CN104610908B - 一种液体骨胶胶粘剂改性方法 - Google Patents
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Abstract
一种液体骨胶胶粘剂改性方法，在40℃～90℃条件下将骨胶颗粒与水按1.0:(1.0～2.5)的质量比混合，然后加入碱、尿素以及十二烷基硫酸钠，搅拌以完成骨胶颗粒的水解，得到水解骨胶颗粒分散体系；将水解骨胶颗粒分散体系的pH值调节至3～9，然后在40℃～90℃下加入骨胶颗粒质量1％～8％的硫酸铝并进行搅拌，使铝离子完全配位到水解骨胶颗粒，得到改性液体骨胶胶粘剂。本发明的改性方法工艺简单，得到的改性液体骨胶胶粘剂凝固点低、粘度高、稳定性好、具有一定的耐水性，能够广泛应用于木材加工行业、印刷行业、木器制造行业、制鞋行业、包装行业、建筑与矿石浮选行业等。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂改性方法，具体涉及一种液体骨胶胶粘剂改性方法。
背景技术
骨胶是胶原简单水解后形成的蛋白质衍生物，是一种由相对分子质量极不相同的相似分子混合物组成的多相分散体系，因为其绿色无毒环保、原料价廉易得、有相对高的粘结强度，骨胶胶粘剂有着较好的应用性质，但是由于其自身的一些缺点，常温下易凝胶，耐水性差，不耐腐蚀，稳定性差不易储存，粘结强度不稳定等，使骨胶胶粘剂的使用受到了限制，特别是随着合成胶粘剂的出现，骨胶胶粘剂的市场份额迅速减少。在绿色环保观念深入的现在，由于合成胶粘剂对环境和人体的具有较大的危害，所以应用无毒无害绿色环保的骨胶胶粘剂具有重要的现实意义，同时也对其性能提出更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液体骨胶胶粘剂改性方法，该改性方法工艺简单，得到的改性骨胶低毒环保、凝固点低、粘度高、稳定性较好、具有一定耐水性。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：
1)在40℃～90℃条件下将骨胶颗粒与水按1.0:(1.0～2.5)的质量比混合，然后加入碱、尿素以及十二烷基硫酸钠，搅拌以完成骨胶颗粒的水解，得到水解骨胶颗粒分散体系；其中，所加入的碱占骨胶颗粒的干胶质量1％～8％；所加入的尿素占骨胶颗粒的干胶质量0.4％～5％；所加入的十二烷基硫酸钠占骨胶颗粒的干胶质量0.4％～3％；
2)将水解骨胶颗粒分散体系的pH值调节至3～9，然后在40℃～90℃下加入骨胶颗粒质量1％～8％的硫酸铝并进行搅拌，使铝离子完全配位到水解骨胶颗粒，得到改性液体骨胶胶粘剂。
所述的步骤1)中的碱采用NaOH或KOH。
所述的步骤1)中的额搅拌时间为20～150min。
所述的步骤2)中的酸为柠檬酸或草酸。
所述的步骤2)中的搅拌时间为10min～90min。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明首先通过加入碱，控制反应温度、碱量，使得骨胶大分子充分降解，破坏骨胶大分子之间的缔合，降低骨胶胶粘剂的凝固点；其次，本发明通过加入硫酸铝，使Al3+与骨胶分子中的羧基和氨基发生了配位反应，形成了较为稳定的五元环结构，增强了其稳定性；骨胶链与链之间的氢键作用减弱，增加了链长，增强了其粘结性；亲水性基团氨基和羧基减少，提高了其耐水性。最后，本发明还加入了使蛋白质变性的尿素与十二烷基硫酸钠，改变骨胶分子的构象，降低疏水相互作用，粘度升高，耐水性提高。因此，本发明的改性方法工艺简单，得到的改性液体骨胶胶粘剂凝固点低、粘度高、稳定性好、具有一定的耐水性，能够广泛应用于木材加工行业、印刷行业、木器制造行业、制鞋行业、包装行业、建筑与矿石浮选行业等。
具体实施方式
实施例1：
1)骨胶的水解反应：
在水浴恒温50℃条件下，骨胶颗粒与水按1.0:1.5的质量比混合，然后依次加入NaOH、尿素以及十二烷基硫酸钠，以中速搅拌120min以完成骨胶颗粒的水解，得到水解骨胶颗粒分散体系；其中，所加入的NaOH占骨胶颗粒的干胶质量2％；所加入的尿素占骨胶颗粒的干胶质量1.7％；所加入的十二烷基硫酸钠占骨胶颗粒的干胶质量2％；
