CN105542709B - 一种血胶胶黏剂的制备方法及所制备的血胶胶黏剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种血胶胶黏剂的制备方法及所制备的血胶胶黏剂，该方法包括将血粉与水混合后，按照一定的质量比依次加入石灰乳、小苏打、硅酸钠、葡萄糖、甘油和尿素并搅拌反应得到血胶胶黏剂。本发明制备的血胶胶黏剂有较好的粘度和胶合强度，能够稳定存放较长时间，吸水厚度膨胀率低、有较好的耐水性能。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，具体涉及一种血胶胶黏剂的制备方法及所制备的血胶胶黏剂。
背景技术
胶黏剂是通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，又叫黏合剂，习惯上简称为胶。简而言之，胶黏剂就是通过黏合作用，能使被黏物结合在一起的物质。“胶黏剂”是通用的标准术语，亦包括其他一些胶水、胶泥、胶浆、胶膏等。胶黏剂在人类社会中有广泛的应用，其原料主要为石化产品和天然可再生资源。其中，以可再生资源为原料的环保型胶黏剂，契合了人类环保和可持续发展要求，是胶黏剂研究中的重要方向。血胶胶黏剂是由血液制成的胶黏剂，其中血朊胶主要采用牛、猪和其他家畜的血液为原料制成，血胶胶黏剂的耐水性比豆胶胶黏剂和干酪素胶胶黏剂要好，胶合强度在蛋白质类胶中也是最好的。
中国专利CN104073217A公开了一种高质量血胶配方及其制备工艺，涉及一种胶黏剂，其成分主要包括：血粉、蒸馏水、20％碳酸钠水溶液、氢氧化钙。取血粉浸泡在蒸馏水中，保持蒸馏水温度控制在28℃，浸泡时长4小时，蒸馏水量为血粉的四倍；将20％碳酸钠水溶液加入到蒸馏水中，搅拌2小时；同时调配氢氧化钙与余下的蒸馏水，搅拌均匀，随时去除表面泡沫，待搅拌木浆提出胶面，向下流的胶液立即丝断成胶胨状，停止搅拌，冷却1小时；将调配的氢氧化钙与余下的蒸馏水加入2)步骤中，继续搅拌，随时去除表面泡沫，搅拌1小时；停止搅拌，冷却。本发明无毒无害，不易燃，工艺简单，性优价廉，用途广泛，实用性强。
中国专利CN103709990A公开了一种基于生物酶改性的植物蛋白基胶黏剂及其制备方法，该植物蛋白基胶黏剂制备方法中重量份为含植物蛋白的生物质20-30份、水60-120份、生物酶0.20-1.50份、酸0.3-0.8份、碱0.2-2.0份、防腐剂0.24-1.10份；经过均质、调节pH、酶解、再调节pH、防腐处理的过程制成。该胶黏剂原料来源可再生，无有毒有害物质，绿色、环保，耐水胶合强度可达到II类胶(室内用)的水平，可用于各种室内人造板的制作；该胶黏剂的制备方法减少了对化学药品的使用，有节能减排的效果；克服了普通胶黏剂中的化学品危害生产者和使用者身体健康、污染环境的问题。
传统的胶黏剂制备方法都需要添加一定量的固化剂或交联剂以获得较好的胶黏性能，常规的血胶胶黏剂制备方法制备得到的血胶胶黏剂无法同时具备好的胶黏性能和储存性能。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种血胶胶黏剂的制备方法及所制备的血胶胶黏剂，本发明制备的血胶胶黏剂有较好的胶合强度、稳定性能以及防水性能。
本发明所采用的技术方案为：
本发明提供一种血胶胶黏剂的制备方法，该方法包括：按照血粉与水的质量比为1：(3-6)将血粉与水混合静置后加入同等质量的水搅拌均匀得第一混合物；按照血粉和氢氧化钙的质量比为1：(0.2-0.4)向第一混合物中加入质量浓度为10-30％的石灰乳后搅拌1-10min得第二混合物；按照血粉和小苏打的质量比为1：(0.25-0.45)向第二混合物中加入质量浓度为20-40％的小苏打溶液后搅拌1-10min得第三混合物；按照血粉和硅酸钠的质量比为1：(0.1-0.3)向第三混合物中加入200-350g/L的硅酸钠溶液后搅拌1-10min得第四混合物；按照血粉和葡萄糖的质量比为1：(0.2-0.3)向第四混合物中加入质量浓度为30-50％的葡萄糖水溶液后搅拌1-10min得第五混合物；按照血粉、甘油和尿素的质量比为1：(0.3-0.5)：(0.2-0.4)将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌1-10min得血胶胶黏剂。
优选地，所述静置的时间为1-3h。
优选地，按照血粉和氢氧化钙的质量比为1：(0.25-0.35)向第一混合物中加入质量浓度为15-25％且温度为25-35摄氏度的石灰乳后搅拌5-7min得第二混合物。
优选地，按照血粉和小苏打的质量比为1：(0.3-0.4)向第二混合物中加入质量浓度为25-35％的小苏打溶液后搅拌5-8min得第三混合物。
