CN101649178A - 植物蛋白胶粘剂及制备方法、由该植物蛋白胶粘剂制备的改性胶粘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物蛋白胶粘剂及其制备方法以及由该植物蛋白胶粘剂与交联剂组成的改性胶粘剂。该植物蛋白胶粘剂的制备方法包括对植物蛋白在酸性条件下进行酸改性处理和碱性条件下进行碱改性处理。本发明的植物蛋白胶粘剂通过对植物蛋白采用酸、碱多次复合变性而成，采用本发明制备的植物蛋白胶粘剂制备的胶合板的耐水胶合强度高，满足II类胶合板的要求；加入适当的交联剂，制备的改性植物蛋白胶粘剂也能满足I类胶合板的要求，而且所制备的人造板几乎无甲醛释放。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于蛋白质的胶粘剂及其制备方法，特别涉及一种植物蛋白的胶粘剂及其制备方法。
背景技术
我国是世界人造板和木材胶粘剂生产和消费大国，消耗胶粘剂超过500万吨(以固体含量100％计)。我国木材胶粘剂主要为脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂，使用量达到90％以上，使用上述三醛胶存在如下问题：(1)在胶粘剂生产、人造板制造及其制品(家具、木地板、室内木质装饰材料等)使用过程中，会不断的释放甲醛，造成生产车间、居室空气污染，严重威胁人们的身心健康；(2)酚醛胶粘剂及其人造板制品存在苯酚挥发问题，造成原材料的浪费，生产成本提高；(3)三醛胶粘剂原料严重依赖化石资源，不可再生；(4)三醛胶粘剂不能降解，污染环境。
由于人造板生产中普遍采用的是甲醛系胶粘剂，特别是大量使用脲醛树脂胶粘剂，导致人造板及其制品(家具、木地板、室内木质装饰材料等)存在着甲醛释放问题，是室内空气污染中甲醛污染的主要来源。世界卫生组织已经宣布甲醛是致癌物质，甲醛是造成室内污染的罪魁祸首之一，因此，解决人造板甲醛释放问题已经到了刻不容缓的地步。
目前，降低人造板甲醛释放量的方法主要有：1)采用低摩尔比改性脲醛胶粘剂；2)采用其它环保型胶粘剂；3)在人造板用脲醛胶粘剂中加入甲醛捕捉剂；4)对人造板进行后处理。但是，这些技术方法还存在着一定的缺陷。如，1)采用低摩尔比改性脲醛胶粘剂，虽然能够有效降低人造板制品的甲醛释放量，但是耐水强度也往往降低，固化时间延长，生产效率降低；2)采用其它环保型胶粘剂，如异氰酸酯类胶粘剂，导致生产成本大幅增加，企业和消费者都难以接受；3)在人造板用脲醛胶粘剂中加入甲醛捕捉剂，虽然能够有效降低人造板游离甲醛释放量，但是往往降低人造板的耐水强度；同时，甲醛捕捉剂的价格高，提高了产品成本，降低了产品竞争力；4)对人造板的后处理，需要人造板甲醛释放后处理设备，但是后处理设备往往投资较大，提高了产品的生产成本。
植物蛋白来源广泛、成本低廉、可生物降解、能再生，用于制造胶粘剂具有重大经济前景和社会意义。与现有的“醛类”胶粘剂相比，用植物蛋白胶粘剂制造的人造板在制造和使用过程中几乎无甲醛释放，从源头上控制和解决了甲醛污染问题，有助于彻底解决人造板带来的室内空气甲醛污染问题。
但是，用植物蛋白制备的胶粘剂耐水强度较差，不能满足人造板工业应用的要求。因此，需要对植物蛋白进行变性。蛋白质变性的一般原理是通过亲水/疏水相互作用，使蛋白质疏水基团外露并形成胶束，提高耐水强度。现有的蛋白质变性方法仍然存在诸多问题，如碱变性方法制备的植物蛋白胶粘剂胶接木材时，耐水强度提高，但是残碱往往导致蛋白质与木材“碱伤”，强度下降；弱碱性试剂，如Ca(OH)2、硼砂、Na2HPO4、氢氧化铵等变性可以得到无碱斑的胶粘剂，解决了“碱伤”问题，但是耐水强度较低；用酸性试剂变性植物蛋白制备的胶粘剂，pH值较低，能够减小对被胶接材料和生产工人的刺激性和腐蚀性，但是耐水强度较差。