2)骨胶小分子的配位反应：
使用酸草酸调节其pH值至6，然后在水浴恒温40℃条件下加入骨胶颗粒质量1％的硫酸铝，以中速搅拌反应90min，得到黄褐色粘稠液体，即为改性液体骨胶胶粘剂。
本实施例得到的改性液体骨胶胶粘剂的凝固点低于-2℃、粘接强度高于1480mPa·s、贮存时间1年以上、剪切强度2.05Mpa，开胶时间:72h(25℃的水中)，1.17h(80℃的水中)。由此可以看出，本发明制得的改性液体骨胶胶粘剂的各种性能均有明显改善。
实施例2：
1)骨胶的水解反应：
在水浴恒温90℃条件下，骨胶颗粒与水按1.0:1.0的质量比混合，然后依次加入KOH、尿素以及十二烷基硫酸钠，以中速搅拌20min以完成骨胶颗粒的水解，得到水解骨胶颗粒分散体系；其中，所加入的KOH占骨胶颗粒的干胶质量8％；所加入的尿素占骨胶颗粒的干胶质量0.4％；所加入的十二烷基硫酸钠占骨胶颗粒的干胶质量3％；
2)骨胶小分子的配位反应：
使用酸草酸调节其pH值至9，然后在水浴恒温90℃条件下加入骨胶颗粒质量6％的硫酸铝，以中速搅拌反应25min，得到黄褐色粘稠液体，即为改性液体骨胶胶粘剂。
实施例3：
1)骨胶的水解反应：
在水浴恒温40℃条件下，骨胶颗粒与水按1.0:2.5的质量比混合，然后依次加入KOH、尿素以及十二烷基硫酸钠，以中速搅拌150min以完成骨胶颗粒的水解，得到水解骨胶颗粒分散体系；其中，所加入的KOH占骨胶颗粒的干胶质量1％；所加入的尿素占骨胶颗粒的干胶质量3％；所加入的十二烷基硫酸钠占骨胶颗粒的干胶质量0.4％；
2)骨胶小分子的配位反应：
使用酸草酸调节其pH值至3，然后在水浴恒温70℃条件下加入骨胶颗粒质量8％的硫酸铝，以中速搅拌反应60min，得到黄褐色粘稠液体，即为改性液体骨胶胶粘剂。
实施例4：
1)骨胶的水解反应：
在水浴恒温70℃条件下，骨胶颗粒与水按1.0:2.0的质量比混合，然后依次加入KOH、尿素以及十二烷基硫酸钠，以中速搅拌35min以完成骨胶颗粒的水解，得到水解骨胶颗粒分散体系；其中，所加入的KOH占骨胶颗粒的干胶质量5％；所加入的尿素占骨胶颗粒的干胶质量5％；所加入的十二烷基硫酸钠占骨胶颗粒的干胶质量1.2％；
2)骨胶小分子的配位反应：
使用柠檬酸调节其pH值至5，然后在水浴恒温50℃条件下加入骨胶颗粒质量7％的硫酸铝，以中速搅拌反应10min，得到黄褐色粘稠液体，即为改性液体骨胶胶粘剂。
本发明将骨胶在碱性条件下水解，选择低毒的无机试剂硫酸铝，使之与水解后的骨胶小分子发生配位。从技术上讲，本发明的关键在于先要保证骨胶粘度高、稳定性强和凝固点低，其次提高骨胶耐水性。开发高效、绿色环保的改性方法，寻找合适的加工工艺，尽量减少操作工序、提高水解、配位反应效率，达到降低加工成本的目的，使骨胶粘合剂可以更为广泛的为人所用。
Claims (4)
1.一种液体骨胶胶粘剂改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在40℃～90℃条件下将骨胶颗粒与水按1.0:(1.0～2.5)的质量比混合，然后加入碱、尿素以及十二烷基硫酸钠，搅拌以完成骨胶颗粒的水解，得到水解骨胶颗粒分散体系；其中，所加入的碱占骨胶颗粒的干胶质量1％～8％；所加入的尿素占骨胶颗粒的干胶质量0.4％～5％；所加入的十二烷基硫酸钠占骨胶颗粒的干胶质量0.4％～3％；碱采用NaOH或KOH；
2)将水解骨胶颗粒分散体系的pH值调节至3～9，然后在40℃～90℃下加入骨胶颗粒质量1％～8％的硫酸铝并进行搅拌，使铝离子完全配位到水解骨胶颗粒，得到改性液体骨胶胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的液体骨胶胶粘剂改性方法，其特征在于：所述的步骤1)中的搅拌时间为20～150min。
3.根据权利要求1所述的液体骨胶胶粘剂改性方法，其特征在于：所述的步骤2)中的使用酸调节其pH值，酸为柠檬酸或草酸。
4.根据权利要求1所述的液体骨胶胶粘剂改性方法，其特征在于：所述的步骤2)中的搅拌时间为10min～90min。
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