CN110951442A - 一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂及其制备方法和应用，各组分按质量份计如下：豆粕粉30～200份，改性胶液200～2000份，pH调节剂1～15份。本发明以豆粕为原料，通过温度控制、酸碱调控的技术手段，采用复合改性剂对其进行化学改性，改变大豆蛋白质分子结构，改善豆粕胶黏剂粘结强度，突破传统生物质胶黏剂在刨花板上难喷涂、成型性差、内胶合强度低的技术难题，制备的一种具有较好初粘性、流动性、粘接性的大豆蛋白基豆粕胶黏剂。此外，搭配胶黏剂固化剂，制备的刨花板的内胶合强度、2h吸水厚度膨胀率均优于国家标准。

Description

一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及木材胶黏剂制备技术领域，尤其涉及一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着家具企业生产技术的提升和消费者对家具消费理念的成熟，定制家具逐步扩展到客厅、卧室、书房、餐厅等全屋家具领域，因此性能优良、环保型、多功能性的刨花板引起了人们的普遍关注，与此同时，木材胶黏剂领域也面临着巨大的挑战。“三醛胶”具有价格便宜，胶接强度高的优点，受到了广大人造板企业的青睐，但是三醛胶在加工和使用过程中会释放游离甲醛，对人们身体健康造成伤害，不符合当前胶黏剂和人造板领域发展方向。为了解决“三醛胶”潜在甲醛释放问题，市场开发了一种用于生产刨花板的生物质胶黏剂异氰酸酯胶，其具有用量少，胶接强度高、固化速度快的优点，但是仍存在一些缺陷。异氰酸酯胶容易粘接钢带，导致压机不能够长时间的工作，从而影响产量和效益，使用脱模剂虽然能够解决这个问题，但脱模剂价格昂贵，且需要不间断的使用，从而造成生产的刨花板价格升高；异氰酸酯胶在常温下的粘结性差，且生产刨花板时用量少，导致刨花板铺装成型性较差，需要添加一些增强剂或增粘剂等助剂来辅助改善成型性；采用异氰酸酯胶生产的刨花板表层较硬，造成镂铣时磨损刀具、崩边，镂铣效果差；此外，大量使用异氰酸酯胶时，高温条件下容易挥发，长时间接触，会导致接触者喉咙不适等病症。因此，开发环境友好型、安全环保的木材胶黏剂是当前木材胶黏剂研究领域的难点。
豆粕来源于大豆，国内产量比较丰富，价格低，拥有含量较高的大豆蛋白质，其活性基团通过改性能够提高粘接性能，成为了当前木材胶黏剂领域研究的热点。本发明以大豆蛋白基豆粕为原料，在改性剂的作用下，通过温度控制、酸碱调控技术，控制豆粕胶黏剂体系的pH值和溶解程度，制备的一种可用于刨花板生产的大豆蛋白基豆粕胶黏剂，使其具有较好的初粘性改善刨花板铺装成型性，较好的流动性解决难喷涂的问题，较高的粘接性能提高刨花板物理力学性能，应用于刨花板间歇式或连续式平压生产线，具有较好的应用前景。
发明内容
解决的技术问题：本发明提出了一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂及其制备方法和应用，解决现有刨花板用木材胶黏剂潜在甲醛释放、难喷涂、粘钢带、初粘性差以及表层过硬导致的镂铣效果差等突出技术问题，具有良好的市场应用价值且用此胶黏剂制备的刨花板的物理力学性能满足相关国家标准要求。
技术方案：一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂，各组分按质量份计如下：豆粕粉30～200份，改性胶液200～2000份，pH调节剂1～15份。
优选的，上述改性胶液为聚丙烯酰胺、聚醋酸乙烯、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇、聚酰胺环氧氯丙烷、顺丁烯二酸酐、六亚甲基四胺和聚磷酸铵中至少一种。
优选的，上述pH调节剂为硫酸、盐酸、硼酸、磷酸、柠檬酸、氢氧化钠、柠檬酸钠、碳酸钾中至少一种。
优选的，上述豆粕粉目数为80～200目。
上述基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂的制备方法，制备步骤如下：①将豆粕粉加入改性胶液中搅拌均匀；②用pH调节剂调节体系pH值至4～6后升温至50～80℃；③待温度达到后，持续搅拌并保温2～6h；④测量体系黏度，达到所需黏度后冷却降温出料，即得大豆蛋白基豆粕胶黏剂。
优选的，上述体系的黏度为200～2000mPa·s。
上述大豆蛋白基豆粕胶黏剂在制备刨花板中的应用。
有益效果：1.本发明提出的一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂，价格低、初粘性好、流动性好、粘接强度高、无甲醛添加和释放，制备工艺简单，安全环保，易于工业化。2.利用本发明制备的大豆蛋白基豆粕胶黏剂能够改善刨花板铺装成型性差的问题和提高表层柔韧性，便于后期镂铣加工，制备的刨花板满足相关国家标准要求。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例中所用的改性胶液为实验室配制而成；
实施例中所述常温为室温；
实施例中为说明制备的大豆蛋白基豆粕胶黏剂性能的好坏，搭配胶黏剂固化剂，实施例在相同工艺条件下压制18mm刨花板，检测刨花板内胶合强度、2h吸水厚度膨胀率指标。
实施例1：
常温条件下，将30g豆粕粉加入由10g羟甲基纤维素、100g聚乙烯醇、190g聚酰胺环氧氯丙烷组成的改性胶液中，搅拌均匀；加入1.2g 柠檬酸将体系pH值调至5.8后边搅拌边升温；待温度升至50℃后保温2h；测量其黏度为200mPa·s，降温出料，即得大豆蛋白基豆粕胶黏剂；利用制得的大豆蛋白基豆粕胶黏剂压制刨花板，并检测其内胶合强度为0.25MPa，2h吸水厚度膨胀率为11.2%。
实施例2：
常温条件下，将80g豆粕粉加入由100g聚丙烯酰胺、1000g聚乙烯醇、900g聚醋酸乙烯组成的改性胶液中，搅拌均匀；加入10g柠檬酸、5g硼酸将体系pH值调至5.5后边搅拌边升温；待温度升至55℃后保温4h；测量其黏度为810mPa·s，降温出料，即得大豆蛋白基豆粕胶黏剂；利用制得的大豆蛋白基豆粕胶黏剂压制刨花板，并检测其内胶合强度为0.46MPa，2h吸水厚度膨胀率为4.7%。
实施例3：
常温条件下，将110g豆粕粉加入由20g聚丙烯酰胺、10g顺丁烯二酸酐、10g聚磷酸铵、260g聚乙烯醇、200g聚醋酸乙烯组成的改性胶液中，搅拌均匀；加入8g盐酸、4g柠檬酸钠将体系pH值调至4.0后边搅拌边升温；待温度升至60℃后保温3h；测量其黏度为530mPa·s，降温出料，即得大豆蛋白基豆粕胶黏剂；利用制得的大豆蛋白基豆粕胶黏剂压制刨花板，并检测其内胶合强度为0.33MPa，2h吸水厚度膨胀率为12.4%。
实施例4：
常温条件下，将150g豆粕粉加入由50g羟甲基纤维素、200g聚乙烯醇、1250g聚酰胺环氧氯丙烷组成的改性胶液中，搅拌均匀；加入3g磷酸、2g硼酸将体系pH值调至5.1后边搅拌边升温；待温度升至70℃后保温6h；测量其黏度为1880mPa·s，降温出料，即得大豆蛋白基豆粕胶黏剂；利用制得的大豆蛋白基豆粕胶黏剂压制刨花板，并检测其内胶合强度为0.30MPa，2h吸水厚度膨胀率为9.3%。
实施例5：
常温条件下，将200g豆粕粉加入由50g聚丙烯酰胺、800g聚乙烯醇、350g聚醋酸乙烯组成的改性胶液中，搅拌均匀；加入6g盐酸、2g柠檬酸钠将体系pH值调至4.5后边搅拌边升温；待温度升至80℃后保温5h；测量其黏度为1220mPa·s，降温出料，即得大豆蛋白基豆粕胶黏剂；利用制得的大豆蛋白基豆粕胶黏剂压制刨花板，并检测其内胶合强度为0.35MPa，2h吸水厚度膨胀率为7.1%。
由实施例1-5可以看出，影响大豆蛋白基豆粕胶黏剂黏度及刨花板内胶合强度和2h吸水厚度膨胀率的因素较多，通过比较，实施例2为较优的实施例。

