CN111423845A

CN111423845A - 一种改性分离蛋白胶粘剂及其制备方法

Info

Publication number: CN111423845A
Application number: CN201911177322.2A
Authority: CN
Inventors: 何琪神
Original assignee: Henan Hejia Wood Industry Co ltd
Current assignee: Henan Hejia Wood Industry Co ltd
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2020-07-17

Abstract

本发明公开了一种改性分离蛋白胶粘剂及其制备方法，以大豆分离蛋白为原料，通过化学改性的工艺制备大豆分离蛋白胶粘剂。本发明包括以下质量百分数的组分：大豆分离蛋白粉15‑40%、碱性物质改性剂3‑10%、防腐剂0.1‑1%、水50‑80%；其制备方法是大豆分离蛋白加热溶解，碱性物质改性剂改性，最后加入防腐剂，搅拌混匀，包装存放。本发明的优点是无甲醛引入，加工工艺过程简单、环境友好、无有毒有害物质释放。可用于纸制品，木纤维等领域产品的加工。

Description

一种改性分离蛋白胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种蛋白胶粘剂，具体是一种改性分离蛋白胶粘剂及其制备方法。

背景技术

进入二十一世纪，日益严重的环境污染，尤其是化学物质污染引起的空气污染和环境的生态危机，已经成为影响国民经济和社会健康发展的重要因素。含有大豆蛋白粉的粘合剂最早在二十世纪二十年年代的美国西北沿海区制造花旗松胶合板，大豆胶占当时市场份额的85%以上。在二十世纪五十年代逐渐被更便宜、更易使用的石油制品的“三醛胶”所取代。“三醛胶”，即脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂。人造板材产品中所含的甲醛，除微量来源于木材原料本身，其它都来源于胶粘剂。在被广泛使用的脲醛树脂的生产和使用过程中会有甲醛释放，释放期为3~15年，从而导致室内空气中的甲醛含量长期超标，对人的身体健康造成严重危害。

近几年随着环保的意识增强，环保的无甲醛胶水也不断推陈出新。环保的大豆蛋白胶是采用大豆低温豆粕粉碎成极细的大豆蛋白粉，采用碱或酸改性后，再加入抗水强化剂的方式。朱瑾博士的专利号为2007101640804采用植物蛋白和木质素磺酸盐混合并加入环氧卤代烷增强的方式以及专利号为2007800395377的生产方式，都能提高大豆蛋白胶的抗水性，但是在使用过程中难储存，不易运输，使用困难，不稳定，成本高的问题一直凸显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性分离蛋白胶粘剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种改性分离蛋白胶粘剂，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白15-40%、碱性物质改性剂3-15%、防腐剂0.1-1%、水50-80%。

作为本发明再进一步的方案：包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白25%、碱性物质改性剂10%、防腐剂0.6%、水64.4%。

作为本发明再进一步的方案：所述碱性物质改性剂为硅酸钠、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁中的一种或其混合物。

作为本发明再进一步的方案：所述的防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠、硼砂、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、卡松、布罗波尔中的一种或其混合物。

所述改性分离蛋白胶粘剂的制备方法，步骤如下：

1）将大豆分离蛋白和水放置在搅拌器的反应釜中，配置大豆分离蛋白溶液；

2）将步骤1)中的溶液升温到70-98℃，持续搅拌20-60分钟，让分离蛋白充分溶解；

3）向步骤2)中的溶液中加入碱性物质改性剂，持续搅拌20-60分钟。

4）将步骤3)中的溶液降温至室温，加入防腐剂，持续搅拌20-60分钟。

5）分装入桶，即可。

所述的改性分离蛋白胶粘剂用于多层板生产用粘合剂中的用途。

本发明的有益效果：以大豆分离蛋白为原料，通过化学改性的工艺制备大豆分离蛋白胶粘剂；本发明的优点是无甲醛引入，加工工艺过程简单、环境友好、无有毒有害物质释放。可以应用于所有种类的人造板材，如胶合板、细木工板、定向刨花板、刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板、饰面人造板等，及纸板、纸板、纸管的加工，椰棕丝床垫的加工。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种改性分离蛋白胶粘剂，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白15%、碱性物质改性剂15%、防腐剂0.1%、水69.9%。

