CN111607354A - 一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，涉及胶黏剂技术领域，具体工艺如下：1）制备羟磷灰石粉体；2）对氢氧化镁进行处理，得到预处理氢氧化镁粉体；3）将羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体混合研磨后得到纳米级混合粉体，将蒙脱石与纳米级混合粉体置于醋酸溶液中，水浴反应后加入到壳聚糖溶液中，搅拌后加入多聚磷酸钠继续搅拌，干燥后得到纳米粒；4）将纳米粒悬浮液加入到生物质基胶黏剂中即可。本发明制备的纳米粒生物质基胶黏剂具有优异的胶合性能，可以更好的满足人们对生物质基胶黏剂胶合性能的需求，使得生物质胶黏剂具有更加广阔的前景。

Description

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，具体涉及一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺。

背景技术

我国是世界人造板生产大国，据统计，2017年我国人造板产量达到2.95亿立方米，人造板工业用胶黏剂的消耗量达到1796万吨（固体质量分数100%），其中甲醛系胶黏剂消耗量为1568万吨，占木材工业用胶黏剂消耗量的87.3%，主要以脲醛树脂胶黏剂（含改性）和酚醛树脂胶黏剂为主。甲醛系胶黏剂具有较好的粘接性能，其粘强强度比动、植物胶高，耐光性好而 适用于木材、胶合板、层压板及竹木制品等复合板材的粘胶生产，更重要的是其价格比较低 而被广泛应用。而这些人造板材制品又被广泛地用在人们长期居住、生活的家庭和办公室 等场所，但是这些胶黏剂或复合板材制品中存在着一定量的游离甲醛，例如，脲醛树脂胶粘剂中的游离甲醛含量高达5～7％，因其在生产加工和使用过程中放出有毒气体—甲醛， 严重污染损害人们的身体健康，在使用上应该受到很大的限制。

近年来，生物制基胶黏剂发展十分迅速，已成为最具应用潜力的胶黏剂之一，尤其以大豆蛋白胶黏剂发展最为迅猛。2017年大豆蛋白胶黏剂年消耗量约为1.5万吨，同比增长10%，但是，生物质基胶黏剂存在胶合强度较差，无法满足人们对胶黏剂高粘结强度的需求。因此，如能够进一步提高生物质基胶黏剂的胶合强度，增强其胶合性能，则生物质胶黏剂必将具有更加广阔的前景。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，具体生产工艺如下：

1）称取适量的氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES，加入到去离子水中，搅拌溶解后得到氯化钙浓度为12-14mmol/L、磷酸二氢钠浓度为4-6mmol/L以及HEPES浓度为45-55mmol/L的混合溶液，然后加入浓度为4-5mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至5.9-6.4，然后置于35-40℃烘箱中培养3-4d，反应结束后进行抽滤溶液，得到大量絮状沉淀物，洗涤后放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥20-25h，得到羟磷灰石粉体；本发明中，通过对磷酸盐合成过程中pH值进行调节，使得羟磷灰石晶体的长径比逐渐增大，晶体沿c轴生长，形成柱状晶体结构的羟磷灰石，由于羟磷灰石为柱状晶体结构，在胶黏剂基体中，柱状晶体可以相互交错生成空间网状结构，使得胶黏剂扩散到木材内部后会附着在木材导管壁上形成毛刺状的胶黏剂组织，当层间剥离时可起到胶钉作用，从而增强了胶黏剂的剥离强度，使其具有优异的胶合性能；

2）按照质量体积比为1:7-10g/ml，将称取的氢氧化镁，溶解于质量浓度为15-20%的尿素溶液中，再按照尿素溶液体积的30-35%，加入浓度为2-2.5mol/L的氢氧化钾溶液，混合搅拌均匀后转移至反应釜中，在150-180r/min搅拌状态下，在为210-230℃水热反应8-10h，待反应结束后进行抽滤，将得到的产物用蒸馏水洗涤3-5次，在50-60℃下干燥6-8h，得到预处理氢氧化镁粉体；本发明中，通过将氢氧化镁溶解在尿素溶液中进行水热处理，使得氢氧化镁的晶体结构被破坏，产生的新相，并且水热处理中加入氢氧化钾，随着反应中氢氧根含量的增加，氢氧化镁的晶形趋于完整，粒径呈变大趋势且厚度逐渐增加，逐渐生长成为规则的片状晶体结构，由于预处理氢氧化镁为片状晶体结构，在胶黏剂基体中，片状晶体可以相互交错生成空间网状结构，使得胶黏剂扩散到木材内部后会附着在木材导管壁上形成毛刺状的胶黏剂组织，当层间剥离时可起到胶钉作用，从而增强了胶黏剂的剥离强度，使其具有优异的胶合性能；