例如公开号为CN101104786的发明专利申请公开了一种硼酸改性豆粉胶粘剂及其制备方法，该豆粉胶粘剂按重量份数比由100份的豆粉、600份的水、2～14份的硼酸制成；制备方法如下：30～35℃水溶解豆粉后在30～35℃水浴保温3～8min，最后加硼酸酸溶液搅拌至均匀后再在30～35℃条件下反应10～20min；公开号为CN101126008发明专利申请公开了一种单宁酸与硼酸改性豆粉胶粘剂及其制备方法，该改性豆粉胶粘剂成分按重量份数由100份的豆粉、600份的水、2～10份的单宁酸、2～10份的硼酸制成。其制备方法如下：30～35℃水溶解豆粉后在30～35℃水浴保温3～8min，然后加入硼酸溶液，搅拌均匀，间隔10～20分钟加入单宁酸溶液搅拌至均匀后再反应10～20min；公开号为CN101412899的发明专利申请公开了一种完全降解型植物蛋白木材胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂由下列重量份数的成份配制而成：水100份，植物蛋白粉5～20份，酸度调节剂0～15份，改性剂0.05～20份，助剂0.05～10份，防腐剂0.1～10份，填料0～10份。制备方法依次包括下列步骤：向容器中加水，在搅拌状态下溶解酸度调节剂；在搅拌状态下，向容器中加入植物蛋白粉，同时根据pH值的变化情况，补充酸度调节剂；将反应体系升温至改性反应所需温度，搅拌状态下向容器中加入改性剂和助剂，5℃～60℃保温反应15～240分钟；在保温反应的最后2～5分钟，向溶液中加入防腐剂，搅拌均匀；向反应体系中加入填料搅拌均匀，得木材胶粘剂。采用酸性试剂变性的植物蛋白胶粘剂的pH值低，制备的胶合板的胶合强度低，耐水强度低，不能满足II类胶合板要求。
为解决酸改性植物蛋白胶粘剂耐水性差的缺陷，研究采用酸碱结合对植物蛋白进行改性，制备改性胶粘剂，但是由于胶粘剂的组成成分多，导致其制备工艺复杂，公开号为CN101402843的发明专利申请公开了一种用金属离子和活性物质联合改性的植物蛋白胶粘剂及其制备方法，其原料为：植物蛋白粉、水、酸、金属离子、活性物质、碱；其制备工艺为：将植物蛋白粉与水混合均匀，在一定的温度下加入酸，再加入金属离子反应一段时间，而后加入活性物质反应一段时间，最后加入碱，再反应一段时间即成；公开号为CN101319131的发明专利申请公开了一种无甲醛环保型植物蛋白改性胶粘剂，该改性胶粘剂按重量份计包括下述配方：天然植物粕30-50；碱性材料5-12；氢氧化钙乳5-10；尿素6-15；烷基硫酸钠4-10；10-20％无机酸2-5；脱离子水90-120；公开号为CN1948416的发明专利申请公开了一种用富含蛋白质的植物性原料制备无甲醛木材胶粘剂的新工艺，其工艺步骤为：(1)将植物性原料中的蛋白质进行溶解，然后再与粉体进行机械混合；(2)对混合物用胶体磨进行均质处理；(3)加入助剂进行综合调理；(4)将蛋白质进行均质处理得到最终产品。但是上述植物蛋白改性胶粘剂的制备工艺周期过长，而且设备投资较大，而且胶合强度较低，仅仅能满足II类胶合板的要求。
发明内容
本发明的目的是针对以上现有技术存在的问题，提供一种植物蛋白胶粘剂及其制备方法以及由该植物蛋白胶粘剂与交联剂组成的改性胶粘剂。本发明的植物蛋白胶粘剂通过对植物蛋白采用酸、碱多次复合变性而成，不但保证所制备的胶合板的胶合强度和耐水强度，而且所制备的人造板几乎无甲醛释放。
为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种植物蛋白胶粘剂的制备方法，包括对植物蛋白液进行酸改性处理和碱改性处理。
其中，所述的植物蛋白液包括植物蛋白和水，其中植物蛋白与水的重量份配比为15-50∶100，优选为20-40∶100。
特别是，所述的植物蛋白液还包括0-25重量份的尿素，优选为0-12重量份的尿素。
其中，所述植物蛋白选择脱脂豆粉、脱脂麻枫树蛋白粉、脱脂花生蛋白粉、玉米醇溶蛋白、小麦谷朊蛋白中的一种或多种；
特别是，所述植物蛋白的蛋白质含量≥40％。
其中，植物蛋白胶粘剂的制备方法包括首先进行酸改性处理，然后进行碱改性处理，其中：
所述酸改性处理包括：向植物蛋白液中加入酸性pH调节剂，调节pH值为2.5-6.5后，搅拌，反应10-180分钟，制得酸改性植物蛋白液；
所述碱改性处理包括：向酸改性植物蛋白液中加入碱性pH调节剂，调节pH值为7.5-11.0后，搅拌，反应10-180分钟即得。
其中，植物蛋白胶粘剂的制备方法包括首先进行碱改性处理，然后进行酸改性处理，其中：
所述碱改性处理包括：向植物蛋白液中加入碱性pH调节剂，调节pH值为7.5-11.0后，搅拌，反应10-180分钟，制得碱改性植物蛋白液；
所述酸改性处理包括：向碱改性植物蛋白液中加入酸性pH调节剂，调节pH值为2.5-6.5后，搅拌，反应10-180分钟即得。