进一步的，所述的碱性物质改性剂为硅酸钠。

进一步的，所述的防腐剂为山梨酸钾。

本实施例所述改性分离蛋白胶粘剂的制备方法，步骤如下：

1）在带搅拌器的反应釜中，将大豆分离蛋白溶于水中，配置大豆分离蛋白溶液；

2）将步骤1)中的溶液升温到70℃，持续搅拌60分钟，让大豆分离蛋白充分溶解；

3）向步骤2)中的溶液中加入硅酸钠，持续搅拌60分钟，最后测量pH值为11。

4）将步骤3)中的溶液降温至室温，加入山梨酸钾，持续搅拌60分钟。

5）分装入桶,即可。

实施例2

一种改性分离蛋白胶粘剂，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白40%、碱性物质改性剂3%、防腐剂1%、水56%。

进一步的，所述的碱性物质改性剂为氢氧化钙和氧化钙按照质量比1：1的混合物。

进一步的，所述的防腐剂为苯甲酸钠和硼砂质量比1：2的混合物。

2）将步骤1)中的溶液升温到98℃，持续搅拌20分钟，让大豆分离蛋白充分溶解；

3）向步骤2)中的溶液中加入氢氧化钙和氧化钙混合物，持续搅拌20分钟，最后测量pH值为11。

4）将步骤3)中的溶液降温至室温，加入苯甲酸钠和硼砂持续搅拌，保持20-60分钟。

5）分装入桶,即可。

实施例3

一种改性分离蛋白胶粘剂，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白24%、碱性物质改性剂15%、防腐剂1%、水50%。

进一步的，所述的碱性物质改性剂氧化镁。

进一步的，所述的防腐剂为亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠质量百分比为1：1的混合物。

2）将步骤1)中的溶液升温到80℃，持续搅拌55分钟，让大豆分离蛋白充分溶解；

3）向步骤2)中的溶液中加入亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠混合物质，持续搅拌40分钟，最后测量pH值为11。

4）将步骤3)中的溶液降温至室温，加入防腐剂卡松胡布罗波尔混合物持续搅拌55分钟。

5）分装入桶,即可。

实施例4

一种改性分离蛋白胶粘剂，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白15%、碱性物质改性剂4.9%、防腐剂0.1%、水80%。

进一步的，所述的碱性物质改性剂为氧化钙和氧化镁质量百分比为2：1的混合物。

进一步的，所述的防腐剂为卡松和布罗波尔质量百分比为1：1的混合物。

2）将步骤1)中的溶液升温到70-98℃，持续搅拌20-60分钟，让大豆分离蛋白充分溶解；

3）向步骤2)中的溶液中加入氧化钙和氧化镁混合物质，持续搅拌20-60分钟，最后测量pH值为11。

4）将步骤3)中的溶液降温至室温，加入防腐剂卡松和布罗波尔混合物，持续搅拌保持20-60分钟。

5）分装入桶,即可。

实施例5

一种改性分离蛋白胶粘剂，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白25%、碱性物质改性剂10%、防腐剂0.6%、水64.4%。

5）分装入桶,即可。

实施例6

本实施例对有无PO的胶粘剂，储存时间、粘度的对比：

实施例6A

将25克水放入带搅拌器的容器中，控制搅拌速率为50~200转/分，然后依次加入PAE20克，加入脱脂豆粉25克，搅拌均匀，保持600分钟后，加入尿素25克，加入pH调节剂调节PH值6.0，加入乙二醇5克，硅藻土5克，搅拌均匀，观察储存的粘度pH值变化。

实施例6B

将25克水放入带搅拌器的容器中，控制搅拌速率为50~200转/分，然后依次加入PAE20克，加入脱脂豆粉25克，搅拌均匀，保持600分钟后，搅拌均匀，加入pH调节剂调节PH值6.0，加入乙二醇5克，硅藻土5克，搅拌均匀，观察储存的粘度pH值变化。

实施例6C

将25克水放入带搅拌器的容器中，控制搅拌速率为50~200转/分，然后依次加入PAE20克，浓度15%的双氧水10克保持60分钟后，得到PO，然后在PO溶液中，加入脱脂豆粉25克，搅拌均匀，保持600分钟后，加入尿素25克，搅拌均匀，加入交联剂20克，加入pH调节剂调节PH值6.0，加入乙二醇5克，硅藻土5克，搅拌均匀，观察储存的粘度pH值变化。