3）称取适量的壳聚糖溶于浓度为2-3%，pH值为4.5-5.0的醋酸溶液中，使其溶解形成浓度为3-5mg/ml的壳聚糖溶液，将羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体按照质量比为1:1-2混合后进行研磨，得到纳米级混合粉体，然后按照蒙脱石与纳米级混合粉体的质量比为4-5:1，将称取的粒径为300-500目的纳基蒙脱石与纳米级混合粉体一起置于浓度为2-3%，pH值为4.5-5.0的醋酸溶液中，并在60-70℃下水浴5-7h，待水浴结束后在300-400W超声处理5-8min，然后加入到壳聚糖溶液中，在200-400r/min磁力搅拌1-2h，搅拌后，按照壳聚糖与多聚磷酸钠的质量比为20-25:3，加入浓度为1.0-1.5mg/ml的多聚磷酸钠，300-400W超声5-10s并继续200-400r/min搅拌1-1.5h，得到纳米级混合粉体的含量为0.75-1.25mg/ml，壳聚糖含量为1-3mg/ml的纳米粒混悬液，然后经冷冻干燥20-25h，得到纳米粒；本发明中，利用蒙脱石作为载体，使得纳米级羟磷灰石和预处理氢氧化镁负载于蒙脱石中，利用壳聚糖和多聚磷酸钠相互作用缠绕在一起形成结构结实的纳米粒，由于蒙脱石表层带负电，与带正电荷的壳聚糖之间产生静电作用，从而使得负载有纳米级混合粉体的蒙脱石镶嵌于壳聚糖纳米粒中，通过将混合粉体镶嵌于壳聚糖纳米粒中，使得壳聚糖纳米粒成为胶黏剂中空间网状结构的交织点，可以起到稳固空间网状结构的作用，使得木材导管壁上附着的毛刺状胶黏剂的胶钉作用增强，从而实现剥离强度的进一步增强；

4）将得到的纳米粒加入到一定量的去离子水中，经300-400W超声处理20-30min，得到固含量为25-35%的纳米粒悬浮液，然后按照生物质基胶黏剂质量的5-8%，将纳米粒悬浮液加入到生物质基胶黏剂中，在130-180r/min下混合搅拌1-2h，然后在70-80℃下保温50-70min，降温至室温后出料，即可获得所需的胶黏剂。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明提供的生物质基胶黏剂生产工艺，通过将负载有柱状晶体结构和片状晶体结构的纳米级混合粉体镶嵌于壳聚糖纳米粒中，利用柱状晶体与柱状晶体，或与片状晶体相互交错，从而在生物质基胶黏剂中生成空间网状结构，将胶黏剂涂覆在木材表面，胶黏剂与木材胶合界面处的导管壁上会形成大量毛刺状的纳米粒胶黏剂，当层间剥离时，毛刺状的胶黏剂可以起到胶钉作用，从而增强了胶黏剂的剥离强度，使其具有优异的胶合性能，可以更好的满足人们对生物质基胶黏剂胶合性能的需求，使得生物质胶黏剂具有更加广阔的前景。

具体实施方式

下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，具体生产工艺如下：

1）称取适量的氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES，加入到去离子水中，搅拌溶解后得到氯化钙浓度为12mmol/L、磷酸二氢钠浓度为4mmol/L以及HEPES浓度为45mmol/L的混合溶液，然后加入浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至5.9，然后置于35℃烘箱中培养3d，反应结束后进行抽滤溶液，得到大量絮状沉淀物，洗涤后放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥20h，得到羟磷灰石粉体；