特别是，所述碱性pH调节剂选择氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；所述的酸性改性pH调节剂选择盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸或硼酸。
尤其是，碱性pH调节剂选择氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水，其中，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为5-40％；氢氧化钾溶液的质量百分比浓度为5-40％；氨水的质量百分比浓度为5-25％。
特别是，所述酸改性处理的pH值优选为4-6，所述反应温度≤70℃，优选为5-70℃，最优为10-60℃，反应时间优选为30-90分钟；所述碱改性处理的pH值优选为8-10，所述反应温度≤70℃，优选为5-70℃，最优为10-60℃，反应10-180分钟，优选为30-90分钟。
本发明另一方面提供一种按照上述方面制备而成的植物蛋白胶粘剂。
本发明又一方面提供一种含有由上述植物蛋白胶粘剂与交联剂组合而成的改性植物蛋白胶粘剂，其中所述的交联剂选择过氧化二异丙苯、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)。
其中，所述的植物蛋白胶粘剂与所述的交联剂的重量份配比为100∶1-7，优选为100∶2-7。
本发明另一方面提供一种植物蛋白胶粘剂的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：
1)按照如下重量配比准备原料：
植物蛋白 15-50
尿素 0-25
水 100
2)碱改性处理
首先将所有的原料混合均匀，接着加入碱性pH调节剂，调节pH值为7.5-11.0，然后搅拌反应10-180分钟，制得碱改性植物蛋白液；
3)酸改性处理
向碱改性植物蛋白液中加入酸性pH调节剂，调节pH值为2.5-6.5，然后搅拌反应10-180分钟即得。
其中，所述原料的重量份配比为：植物蛋白20-40，尿素0-12，水100。
特别是，所述植物蛋白选择脱脂豆粉、脱脂麻枫树蛋白粉、脱脂花生蛋白粉、玉米醇溶蛋白、小麦谷朊蛋白中的一种或多种；所述的碱性pH调节剂选择氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；所述的酸性改性pH调节剂选择盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸或硼酸。
特别是，所述的植物蛋白的蛋白质含量≥40％。
其中，步骤2)中所述pH值优选为8-10，所述反应温度≤70℃，优选为5-70℃，最优为10-60℃，反应时间优选为30-90分钟；步骤3)中所述pH值优选为4-6，所述反应温度≤70℃，优选为5-70℃，最优为10-60℃，反应时间优选为30-90分钟。
本发明又一方面提供一种植物蛋白胶粘剂的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：
1)按照如下重量配比准备原料：
植物蛋白 15-50
尿素 0-25
水 100
2)酸改性处理
首先将所有的原料混合均匀，接着加入酸性pH调节剂，调节pH值为2.5-6.5，然后搅拌反应10-180分钟，制得酸改性植物蛋白液；
3)碱改性处理
向酸改性植物蛋白液中加入碱性pH调节剂，调节pH值为7.5-11.0，然后搅拌反应10-180分钟即得。
其中，所述原料的重量份配比为：植物蛋白20-40，尿素0-12，水100。
特别是，所述植物蛋白选择脱脂豆粉、脱脂麻枫树蛋白粉、脱脂花生蛋白粉、玉米醇溶蛋白、小麦谷朊蛋白中的一种或多种；所述的碱性pH调节剂选择氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；所述的酸性改性pH调节剂选择盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸或硼酸。
尤其是，碱性pH调节剂选择氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水，其中，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为5-40％；氢氧化钾溶液的质量百分比浓度为5-40％；氨水的质量百分比浓度为5-25％。