实施例6D

将25克水放入带搅拌器的容器中，控制搅拌速率为50~200转/分，然后依次加入PAE20克，浓度15%的双氧水10克保持60分钟后，得到PO，然后在PO溶液中，加入脱脂豆粉25克，搅拌均匀，保持600分钟后，加入盐酸胍25克，搅拌均匀加入交联剂20克，加入pH调节剂调节PH值6.0，加入乙二醇5克，硅藻土5克，搅拌均匀，观察储存的粘度pH值变化。

并将以上的实验的对比数据，汇集到表2。

表2：稳定性结果对比

根据表2所列数据可以看出，加入PO及蛋白分散剂的产品具有最好的pH值稳定性，及可流动性。实施例6A，因为有大量的氨气排出，蛋白逐渐被水解，失去粘合剂的特性。而6B因为不能流动，在生产使用上较困难。

实施例7

胶合板强度测试，按照三类和二类胶合板检测，三类胶合板直接检测强度，二类胶合板的胶合强度的检测采用国家标准GB/T 9846.3-2004中规定的方法，即将试件放在63±3℃的热水中浸泡3小时，取出后在室温下冷却10min，然后检测强度。

胶合板的制作，采用杨木单板，单板厚度1.7mm，三层5.0mm胶合板，涂胶量为170克/m2,冷压40分钟，热压时间5min，热压温度120度,单位压力1Mpa，冷凉放置后按国标进行检测。

采用6B，6C，6D的胶水压制5mm三合板，检测胶合强度，汇集到表3。

表3：稳定性结果对比：

根据表3所列数据可以看出，加入PAE-O及蛋白分散剂的的产品的胶合强度没有降低，反而能够有所提高，该工艺及产品可以适用于胶合板的工业化生产。

本发明的产品应用于胶合板生产时，同正常的脲醛胶使用方法一样，使用涂胶机或毛刷均匀地双面涂胶，然后组胚整理、预压或者不进行预压、热压。热压参数为110~170℃，压强为9-15公斤/cm2。

本发明的胶粘剂可以应用于所有种类的人造板材，如胶合板、细木工板、定向刨花板（OSB）、刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板、饰面人造板等，及纸板、纸板、纸管的加工，椰棕丝床垫的加工

与现有技术相比，本发明的有益效果是：以大豆分离蛋白为原料，通过化学改性的工艺制备大豆分离蛋白胶粘剂；本发明的优点是无甲醛引入，加工工艺过程简单、环境友好、无有毒有害物质释放。可以应用于所有种类的人造板材，如胶合板、细木工板、定向刨花板、刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板、饰面人造板等，及纸板、纸板、纸管的加工，椰棕丝床垫的加工。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种改性分离蛋白胶粘剂，其特征在于，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白15-40％、碱性物质改性剂3-15％、防腐剂0.1-1％、水50-80％。

2.根据权利要求1所述的改性分离蛋白胶粘剂，其特征在于，包括以下按照质量百分数的组分：大豆分离蛋白25％、碱性物质改性剂10％、防腐剂0.6％、水64.4％。

3.根据权利要求2所述的改性分离蛋白胶粘剂，其特征在于，所述碱性物质改性剂为硅酸钠、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的改性分离蛋白胶粘剂，其特征在于，所述的防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠、硼砂、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、卡松、布罗波尔中的一种或多种组合。

5.一种如权利要求1-4任一所述的改性分离蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

1)将大豆分离蛋白和水加入带搅拌器的反应釜中，配置大豆分离蛋白溶液；

2)将步骤1)中的溶液升温到70-98℃，持续搅拌20-60分钟，让大豆分离蛋白充分溶解；

3)向步骤2)中的溶液中加入碱性物质改性剂，持续搅拌20-60分钟；

4)将步骤3)中的溶液降温至室温，加入防腐剂，持续搅拌20-60分钟；

5)分装入桶，即可。

6.一种如权利要求1-5任一所述的改性分离蛋白胶粘剂在制备多层板生产用粘合剂中的用途。