CN108504325A - 一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酶解木质素‑大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,先通过将酶解木质素用物理研磨处理与多羟基醇溶剂中酸解液化相结合的方法得到液化酶解木质素,然后将其与大豆蛋白溶液共混,将得到的胶粘剂基料与硼酸溶液、无机填料混匀后加热交联反应,冷却后真空脱泡,得到酶解木质素‑大豆蛋白复合板材胶粘剂。本发明得到的复合板材胶粘剂不仅具有高胶合强度,而且柔韧性好、耐老化、耐久性高,有助于提高胶合板材的使用寿命以及质量稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域,尤其涉及一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法。
背景技术
由于人们生活水平的逐渐提高,人造板材的用量变得旺盛,对其品质的需求也有所提高。在人造板的生产过程中,胶粘剂的用量极大,其中主要使用的胶粘剂包括脲醛树脂胶粘剂、EVA胶粘剂等。此类有机胶粘剂不仅生产成本高,而且在会持续释放甲醛等挥发气体,对室内环境以及人体健康产生不良影响。为了符合环保以及可持续发展的要求,开发绿色、天然、无污染的板材胶粘剂已经成为人们关注的重点。
大豆蛋白作为一种天然材料,具有原料来源广、价格低廉、加工性能好等优点,成为生产绿色板材胶粘剂的主要材料之一,受到广泛的关注。针对大豆蛋白存在的亲水性强、胶合粘度低的问题,也作出了不少改进。CN201010160202提供了一种耐水性大豆分离蛋白胶粘剂,利用硼酸和十二烷基苯磺酸钠对大豆分离蛋白进行改性,增加大豆分离蛋白基团的疏水性和内部交联程度,从而改善胶粘剂的耐水性和胶合强度。但是,这种方法对大豆蛋白胶粘剂的胶合强度提高有限。同时,大豆蛋白还存在环境条件下易老化发脆、耐久性不高的问题,实际应用中容易影响板材的使用寿命以及质量稳定性。因此,有必要对现有的大豆蛋白板材胶粘剂作出改进。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,使得到的产品既具有高胶合强度,而且柔韧性好、耐老化、耐久性高,有助于提高胶合板材的使用寿命以及质量稳定性。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)先将大豆蛋白充分溶解于水中得到质量分数为15-25%的大豆蛋白溶液,然后加入相当于大豆蛋白重量0.5-1倍的液化酶解木质素并搅拌均匀,得到胶粘剂基料;
(2)向步骤(1)得到的胶粘剂基料中加入相当于胶粘剂基料重量10-20%的硼酸溶液和相当于胶粘剂基料重量5-10%的无机填料,然后进行加热处理,冷却后真空脱泡,得到酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂。
所述液化酶解木质素的制备方法如下:将酶解木质素、相当于酶解木质素重量2-3倍的聚乙二醇、相当于酶解木质素重量0.5-1倍的丙三醇混合均匀,先用研磨机精磨15-20次,然后加入相当于酶解木质素重量1-1.5%的浓硫酸于120-150℃反应0.5-1h,冷却得到液化酶解木质素。
所述酶解木质素的制备方法如下:将干燥后的酶解秸秆残渣研磨至200-400目,然后加入相当于酶解秸秆残渣重量3-5倍的氢氧化钠水溶液于60-80℃保温反应1-2h,过滤后向得到的滤液中用浓度为1.5-2.5%的硫酸水溶液将pH调至2.5-3.5,于60-70℃保温处理0.5-1h后过滤,将得到的滤渣水洗数次,烘干后即得酶解木质素。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为1-3%。
所述硼酸水溶液的浓度为3-5%。
所述无机填料为白炭黑。
所述步骤(2)中的加热处理方法为先升温至35-40℃并搅拌10-20min,然后线性升温至85-95℃,静置保温处理5-10min。
所述线性升温的升温速度为1-2℃/min。
本发明的优点是:
本发明先通过将酶解木质素用物理研磨处理与多羟基醇溶剂中酸解液化相结合的方法得到液化酶解木质素,然后将其与大豆蛋白溶液共混,将得到的胶粘剂基料与硼酸溶液、无机填料混匀后加热交联反应,冷却后真空脱泡,得到酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂。其中,利用先充分研磨再酸解液化的方法,使得到的酶解木质素能够充分降解液化,得到的产物液化酶解纤维素具有分子量低、反应活性强的优点,将其与大豆蛋白溶液共混,然后利用硼酸溶液使大豆蛋白发生交联,使液化酶解纤维素分子有机结合在交联大豆蛋白胶粘剂基体中,既能提高大豆蛋白胶粘剂的耐紫外老化性能,改善胶粘剂的耐久性,而且能提高胶粘剂的柔韧性,减少其老化、发脆;此外,液化酶解纤维素还能起到粘结、增加强度的效果,有助于提高胶粘剂的胶合强度。通过上述处理,使得到的复合板材胶粘剂不仅具有高胶合强度,而且柔韧性好、耐老化、耐久性高,有助于提高胶合板材的使用寿命以及质量稳定性。