优选地，按照血粉和硅酸钠的质量比为1：(0.15-0.25)向第三混合物中加入250-300g/L的硅酸钠溶液后搅拌7-9min得第四混合物。
优选地，按照血粉和葡萄糖的质量比为1：(0.2-0.3)向第四混合物中加入质量浓度为35-45％的葡萄糖水溶液后搅拌5-7min得第五混合物。
优选地，按照血粉、甘油和尿素的质量比为1：(0.35-0.45)：(0.25-0.35)将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌3-6min得血胶胶黏剂。
优选地，向第五混合物中加入甘油和尿素并搅拌之后，通过加入质量浓度为10-45％的醋酸溶液调节混合物的pH为3-5后，按照血粉、苯甲酸钠和山梨酸钾的质量比为1：(0.1-0.3)：(0.1-0.3)加入苯甲酸钠和山梨酸钾搅拌1-10min得血胶胶黏剂。
优选地，所述血粉为猪血粉、鸭血粉、羊血粉或牛血粉。
根据以上制备方法制备的血胶胶黏剂。
本发明的有益效果为：
其一，本发明的制备方法制备的血胶胶黏剂对木材有较好的胶合强度。
其二，本发明制备的血胶胶黏剂稳定性能良好，并且有很好的防水性能。
其三，本发明的制备方法简单，所用到的原料廉价易得，适合工业化生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供一种血胶胶黏剂的制备方法，该方法包括：按照血粉与水的质量比为1：(3-6)将血粉与水混合静置后加入同等质量的水搅拌均匀得第一混合物；按照血粉和氢氧化钙的质量比为1：(0.2-0.4)向第一混合物中加入质量浓度为10-30％的石灰乳后搅拌1-10min得第二混合物；按照血粉和小苏打的质量比为1：(0.25-0.45)向第二混合物中加入质量浓度为20-40％的小苏打溶液后搅拌1-10min得第三混合物；按照血粉和硅酸钠的质量比为1：(0.1-0.3)向第三混合物中加入200-350g/L的硅酸钠溶液后搅拌1-10min得第四混合物；按照血粉和葡萄糖的质量比为1：(0.2-0.3)向第四混合物中加入质量浓度为30-50％的葡萄糖水溶液后搅拌1-10min得第五混合物；按照血粉、甘油和尿素的质量比为1：(0.3-0.5)：(0.2-0.4)将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌1-10min得血胶胶黏剂。
根据本发明，所述静置的时间可以为1-3h。
根据本发明，可以按照血粉和氢氧化钙的质量比为1：(0.25-0.35)向第一混合物中加入质量浓度为15-25％且温度为25-35摄氏度的石灰乳后搅拌5-7min得第二混合物。
氢氧化钙的溶解度不是很大，因此石灰乳常常呈现悬浊液。
根据本发明，可以按照血粉和小苏打的质量比为1：(0.3-0.4)向第二混合物中加入质量浓度为25-35％的小苏打溶液后搅拌5-8min得第三混合物。
根据本发明，可以按照血粉和硅酸钠的质量比为1：(0.15-0.25)向第三混合物中加入250-300g/L的硅酸钠溶液后搅拌7-9min得第四混合物。
硅酸钠是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。
根据本发明，可以按照血粉和葡萄糖的质量比为1：(0.2-0.3)向第四混合物中加入质量浓度为35-45％的葡萄糖水溶液后搅拌5-7min得第五混合物。
葡萄糖化学式C6H12O6)又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖，简称为葡糖，葡萄糖的黏度随着温度的升高而增大。
根据本发明，可以按照血粉、甘油和尿素的质量比为1：(0.35-0.45)：(0.25-0.35)将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌3-6min得血胶胶黏剂。
血胶胶黏剂中加入甘油可以提高胶膜韧性，加入尿素等可稳定pH值，提高耐水性和耐老化性能。
根据本发明，向第五混合物中加入甘油和尿素并搅拌之后，可以通过加入质量浓度为10-45％的醋酸溶液调节混合物的pH为3-5后，按照血粉、苯甲酸钠和山梨酸钾的质量比为1：(0.1-0.3)：(0.1-0.3)加入苯甲酸钠和山梨酸钾搅拌1-10min得血胶胶黏剂。
苯甲酸钠是苯甲酸的钠盐。苯甲酸钠属于酸性防腐剂在酸性环境下防腐效果较好，是很常用的防腐剂，有防止变质发酸、延长保质期的效果，在世界各国均被广泛使用。山梨酸钾有很强的抑制腐败菌和霉菌作用，并因毒性远比其他防腐剂为低，故已成为世界上最主要的防腐剂，在酸性条件下能充分发挥防腐作用。
根据本发明，所述血粉可以为猪血粉、鸭血粉、羊血粉或牛血粉。
本发明还提供根据本发明的制备方法制备得到的血胶胶黏剂。