特别是，步骤2)中所述pH值优选为4-6，所述反应温度≤70℃，优选为5-70℃，最优为10-60℃，反应时间优选为30-90分钟；步骤3)中所述pH值优选为8-10，所述反应温度≤70℃，优选为5-70℃，最优为10-60℃，反应时间优选为30-90分钟。
本发明根据植物蛋白的两性电解质特性以及蛋白质变性时蛋白质结构变化的特点，采用酸碱多次复合的变性技术(即首先在酸性条件下进行酸性变性，然后再在碱性条件下进行碱性变性；或者首先在碱性条件下进行碱性变性，然后再在酸性条件下进行酸性变性；或者酸、碱变性的多次组合等)对植物蛋白进行改性处理，以达到提高胶粘剂耐水强度目的。
本发明的优点体现在以下方面：
1、植物蛋白为一种可再生的资源，作为人造板用胶粘剂的原料，有助于解决常规人造板胶粘剂中使用的合成化石原料的枯竭问题，可以有效节省酚醛树脂、脲醛树脂制造中的化石资源用量，符合环境保护与可持续发展原则。
2、本发明制备的植物蛋白胶粘剂，不但制备的胶接制品几乎无甲醛释放，而且制备的胶接制品的耐水胶合强度高，满足II类胶合板的要求；添加交联剂的改性植物蛋白胶粘剂制备的胶接制品的胶合强度和耐水强度满足I类胶合板的要求。
3、利用本发明的植物蛋白胶粘剂胶接的人造板不存在甲醛释放问题，有助于彻底解决人造板带来的室内空气中的甲醛污染问题。
4、本发明方法的胶粘剂的制备方法简单，工艺条件温和，操作简便，成品质量容易控制，生产成本低。
具体实施方式
实施例1
1、按照如下重量配比准备原料(Kg)：
水 100
尿素 8
脱脂豆粉 20
其中，脱脂豆粉中蛋白质含量为42％；
2、将全部的脱脂豆粉和尿素加入到装有水的反应釜中，搅拌混合均匀，制得植物蛋白溶液；
3、向反应釜中加入pH碱性调节剂氢氧化钠溶液，边加边搅拌植物蛋白溶液，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为10.0后，加热升温至50℃，在50℃下，搅拌反应60分钟，制得碱改性植物蛋白溶液，其中，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为20％；
4、在温度为50℃的条件下，向碱改性植物蛋白溶液中加入pH酸性调节剂柠檬酸，边加边搅拌，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为4.0后，在50℃下，搅拌反应60分钟，制得植物蛋白胶粘剂。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例2
1、按照如下重量配比准备原料(Kg)：
水 100
脱脂麻枫树蛋白粉 50
其中，脱脂麻枫树蛋白粉中蛋白质含量为48％；
2、将全部的脱脂麻枫树蛋白粉加入到装有水的反应釜中，搅拌混合均匀，制得植物蛋白溶液；
3、向反应釜中加入pH碱性调节剂浓氨水溶液，边加边搅拌，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为8.0后，在室温20℃下，搅拌反应180分钟，制得碱改性植物蛋白溶液，其中浓氨水的质量百分比浓度为20％；
4、在温度为20℃的条件下，向碱改性植物蛋白溶液中加入pH酸性调节剂草酸，边加边搅拌，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为6.0，搅拌反应180分钟，制得植物蛋白胶粘剂。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的植物蛋白胶粘剂的质量性制得的植物蛋白胶粘剂的质量性能指标如表1所示。
实施例3
1、按照如下重量配比准备原料(Kg)：
水 100
尿素 12
脱脂花生蛋白粉 40
其中，脱脂花生蛋白粉中蛋白质含量为40％；
2、将全部的脱脂花生蛋白粉、尿素加入到装有水的反应釜中，搅拌混合均匀，制得植物蛋白溶液；
3、向反应釜中加入pH碱性调节剂碳酸钠，边加边搅拌植物蛋白溶液，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为11.0后，加热升温至60℃，在60℃下，搅拌反应90分钟，制得碱改性植物蛋白溶液；
