CN103709989A - 一种蛋白质胶黏剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蛋白质胶黏剂及其制备方法和应用，由以下重量份数的原料组成：蛋白质基物10～30份，水30～70份，无醛交联剂10～30份，稀释剂10～30份。本发明制备的蛋白质胶黏剂具有较高初黏性，低粘度，高固含量，以及固含量可根据实际生产情况任意调整的优点。以本发明制备的蛋白质胶黏剂制成的人造板，不但有较好的粘结强度和耐水性，而且无甲醛释放，各项指标均达到及超过了国家二类人造板标准。

Description

一种蛋白质胶黏剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种蛋白质胶黏剂及其制备方法和应用，属于化学技术领域。

背景技术

以甲醛为基础的合成树脂胶黏剂，例如脲醛胶和酚醛胶由于优异的粘结强度和耐水性，被广泛应用于木质人造板工业领域。这些以石化产品为原料合成的树脂胶黏剂使用的是不可再生的石油资源，同时释放了大量的甲醛这样的第1类致癌物质，在生产和使用过程中对工人和消费者的健康产生了严重的危害。因此，以可再生资源生产的并且环境友好的可替代合成树脂胶黏剂的大豆蛋白胶黏剂产品近几年成为了研究的热点。

由于大豆蛋白胶黏剂的粘结强度和耐水性的不理想，局限了此种胶黏剂的推广应用。因此，近年来研究者们尝试通过各种手段，尝试提高大豆蛋白胶黏剂的粘结强度和耐水性。在专利号为201010619539.7的名为“一种大豆蛋白胶粘剂及其制备方法”中，公开了一种大豆蛋白胶粘剂的组成，粘结强度与三醛胶相当，但还是使用了酚醛作为交链剂。专利号为201110117020.3的名为“一种无醛大豆改性木材胶粘剂及其制备方法”中，发明者孙丰文等公开了使用豆粕粉为主要原料，通过碱和乙醇混合溶液的变性处理，复合交联剂交联修饰，无机酸降粘剂降低浓度的方法，制成了胶和强度符合果胶标准II类胶合板的大豆基胶粘剂。桂成胜等人公开的两篇专利中（专利号为201110401679.1和201110401822.7），公开了两种大豆蛋白胶黏剂的制备方法，其中专利名称为“一种蛋白质胶黏剂的固化剂及其制备方法和应用”的专利中，使用酸和胺混合制备的酸酐蛋白质胶黏剂固化剂使得制成的大豆蛋白质胶黏剂达到了II类胶黏剂的胶和强度，名为“一种层状硅酸盐增强的大豆胶黏剂及其制备方法和应用”的专利中，由100重量份水、10-50重量份大豆衍生品、0.1-10重量份改性剂及0.1-10重量份层状硅酸盐制成的大豆蛋白胶黏剂提高了胶黏剂的初粘性、粘结强度和耐水性。

发明内容

本发明提供一种蛋白质胶黏剂及其制备方法和应用，本发明所用无醛交联剂中不使用甲醛为原材料，是一种水性无甲醛释放的环境友好型人造板用胶黏剂。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种蛋白质胶黏剂，由以下重量份数的原料组成：

蛋白质基物10～30份，水30～70份，无醛交联剂10～30份，稀释剂10～30份。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述蛋白基物为植物蛋白、酪蛋白、乳清蛋白、血蛋白中的一种或几种的混合物。

进一步，所述植物蛋白为豆类蛋白、谷类蛋白、坚果蛋白中的一种或几种的混合物。

进一步，所述豆类蛋白为大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、脱脂大豆蛋白粉中的一种或几种的混合物。

进一步，所述大豆分离蛋白购买自上海娇源实业有限公司，蛋白质含量在90%以上。

进一步，所述无醛交联剂为聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂、多胺环氧氯丙烷树脂、异氰酸酯、环氧树脂中的一种或几种的混合物。

进一步，所述聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂（简称PAE）购买自泰安市泰山区鑫泉造纸助剂厂。PAE树脂是一种环保型阳离子湿强剂，作为一种阳离子型聚酰胺表氯醇高分子聚合物，主要用于造纸业，能够赋予纸张具有湿强度的性能。PAE湿强剂为淡黄色透明粘稠溶液，固含量为12.5±0.5%，粘度35～70cps(25℃),pH值4～5，阳离子度40％左右。

进一步，所述稀释剂为甘油、甘油衍生物、低分子量寡糖或多糖、无机盐、油中的一种或几种的混合物。

进一步，所述低分子量寡糖或多糖为蔗糖、乳糖、山梨糖醇、麦芽糖中的一种或几种的混合物；

进一步，所述无机盐为氯化钠、硫酸钠、醋酸钠中的一种或几种的混合物；

进一步，所述油为植物油、硅油、矿物油中的一种或几种的混合物。

本发明的有益效果是：

本发明制备的蛋白质胶黏剂具有较高初黏性，低粘度，高固含量，以及固含量可根据实际生产情况任意调整的优点。以本发明制备的蛋白质胶黏剂制成的人造板，不但有较好的粘结强度和耐水性，而且无甲醛释放，各项指标均达到及超过了国家二类人造板标准。