下面将通过实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。
如无特别说明，本发明所用仪器和试剂均为商购，不同品牌的商品不影响具体使用。防腐剂添加量符合GB2760-2011。
血胶胶黏剂性能测试中所用试材为速生林杨木，釆自湖南洞庭湖区，1.5mm厚单板，预先将杨木单板在室温通风条件下放置一段时间，使其含水率达到当地的木材平衡含水率，约13％左右。按照GB/T9846.7-2004(《胶合板》:第七部分:试件的锯制)标准制作试件。压板工艺参数:试件规格300mm*300nim*9mm，采用手工刷涂的方式将上述调制的胶黏剂均勾涂布于杨木单板，使用常规的垂直纹理方式组坯成五层胶合板，施胶量350-400g/m2，采用冷压成型工艺，压力l.OMPa-1.5MPa，室温下保压12h后卸板。
胶合强度测试：
依照GB/T14074.10-2006(《木材胶黏剂及其树脂检测方法》第十部分:胶合强度和内结合强度测定)标准，按照II类胶合板的标准，先将试件放在(63±3)℃的热水中浸渍3h，取出后再室温下冷却lOmin，用专用的卡具将试件夹紧于试验机的一对活动夹具中，使之成一条直线，试件中心应通过试验机活动夹具的轴线，支持部位与试件槽口的距离在5mm范围内，以5mm/min的速度加荷，从加负荷开始在(60±30)s内致试件破坏至其破坏。记下最大破坏载荷，精确至10N。(试件为A型试件)胶合强度计算公式:
σ＝Pmax/A
σ：试件表面胶合强度(MPa)，Pmax：试件表面胶层破坏时的最大载荷(N)，A：试件卡头胶合面积(mm2)。
耐水性能测试：
耐水性通过测量试件24小时吸水厚度膨胀率来评价。按照国标GB/T846，先将时间进行质量恒定处理，然后用千分尺测量试件中心点(试件对角线的交点)的厚度。然后将试件侧立完全浸入pH值为7±1，温度为(20±2)℃的水槽中，并保证其能自由膨胀，根据产品要求，达到规定浸泡时间后，取出时间，擦去表面附水，在原测量点上30分钟内测量其厚度值。结果按照下式计算，并精确到0.1％。
T＝(H2-H1)/H1)
T:吸水厚度膨胀率(％)，H1:浸水前试件厚度(mm)，H2:浸水后试件厚度。
储存稳定性能测试：
按照GB/T14074.9-2006(《木材胶黏剂及其树脂检测方法》第九部分:储存稳定性测定)。将试样在进行初始粘度测定后，称取试样400g(精确到O.lg)于锥形瓶中，在60℃条件下，将锥形瓶放入恒温水浴中，试样上液面应在低于水浴面20mm处，并记下时间，约lOmin后，盖紧塞子，每隔1h从锥形瓶中取出样冷却至20℃，测定其粘度，计算粘度变化率。直至粘度增长到200％为止，以小时(h)为单位。测定所得的时间txlO，即相当于密封包装的胶黏剂置于温度在10-20℃，阳光不能直射处储存的天数。
粘度使用数显旋转粘度计可对胶黏剂粘度进行直接测试，单位:mPa.s。
实施例1
按照质量比1：3将猪血粉与水混合静置1h后加入同等质量的水搅拌均匀得第一混合物；按照猪血粉和氢氧化钙的质量比为1：0.2向第一混合物中加入质量浓度为10％、温度和25摄氏度的石灰乳后搅拌1min得第二混合物；按照猪血粉和小苏打的质量比为1：0.25向第二混合物中加入质量浓度为20％的小苏打溶液后搅拌1min得第三混合物；按照猪血粉和硅酸钠的质量比为1：0.1向第三混合物中加入200g/L的硅酸钠溶液后搅拌1min得第四混合物；按照猪血粉和葡萄糖的质量比为1：0.2向第四混合物中加入质量浓度为30％的葡萄糖水溶液后搅拌1min得第五混合物；按照猪血粉、甘油和尿素的质量比为1：0.3：0.2将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌1min得血胶胶黏剂XJ1，具体性质见表1。
实施例2
按照质量比1：6将猪血粉与水混合静置3h后加入同等质量的水搅拌均匀得第一混合物；按照猪血粉和氢氧化钙的质量比为1：0.4向第一混合物中加入质量浓度为30％、温度和35摄氏度的石灰乳后搅拌10min得第二混合物；按照猪血粉和小苏打的质量比为1：0.45向第二混合物中加入质量浓度为40％的小苏打溶液后搅拌10min得第三混合物；按照猪血粉和硅酸钠的质量比为1：0.3向第三混合物中加入350g/L的硅酸钠溶液后搅拌10min得第四混合物；按照猪血粉和葡萄糖的质量比为1：0.3向第四混合物中加入质量浓度为50％的葡萄糖水溶液后搅拌10min得第五混合物；按照猪血粉、甘油和尿素的质量比为1：0.5：0.4将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌10min后，通过加入质量浓度为45％的醋酸溶液调节混合物的pH为5后，按照血粉、苯甲酸钠和山梨酸钾的质量比为1：0.3：0.3加入苯甲酸钠和山梨酸钾搅拌10min得血胶胶黏剂XJ2，具体性质见表1。