Claims (7)

1.一种基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂，其特征在于各组分按质量份计如下：豆粕粉30～200份，改性胶液200～2000份，pH调节剂1～15份。
2.根据权利要求1所述一种基于刨花板大豆蛋白基豆粕胶黏剂，其特征在于所述改性胶液为聚丙烯酰胺、聚醋酸乙烯、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇、聚酰胺环氧氯丙烷、顺丁烯二酸酐、六亚甲基四胺和聚磷酸铵中至少一种。
3.根据权利要求1所述一种基于刨花板大豆蛋白基豆粕胶黏剂，其特征在于所述pH调节剂为硫酸、盐酸、硼酸、磷酸、柠檬酸、氢氧化钠、柠檬酸钠、碳酸钾中至少一种。
4.根据权利要求1所述一种基于刨花板大豆蛋白基豆粕胶黏剂，其特征在于所述豆粕粉目数为80～200目。
5.权利要求1-4任一所述基于刨花板用大豆蛋白基豆粕胶黏剂的制备方法，其特征在于制备步骤如下：①将豆粕粉加入改性胶液中搅拌均匀；②用pH调节剂调节体系pH值至4～6后升温至50～80℃；③待温度达到后，持续搅拌并保温2～6h；④测量体系黏度，达到所需黏度后冷却降温出料，即得大豆蛋白基豆粕胶黏剂。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于所述体系的黏度为200～2000mPa·s。
7.权利要求1-4任一所述大豆蛋白基豆粕胶黏剂在制备刨花板中的应用。
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