具体实施方式
一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)先将大豆蛋白充分溶解于水中得到质量分数为15%的大豆蛋白溶液,然后加入相当于大豆蛋白重量0.5倍的液化酶解木质素并搅拌均匀,得到胶粘剂基料;
(2)向步骤(1)得到的胶粘剂基料中加入相当于胶粘剂基料重量10%的硼酸溶液和相当于胶粘剂基料重量5%的无机填料,然后进行加热处理,冷却后真空脱泡,得到酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂。
所述液化酶解木质素的制备方法如下:将酶解木质素、相当于酶解木质素重量2倍的聚乙二醇、相当于酶解木质素重量0.5倍的丙三醇混合均匀,先用研磨机精磨15次,然后加入相当于酶解木质素重量1%的浓硫酸于120℃反应0.5h,冷却得到液化酶解木质素。
所述酶解木质素的制备方法如下:将干燥后的酶解秸秆残渣研磨至200目,然后加入相当于酶解秸秆残渣重量3倍的氢氧化钠水溶液于60℃保温反应1h,过滤后向得到的滤液中用浓度为1.5%的硫酸水溶液将pH调至2.5,于60℃保温处理0.5h后过滤,将得到的滤渣水洗数次,烘干后即得酶解木质素。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为1%。
所述硼酸水溶液的浓度为3%。
所述无机填料为白炭黑。
所述步骤(2)中的加热处理方法为先升温至35℃并搅拌10min,然后线性升温至85℃,静置保温处理5min。
所述线性升温的升温速度为1℃/min。
Claims (8)
1.一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)先将大豆蛋白充分溶解于水中得到质量分数为15-25%的大豆蛋白溶液,然后加入相当于大豆蛋白重量0.5-1倍的液化酶解木质素并搅拌均匀,得到胶粘剂基料;
(2)向步骤(1)得到的胶粘剂基料中加入相当于胶粘剂基料重量10-20%的硼酸溶液和相当于胶粘剂基料重量5-10%的无机填料,然后进行加热处理,冷却后真空脱泡,得到酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述液化酶解木质素的制备方法如下:将酶解木质素、相当于酶解木质素重量2-3倍的聚乙二醇、相当于酶解木质素重量0.5-1倍的丙三醇混合均匀,先用研磨机精磨15-20次,然后加入相当于酶解木质素重量1-1.5%的浓硫酸于120-150℃反应0.5-1h,冷却得到液化酶解木质素。
3.根据权利要求2所述的一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述酶解木质素的制备方法如下:将干燥后的酶解秸秆残渣研磨至200-400目,然后加入相当于酶解秸秆残渣重量3-5倍的氢氧化钠水溶液于60-80℃保温反应1-2h,过滤后向得到的滤液中用浓度为1.5-2.5%的硫酸水溶液将pH调至2.5-3.5,于60-70℃保温处理0.5-1h后过滤,将得到的滤渣水洗数次,烘干后即得酶解木质素。
4.根据权利要求3所述的一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述氢氧化钠水溶液的浓度为1-3%。
5.根据权利要求1所述的一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述硼酸水溶液的浓度为3-5%。
6.根据权利要求1所述的一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述无机填料为白炭黑。
7.根据权利要求1所述的一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中的加热处理方法为先升温至35-40℃并搅拌10-20min,然后线性升温至85-95℃,静置保温处理5-10min。
8.根据权利要求7所述的一种酶解木质素-大豆蛋白复合板材胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述线性升温的升温速度为1-2℃/min。
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