4、在温度为60℃的条件下，向碱改性植物蛋白溶液中加pH酸性调节剂盐酸，边加边搅拌，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为3.0，搅拌反应90分钟，制得植物蛋白胶粘剂，其中，盐酸的质量百分比浓度为20％。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例4
1、按照如下重量配比准备原料(Kg)：
水 100
尿素 25
脱脂花生蛋白粉 15
2、将全部的脱脂花生蛋白粉、尿素加入到装有水的反应釜中，搅拌混合均匀，制得植物蛋白溶液；
3、向反应釜中加入pH碱性调节剂碳酸氢钾，边加边搅拌植物蛋白溶液，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为7.5后，加热升温至70℃，在70℃下，搅拌反应10分钟，制得碱改性植物蛋白溶液；
4、在温度为70℃的条件下，向碱改性植物蛋白溶液中加入pH酸性调节剂硫酸溶液，边加边搅拌，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为5.0，搅拌反应15分钟，制得植物蛋白胶粘剂，其中，硫酸溶液的质量百分比浓度为10％。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例5
1、按照如下重量配比准备原料(Kg)：
水 100
尿素 25
脱脂豆粉 20
2、将全部的脱脂豆粉、尿素加入到装有水的反应釜中，搅拌混合均匀，制得植物蛋白溶液；
3、向反应釜中加入pH酸性调节剂硼酸，边加边搅拌植物蛋白溶液，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为5.0后，加热升温至50℃，在50℃下，搅拌反应60分钟，制得酸改性植物蛋白溶液；
4、在温度为50℃的条件下，向酸改性植物蛋白溶液中加入pH碱性调节剂氢氧化钠溶液，边加边搅拌，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为9.0后，在50℃下，搅拌反应60分钟，制得植物蛋白胶粘剂，其中，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为40％。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例6
1、按照如下重量配比准备原料(Kg)：
水 100
尿素 8
小麦谷朊蛋白 40
其中，小麦谷朊蛋白中蛋白质含量为42％；
2、将全部的小麦谷朊蛋白、尿素加入到装有水的反应釜中，搅拌混合均匀，制得植物蛋白溶液；
3、向反应釜中加入pH酸性调节剂盐酸，边加边搅拌植物蛋白溶液，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为2.5后，在温度为10℃下，搅拌反应180分钟，制得酸改性植物蛋白溶液，其中盐酸溶液的质量百分比浓度为20％；
4、在温度为10℃的条件下，向酸改性植物蛋白溶液中加入pH碱性调节剂氢氧化钾溶液，边加边搅拌，调节植物蛋白溶液的pH值，使pH值为11.0后，在10℃下，搅拌反应180分钟，制得植物蛋白胶粘剂，其中，氢氧化钾溶液的质量百分比浓度为20％。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例7
将MDI添加到实施例1制备的植物蛋白胶粘剂中，并搅拌混合均匀，制得改性植物蛋白胶粘剂，其中，植物蛋白胶粘剂与MDI的重量之比为100∶5。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的改性植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例8
将过氧化二异丙苯添加到实施例2制备的植物蛋白胶粘剂中，并搅拌混合均匀，制得改性植物蛋白胶粘剂，其中，植物蛋白胶粘剂与过氧化二异丙苯的重量之比为100∶6.5。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的改性植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例9
