成型，得刨花板。

实施例3、一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，依次进行以下步骤：

1)、调胶：

首先按照每99g水中加入1g十二烷基硫酸钠的比例配制成浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液。然后将10kg的大豆分离蛋白逐渐添加到87.7kg的上述十二烷基硫酸钠溶液中，室温下用电动搅拌机搅拌3h，使所有大豆分离蛋白均匀分散于十二烷基硫酸钠溶液中；接着加入1kg的亚硫酸钠作为防腐剂和1.3kg的石蜡乳液作为防水剂，搅拌均匀后即得100kg改性大豆蛋白胶粘剂。

2)、制取木刨花：

选用自然风干的林业加工废弃物(含水率为10.5％)，经锤片式粉碎机粉碎后分选，去除杂质和粉尘，控制所得的木刨花的粒度为2～5mm。

3)、施胶：

称取木刨花75kg(干物质67.125kg)，将计量后的木刨花倒入拌胶滚筒，逐步喷入100kg改性大豆蛋白胶粘剂后搅拌20min，使其均匀混合；即改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/木刨花的干物质+改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝10/(67.125+10)＝13％。

4)、热压：

先通风干燥，调节步骤3)所得物的含水率为22％(即每1kg步骤3)所得物中含有0.22kg水)；然后铺装板坯，设定刨花板厚度为8mm，密度为0.76g/cm³，控制热压工艺参数：温度180℃、压力5MPa、时间8min，在热压机上热压固化成型，得刨花板。

对上述实施例进行刨花板的主要物理力学性能测定，测试结果如表1所示，表明静曲强度、内结合强度和吸水厚度膨胀率等指标均达到A类刨花板一等品国家标准。

表1刨花板的物理力学性能测试结果

	密度(g/cm3)	静曲强度(MPa)	内结合强度(MPa)	吸水厚度膨胀率(％)	游离甲醛释放量(mg/100g)
						实施例1	0.77	28.9	1.56	6.5	0
实施例2	0.78	18.8	1.20	7.6	0
						实施例3	0.76	25.34	1.33	7.1	0
A类刨花板一等品国家标准	0.50-0.85	≥16.0	≥0.40	≤8.0	≤30

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、调胶：

将10份的大豆分离蛋白逐渐添加到87.7份改性试剂溶液中，搅拌2～3h；然后再加入1份亚硫酸钠作为防腐剂和1.3份的石蜡乳液作为防水剂，搅拌均匀后即得改性大豆蛋白胶粘剂；以上份数均为重量份；

2)、制取木刨花：

自然风干的林业加工废弃物经锤片式粉碎机粉碎，分选、去除杂质和粉尘后获得木刨花；

3)、施胶：

将木刨花与改性大豆蛋白胶粘剂均匀混合；改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/木刨花的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝11～14∶100；

4)、热压：

先通风干燥，调节步骤3)所得物的含水率为17％～22％，得板坯；然后将板坯热压成型，得刨花板。

2.根据权利要求1所述的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，其特征在于：所述步骤1)中改性试剂溶液为重量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液或者为重量浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液。

3.根据权利要求2所述的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，其特征在于：所述步骤4)中热压工艺参数为：温度160～180℃、压力5～9MPa、时间45～75s/mm。

4.根据权利要求3所述的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，其特征在于：所述步骤2)中控制木刨花的粒度为2～5mm。

5.根据权利要求4所述的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，其特征在于：所述步骤3)为：将计量后的木刨花倒入拌胶滚筒，逐步喷入改性大豆蛋白胶粘剂后搅拌15～20min，使其均匀混合。

6.根据权利要求5所述的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/木刨花的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝13∶100。

7.根据权利要求6所述的改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板制备方法，其特征在于：所述步骤4)中调节含水率为19％。