实施例3
按照质量比1：4.5将猪血粉与水混合静置2h后加入同等质量的水搅拌均匀得第一混合物；按照猪血粉和氢氧化钙的质量比为1：0.3向第一混合物中加入质量浓度为20％、温度和30摄氏度的石灰乳后搅拌6min得第二混合物；按照猪血粉和小苏打的质量比为1：0.35向第二混合物中加入质量浓度为30％的小苏打溶液后搅拌6min得第三混合物；按照猪血粉和硅酸钠的质量比为1：0.2向第三混合物中加入270g/L的硅酸钠溶液后搅拌6min得第四混合物；按照猪血粉和葡萄糖的质量比为1：0.25向第四混合物中加入质量浓度为40％的葡萄糖水溶液后搅拌6min得第五混合物；按照猪血粉、甘油和尿素的质量比为1：0.4：0.3将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌6min后，通过加入质量浓度为10％的醋酸溶液调节混合物的pH为3后，按照血粉、苯甲酸钠和山梨酸钾的质量比为1：0.1：0.1加入苯甲酸钠和山梨酸钾搅拌1min得血胶胶黏剂XJ3，具体性质见表1。
表1血胶胶黏剂性能
通过实施例1-3可知本发明制备的血胶胶黏剂有较好的粘度和胶合强度，能够稳定存放较长时间，吸水厚度膨胀率低、有较好的耐水性能。
Claims (10)
1.一种血胶胶黏剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：
按照血粉与水的质量比为1：(3-6)将血粉与水混合静置后加入同等质量的水搅拌均匀得第一混合物；
按照血粉和氢氧化钙的质量比为1：(0.2-0.4)向第一混合物中加入质量浓度为10-30％的石灰乳后搅拌1-10min得第二混合物；
按照血粉和小苏打的质量比为1：(0.25-0.45)向第二混合物中加入质量浓度为20-40％的小苏打溶液后搅拌1-10min得第三混合物；
按照血粉和硅酸钠的质量比为1：(0.1-0.3)向第三混合物中加入200-350g/L的硅酸钠溶液后搅拌1-10min得第四混合物；
按照血粉和葡萄糖的质量比为1：(0.2-0.3)向第四混合物中加入质量浓度为30-50％的葡萄糖水溶液后搅拌1-10min得第五混合物；
按照血粉、甘油和尿素的质量比为1：(0.3-0.5)：(0.2-0.4)将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌1-10min得血胶胶黏剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为1-3h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照血粉和氢氧化钙的质量比为1：(0.25-0.35)向第一混合物中加入质量浓度为15-25％且温度为25-35摄氏度的石灰乳后搅拌5-7min得第二混合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照血粉和小苏打的质量比为1：(0.3-0.4)向第二混合物中加入质量浓度为25-35％的小苏打溶液后搅拌5-8min得第三混合物。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照血粉和硅酸钠的质量比为1：(0.15-0.25)向第三混合物中加入250-300g/L的硅酸钠溶液后搅拌7-9min得第四混合物。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照血粉和葡萄糖的质量比为1：(0.2-0.3)向第四混合物中加入质量浓度为35-45％的葡萄糖水溶液后搅拌5-7min得第五混合物。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照血粉、甘油和尿素的质量比为1：(0.35-0.45)：(0.25-0.35)将甘油和尿素加入第五混合物中搅拌3-6min得血胶胶黏剂。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向第五混合物中加入甘油和尿素并搅拌之后，通过加入质量浓度为10-45％的醋酸溶液调节混合物的pH为3-5后，按照血粉、苯甲酸钠和山梨酸钾的质量比为1：(0.1-0.3)：(0.1-0.3)加入苯甲酸钠和山梨酸钾搅拌1-10min得血胶胶黏剂。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述血粉为猪血粉、鸭血粉、羊血粉或牛血粉。
10.根据权利要求1-9的制备方法制备的血胶胶黏剂。
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