将PAPI添加到实施例3制备的植物蛋白胶粘剂中，并搅拌混合均匀，制得改性植物蛋白胶粘剂，其中，植物蛋白胶粘剂与PAPI的重量之比为100∶2。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的改性植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例10
将TDI添加到实施例4制备的植物蛋白胶粘剂中，并搅拌混合均匀，制得改性植物蛋白胶粘剂，其中，植物蛋白胶粘剂与TDI的重量之比为100∶1。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的改性植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例11
将IPDI添加到实施例5制备的植物蛋白胶粘剂中，并搅拌混合均匀，制得改性植物蛋白胶粘剂，其中，植物蛋白胶粘剂与IPDI的重量之比为100∶3。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的改性植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
实施例12
将IPDI添加到实施例6制备的植物蛋白胶粘剂中，并搅拌混合均匀，制得改性植物蛋白胶粘剂，其中，植物蛋白胶粘剂与IPDI的重量之比为100∶7。
按照国家标准GB/T 14074-2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》的方法检测制得的改性植物蛋白胶粘剂的质量性能指标，检测结果如表1所示。
表1本发明植物蛋白胶粘剂的性能指标检测结果
| 外观 | pH值 | 固体含量(％) | 贮存期(天) | |
| 实施例1 | 淡黄色粘液 | 4.0 | 24.5 | ≥10 |
| 实施例2 | 淡黄色粘液 | 6.0 | 33.1 | ≥10 |
| 实施例3 | 淡黄色粘液 | 3.0 | 31.5 | ≥10 |
| 实施例4 | 淡黄色粘液 | 5.0 | 29.9 | ≥10 |
| 实施例5 | 淡黄色粘液 | 9.0 | 31.0 | ≥10 |
| 实施例6 | 淡黄色粘液 | 11.0 | 29.8 | ≥10 |
| 实施例7 | 淡黄色粘液 | 4.0 | 27.9 | ≥10 |
| 实施例8 | 淡黄色粘液 | 6.0 | 37.0 | ≥10 |
| 实施例9 | 淡黄色粘液 | 3.0 | 32.4 | ≥10 |
| 实施例10 | 淡黄色粘液 | 5.0 | 31.3 | ≥10 |
| 实施例11 | 淡黄色粘液 | 9.0 | 32.9 | ≥10 |
| 实施例12 | 淡黄色粘液 | 11.0 | 34.2 | ≥10 |
| 比较例1 | 红褐色粘液 | 12.0 | 48.1 | ≥30 |
| 比较例2 | 乳白色粘液 | 7.8 | 49.2 | ≤0.5* |
| 比较例3 | 乳白色粘液 | 8.0 | 49.8 | ≤0.5* |
注：*表示加入固化剂后的时间
比较例1
采用人造板制造中常规使用的酚醛树脂胶粘剂作为比较例1。
比较例2
采用人造板制造中常规使用的脲醛树脂胶粘剂作为比较例2。
比较例3
采用人造板制造中常规使用的三聚氰胺树脂胶粘剂作为比较例3。
实验例
分别利用本发明实施例制备的植物蛋白胶粘剂实施例1-12和对照例1-3的胶粘剂来制造三层胶合板，采用以下制备工艺参数：
单板：杨木，含水率8-12％，厚度1.5mm；
施胶：芯板涂胶，涂胶量为280-360g/m2(双面)；
陈化时间：20～60min；
热压：热压温度为140-160℃；热压压力为1.0-1.4MPa；热压时间为5min。
上述工艺制造的三层胶合板按照GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》检测其质量性能指标，其中，表2为按照II类胶合板的检测方法的检测结果，表3为按照I类胶合板的检测方法的检测结果。
表2胶合板的甲醛释放量与耐水强度(II类)
| 试件 | 甲醛释放量(mg/L) | 耐水强度(MPa) |
| 实施例1 | 0 | 0.88 |
| 实施例2 | 0 | 0.75 |
| 实施例3 | 0 | 0.82 |