本发明还提供一种如上所述的蛋白质胶黏剂的制备方法，包括：将蛋白质基物与水混合，搅拌30～60分钟，得到蛋白溶液；再加入稀释剂，搅拌30～60分钟；最后加入无醛交联剂，搅拌30～60分钟；出料包装，即得水性液体蛋白质胶黏剂产品。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述水性液体蛋白质胶黏剂经过冷冻干燥或喷雾干燥制成干粉状蛋白质胶黏剂。

本发明的有益效果是：

本发明一种蛋白质胶黏剂的制备方法简单，生产成本较低，易于操作施胶，未来推广使用，可取代脲醛树脂胶黏剂，拥有巨大的市场潜力和应用前景。

本发明还提供一种如上述的蛋白质胶黏剂作为木材人造板胶黏剂的应用。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

三层杨木胶合板胶和强度的测定根据国家标准GB/T17657-1999中关于二类人造板的测定方法进行测试。将三层厚度为1.2mm的杨木板裁割为26.5cmX26.5cm，按照400g/m2（双面）的涂胶量对杨木板进行涂胶，涂胶后在1.0MPa下冷压30分钟，然后在温度125℃，压力为1MPa的条件下热压10分钟；热压后的三层杨木胶合板胶在室温下陈放48小时，试件按要求标准裁割后，在万能力学试验机上测试干强度。标准试件在63℃下浸泡3小时，然后在室温冷却十分钟后马上在万能力学试验机上测定湿强度。

实施例1

在实验反应釜中加入10g大豆分离蛋白粉与40g水混合搅拌30分钟，得到蛋白溶液。向蛋白溶液中加入20g蔗糖，搅拌30分钟。最后加入30g10%浓度的聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂，搅拌30分钟，出料，得到蛋白质胶黏剂。得到的蛋白质胶黏剂的固含量为33%，粘度为232cps，用于三层杨木胶合板的粘结，测得干强度为1.82MPa，湿强度为0.81MPa。

实施例2

在实验反应釜中加入10g大豆分离蛋白粉与20g水混合搅拌30分钟，得到蛋白溶液。向蛋白溶液中加入30g甘油，搅拌30分钟。最后加入40g10%浓度的聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂，搅拌30分钟出料，得到蛋白质胶黏剂。得到的蛋白质胶黏剂的固含量为44%，粘度为106cps，用于三层杨木胶合板的粘结，测得干强度为2.23MPa，湿强度为0.87MPa。

实施例3

在实验反应釜中加入15g大豆分离蛋白粉与30g水混合搅拌30分钟，得到蛋白溶液。向蛋白溶液中加入20g氯化钠，搅拌30分钟。最后加入35g10%浓度的聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂，搅拌30分钟出料，得到蛋白质胶黏剂。得到的蛋白质胶黏剂的固含量为38.5%，粘度为246cps，用于三层杨木胶合板的粘结，测得干强度为1.79MPa，湿强度为0.79MPa。

本发明实施例1～3中三层杨木胶合板的干强度均大于或等于1.79MPa,湿强度均大于或等于0.79Mpa,全部优于国家二类人造板胶合板的标准，并且没有任何的甲醛释放，是真正的环境友好型人造板用胶黏剂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蛋白质胶黏剂，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：

蛋白质基物10～30份，水30～70份，无醛交联剂10～30份，稀释剂10～30份。

2.根据权利要求1所述的一种蛋白质胶黏剂，其特征在于，所述蛋白基物为植物蛋白、酪蛋白、乳清蛋白、血蛋白中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种蛋白质胶黏剂，其特征在于，所述植物蛋白为豆类蛋白、谷类蛋白、坚果蛋白中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求3所述的一种蛋白质胶黏剂，其特征在于，所述豆类蛋白为大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、脱脂大豆蛋白粉中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种蛋白质胶黏剂，其特征在于，所述无醛交联剂为聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂、多胺环氧氯丙烷树脂、异氰酸酯、环氧树脂中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种蛋白质胶黏剂，其特征在于，所述稀释剂为甘油、甘油衍生物、低分子量寡糖或多糖、无机盐、油中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求6所述的一种蛋白质胶黏剂，其特征在于，所述低分子量寡糖或多糖为蔗糖、乳糖、山梨糖醇、麦芽糖中的一种或几种的混合物；

所述无机盐为氯化钠、硫酸钠、醋酸钠中的一种或几种的混合物；

所述油为植物油、硅油、矿物油中的一种或几种的混合物。

8.一种如权利要求1～7任一所述的蛋白质胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括：将蛋白质基物与水混合，搅拌30～60分钟，得到蛋白溶液；再加入稀释剂，搅拌30～60分钟；最后加入无醛交联剂，搅拌30～60分钟；出料包装，即得水性液体蛋白质胶黏剂产品。

9.一种如权利要求8所述的蛋白质胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述水性液体蛋白质胶黏剂经过冷冻干燥或喷雾干燥制成干粉状蛋白质胶黏剂。

10.一种如权利要求1～7任一所述的蛋白质胶黏剂作为木材人造板胶黏剂的应用。