CN103952117B - 一种交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂及其制备方法。其制备工艺为：向反应釜中加入小桐子饼粕粉80份、水187~320份、碱5.6~12份，搅拌5分钟后，加入乙二醇1.6~3.2份、硅油5~20滴，将温度升至？90℃，并保温搅拌3小时，冷却放料。胶粘剂使用前，加入重量比为1：1~1：2的环氧树脂和三聚氰胺树脂混合物6~12份，混合均匀。本发明的小桐子饼粕粉胶粘剂制备工艺简单，粘度适中，实际可操作性强，能有效提高小桐子饼粕的综合利用率。胶粘剂具有优良的强度性能和耐水性能，性能指标满足国标GB/T？9846.3-2004中规定的I类和II类胶合板要求。

Description

一种交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂的制作方法，该小桐子饼粕粉胶粘剂主要用在人造板生产和家具制造上，属于木材胶粘剂技术领域。

背景技术

小桐子，又叫麻疯树（JatrophacurcasL.）、芙蓉树、膏桐、亮桐、臭油桐，为大戟科（Euphorbiaceae）落叶灌木或小乔木，主要分布于热带和亚热带地区，主要生长在美洲和亚洲热带地区。在我国栽培或半野生于南方热带和亚热带地区，如云南、贵州、四川、广西、广东等地。该树种具有很强的抗旱、耐贫瘠特性，不需要占用耕地，并且结实量大，种子大，种子种仁含油量高，一般为35%-50%，最高可达60%以上，超过油菜和大豆等常见的油料作物，是生产生物柴油的首选树种。随着能源、资源、环境问题的日趋严峻，生物质能源的开发利用已成为世界各国的战略研究方向。目前，在四川、云南等多地已建立小桐子原料林基地和生物柴油提炼工厂，预计未来全国小桐子种植面积至少可达3000万亩以上。

在小桐子的生物柴油提炼过程中，将不可避免地产生大量小桐子饼粕副产物，小桐子饼粕中除含少量油脂外，还含有大量蛋白质和纤维，其蛋白质含量非常丰富，通常可达40%以上，是一种天然的植物蛋白原料。但饼粕中含有大量毒性与蓖麻毒蛋白类似的毒蛋白，人和牲畜不能食用。目前，小桐子饼粕基本上被废弃，未得到充分的利用。

木材胶粘剂是人造板工业生产中的关键技术，目前使用的主要胶粘剂品种为以甲醛为原料的脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等。随着人们环保意识的提高和国家环保法规的健全，生物质木材胶粘剂的开发与利用是当前木材胶粘剂领域的研究热点和发展趋势。蛋白质胶粘剂即是其中一类，具体包括动物胶、大豆胶、血胶、乳胶等，但研究主要集中于大豆蛋白胶粘剂。

大豆蛋白胶粘剂是以大豆蛋白为基本原料，经过交联、化学修饰等改性处理的一类胶粘剂，大豆蛋白主要来源于大豆提取油脂后的豆粕。目前，有关大豆蛋白胶粘剂的研究主要集中于两个方面：一是如何提高豆粕胶粘剂的耐水性，从而保证人造板产品的湿状强度；二是如何使用高粘度、低固体含量的豆粕胶粘剂以用于人造板产品的制备。针对这些问题，国内外学者展开了一系列研究工作，但仍有许多实际应用问题，如热压温度高、粘度高等问题仍未得到彻底解决。大豆蛋白胶粘剂的原料以大豆豆粕为主，而事实上，大豆豆粕除可被用作胶粘剂外，还可制备高蛋白饲料豆粕、浓缩蛋白、分离蛋白、低变性脱脂豆粉、膳食纤维、蛋白肽、复合氨基酸、皂甙、低聚糖等多种产品。同这些定位于饲料、食品领域的大豆豆粕产品相比，大豆蛋白胶粘剂在豆粕利用的技术经济性方面优势并不明显。在当前粮食紧张的情况下，利用豆粕制备木材胶粘剂无疑存在很大的局限。

作为生物柴油生产中的副产物，以小桐子饼粕为原料的饼粕胶粘剂的开发与利用是一种利用小桐子饼粕的有效途径，将有利于降低生物柴油的生产成本，促进生物柴油的产业化发展，同时，作为一种生物质胶粘剂，小桐子饼粕粉胶粘剂也将有利于降低木材工业对以化石资源为基础的合成树脂型胶粘剂的依赖程度，为相关人造板产品特别是胶合板提供一种绿色环保型蛋白胶粘剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂的制备方法，可以作为木材胶粘剂，用于人造板生产和家具制造。本发明首先通过碱解聚使小桐子饼粕蛋白质内部的疏水基团暴露出来，随后，通过不同交联剂的混合添加，发挥各种交联剂的协同作用，控制小桐子饼粕粉胶粘剂的粘度，保证胶粘剂的实际可操作性，得到满足耐水性能和强度性能要求的小桐子饼粕粉胶粘剂。

本发明的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，由以下原料按照下述重量份配比制成：小桐子饼粕粉80份、水187~320份、碱5.6~12份、乙二醇1.6~3.2份、硅油5~20滴、交联剂6~18份。

碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氨水、碱性硅酸钠等中的一种或两种物质。

交联剂为环氧树脂和三聚氰胺树脂的混合物。

环氧树脂为WSR－6101型、WSR－618型或WSR－6690型环氧树脂中的一种。三聚氰胺树脂可以自制也可以为市售商品。

本发明的交联改性小桐子饼粕胶粘剂的制备方法如下：向反应釜中加入小桐子粉、水、碱，搅拌5分钟后，加入乙二醇、硅油，将温度升至90℃，并保温搅拌3小时，冷却放料。胶粘剂使用前，加入交联剂，搅拌均匀，备用。

本发明的显著优点是：

（1）本发明的小桐子饼粕粉胶粘剂的制备方法采用碱解聚改性和共混改性相结合的方法，操作简便，易于工业化生产；

（2）本发明中使用的小桐子粉来源于生物柴油生产中的副产物小桐子饼粕，成本低廉，同时，所使用的交联剂为木材工业中常用的胶粘剂品种，原料易得，制备工艺成熟，因此，小桐子饼粕粉胶粘剂的工业化推广应用难度不大；

（3）本发明中使用的小桐子粉含有毒蛋白，具有杀菌作用，赋予小桐子饼粕粉胶粘剂良好的抗菌能力；

（4）本发明的小桐子饼粕粉胶粘剂具有优良的强度性能和耐水性能，性能指标满足国标GB/T9846.3-2004中规定的I类和II类胶合板要求。

本发明得到了一种以小桐子饼粕为基本原料的小桐子饼粕粉胶粘剂，其特点在于胶粘剂粘度为1000~3000mPa·s，固体含量20~30%，交联剂比例为小桐子饼粕固体含量的7.5~15%，生产成本适中，适用于胶合板的生产。

具体实施方式

以下的具体实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1：

（1）向反应釜中加入80份小桐子饼粕粉、240份水、4.8份NaOH，启动机械搅拌棒，搅拌5min后，加入1.6份乙二醇、10滴硅油，升温至90℃，并保持反应时间3h后，待冷却后放料，得到小桐子饼粕胶粘剂。

（2）向反应釜中加入37%甲醛溶液150份，用适量30%NaOH溶液调pH至9.0。加入三聚氰胺80份，升温至85℃后，保温反应1~2小时，后立即冷却至40℃，用NaOH溶液调pH至9.0，放料，得到三聚氰胺树脂。

（3）向小桐子饼粕胶粘剂中加入市售4份环氧树脂和6份三聚氰胺树脂，混合搅拌均匀。

经检测：按照GB/T17657-1999胶合板测试方法，得到杨木胶合板的干状胶合强度为1.30MPa。参照国标GB/T17657-1999中4.15的Ⅱ类胶合板的快速检验的测试方法，试件放在63±3℃的水中浸渍1小时，测得的结果乘以系数0.82作为试样的耐水胶合强度。记为W2，为0.86MPa。参照国标GB/T17657-1999中4.15的Ⅰ类胶合板的快速检验方法，试件在沸水中煮3小时，后于室温下放置10分钟，测量的结果乘以系数0.9作为试样的耐水胶合强度。记为W1。为0.90MPa。

实施例2：

（1）向反应釜中加入80份小桐子饼粕粉、280份水、3.8份NaOH和1.9份CaO，启动机械搅拌棒，搅拌5min后，加入3.2份乙二醇、10滴硅油，升温至90℃，并保持反应时间3h后，待冷却后放料，得到大豆蛋白胶粘剂。

（2）向反应釜中加入37%甲醛溶液150份，用适量30%NaOH溶液调pH至9.0。加入三聚氰胺80份，升温至85℃后，保温反应1~2小时，后立即冷却至40℃，用NaOH溶液调pH至9.0，放料，得到三聚氰胺树脂。

（3）向大豆蛋白胶粘剂中加入市售3份环氧树脂和6份三聚氰胺树脂，混合搅拌均匀。

经检测：杨木胶合板的干状胶合强度、W2、W1分别为1.05MPa、0.82MPa、0.75MPa。

Claims (8)

1.一种交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于所述的小桐子饼粕粉胶粘剂的原料按照下述重量份配比制成：小桐子饼粕粉80份、水187～320份、碱5.6～12份、乙二醇1.6～3.2份、硅油5～20滴、交联剂6～18份。

2.根据权利要求1所述的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于所述的小桐子饼粕粉粒度为100目，蛋白质含量50.8％，油脂含量9.2％。

3.根据权利要求1所述的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氨水中的一种或两种物质。

4.根据权利要求1所述的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于所述的交联剂为环氧树脂和三聚氰胺树脂的混合物。

5.根据权利要求1所述的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于制备方法如下：向反应釜中加入小桐子饼粕粉、水、碱，搅拌5分钟后，加入乙二醇、硅油，将温度升至90℃，并保温搅拌3小时，冷却放料，在使用前，加入交联剂，混合均匀。

6.根据权利要求4所述的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于所述的环氧树脂为WSR－6101型、WSR－618型或WSR－6690型环氧树脂中的一种。

7.根据权利要求4所述的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于所述的三聚氰胺树脂为自制的或市售商品。

8.根据权利要求4所述的交联改性小桐子饼粕粉胶粘剂，其特征在于所述的环氧树脂和三聚氰胺树脂的重量比为1：1～1：2。