| 实施例4 | 0 | 0.81 |
| 实施例5 | 0 | 0.79 |
| 实施例6 | 0 | 0.81 |
| 实施例7 | 0 | 1.01 |
| 实施例8 | 0 | 1.21 |
| 实施例9 | 0 | 1.12 |
| 实施例10 | 0 | 0.91 |
| 实施例11 | 0 | 1.23 |
| 实施例12 | 0 | 1.58 |
| 比较例1 | 0.56 | 1.78 |
| 比较例2 | 2.44 | 0.82 |
| 比较例3 | 1.28 | 1.23 |
表3胶合板的甲醛释放量与耐水强度(I类)
| 试件 | 甲醛释放量(mg/L) | 耐水强度(MPa) |
| 实施例7 | 0 | 0.96 |
| 实施例8 | 0 | 0.97 |
| 实施例9 | 0 | 0.75 |
| 实施例10 | 0 | 0.76 |
| 实施例11 | 0 | 0.72 |
| 实施例12 | 0 | 1.12 |
| 比较例1 | 0.56 | 1.24 |
| 比较例2 | 2.44 | 开胶 |
| 比较例3 | 1.28 | 0.31 |
检测结果表明，采用本发明的植物蛋白胶粘剂制备的胶合板中甲醛释放量为0，制造的胶合板的耐水强度高，均满足II类胶合板的要求。由表3可见，实施例7-12制造的胶合板，耐水强度能够满足I类胶合板的要求。
成本分析：
目前，低游离甲醛含量脲醛胶粘剂的价格在1600-2500元/吨，酚醛胶粘剂的价格在4000-6000元/吨，本发明植物蛋白胶粘剂的价格在1500-3000元/吨，价格远远低于酚醛胶粘剂，与脲醛胶粘剂接近(固含量低于脲醛树脂，涂胶量相同)，具有良好的推广前景。
Claims (10)
1、一种植物蛋白胶粘剂的制备方法，包括对植物蛋白液进行酸改性处理和碱改性处理。
2、如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述的植物蛋白液包括植物蛋白和水，其中植物蛋白与水的重量份配比为15-50∶100。
3、如权利要求2所述的制备方法，其特征是所述的植物蛋白液还包括0-25重量份的尿素。
4、如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是所述植物蛋白与水的重量份配比为20-40∶100。
5、如权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征是首先进行酸改性处理，然后进行碱改性处理，其中：
所述酸改性处理包括：向植物蛋白液中加入酸性pH调节剂，调节pH值为2.5-6.5后，搅拌，反应10-180分钟，制得酸改性植物蛋白液；
所述碱改性处理包括：向酸改性植物蛋白液中加入碱性pH调节剂，调节pH值为7.5-11.0后，搅拌，反应10-180分钟即得。
6、如权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征是先进行碱改性处理然后进行酸改性处理，其中：
所述碱改性处理包括：向植物蛋白液中加入碱性pH调节剂，调节pH值为7.5-11.0后，搅拌，反应10-180分钟，制得碱改性植物蛋白液；
所述酸改性处理包括：向碱改性植物蛋白液中加入酸性pH调节剂，调节pH值为2.5-6.5后，搅拌，反应10-180分钟即得。
7、如权利要求5或6所述的制备方法，其特征是所述碱性pH调节剂选择氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；所述的酸性改性pH调节剂选择盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸或硼酸。
8、一种植物蛋白胶粘剂，其特征在于按照如权利要求1-7任一所述方法制备而成。
9、一种改性胶粘剂，其特征在于含有如权利要求8所述的植物蛋白胶粘剂与交联剂，其中所述的交联剂选择过氧化二异丙苯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
10、如权利要求9所述的改性胶粘剂，其特征在于所述植物蛋白胶粘剂与所述交联剂的重量份配比为100∶1-7。
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