2）按照质量体积比为1:7g/ml，将称取的氢氧化镁，溶解于质量浓度为15%的尿素溶液中，再按照尿素溶液体积的30%，加入浓度为2mol/L的氢氧化钾溶液，混合搅拌均匀后转移至反应釜中，在150r/min搅拌状态下，在210℃水热反应8h，待反应结束后进行抽滤，将得到的产物用蒸馏水洗涤3次，在50℃下干燥6h，得到预处理氢氧化镁粉体；

3）称取适量的壳聚糖溶于浓度为2%，pH值为4.5的醋酸溶液中，使其溶解形成浓度为3mg/ml的壳聚糖溶液，将羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体按照质量比为1:1混合后进行研磨，得到纳米级混合粉体，然后按照蒙脱石与纳米级混合粉体的质量比为4:1，将称取的粒径为300目的纳基蒙脱石与纳米级混合粉体一起置于浓度为2%，pH值为4.5的醋酸溶液中，并在60℃下水浴5h，待水浴结束后在300W超声处理5min，然后加入到壳聚糖溶液中，在200r/min磁力搅拌1h，搅拌后，按照壳聚糖与多聚磷酸钠的质量比为20:3，加入浓度为1.0mg/ml的多聚磷酸钠，300W超声5s并继续200r/min搅拌1h，得到纳米级混合粉体的含量为0.75mg/ml，壳聚糖含量为1mg/ml的纳米粒混悬液，然后经冷冻干燥20h，得到纳米粒；

4）按照质量百分比，35%抗菌剂（购自大连百傲化学股份有限公司，型号MIT-20），60%防霉剂（购自南通博大生化有限公司，型号XK-01C）以及5%质量分数为10%的氢氧化钠溶液，混合后得到助剂，然后按照质量百分比，向反应釜中加入59%水，搅拌加碱液调节pH至10，然后边搅拌边加入40%蛋白类天然高分子粉剂（购自加拿大ECOSYNTHETIX公司，型号为E060125），待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入1%助剂，搅拌30min出样，然后按照占比50%，将得到的产物与占比5%PMDI和占比45%水性聚酰胺混合，即可得到蛋白质基胶黏剂；

5）将得到的纳米粒加入到一定量的去离子水中，经300W超声处理20min，得到固含量为25%的纳米粒悬浮液，然后按照蛋白质基胶黏剂质量的5%，将纳米粒悬浮液加入到蛋白质基胶黏剂中，在130r/min下混合搅拌1h，然后在70℃下保温50min，降温至室温后出料，即可获得所需的纳米粒胶黏剂。

将本实施例提供的纳米粒胶黏剂均匀喷洒于木纤维中，添加量为60kg/m³，搅拌并干燥使木纤维含水率控制在12%，经铺装、预压等工序制得规格为400mm×400mm×12mm的板坯，然后按照热压温度180℃，热压时间27s/mm，在广西丰林基团的辊压式连续压机生产线上制得中密度纤维板，按照GB/T11718-2009《中密度纤维板》进行纤维板的性能测试，得出中密度纤维板的结合强度为1.76MPa；将本实施例提供的纳米粒胶黏剂按照涂胶量为320g/m²，涂刷在速生桉单板上（购自广西横县良凤木业有限公司），然后在热压温度145℃，压力1MPa下热压6min，得到胶合板，按照GB/T9846-2004《胶合板》进行性能检测试验，得出胶合板的胶合强度为1.68MPa；采用同样的工艺方法，将本实施例中提及的木质素基胶黏剂直接应用于中密度纤维板和胶合板中，得出的中密度纤维板的结合强度为1.49MPa，胶合板的胶合强度为1.41MPa，试验过程中，中密度纤维板和胶合板测试试样各100张。

实施例2

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，具体生产工艺如下：

1）称取适量的氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES，加入到去离子水中，搅拌溶解后得到氯化钙浓度为13mmol/L、磷酸二氢钠浓度为5mmol/L以及HEPES浓度为50mmol/L的混合溶液，然后加入浓度为4.5mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至6.2，然后置于37℃烘箱中培养3d，反应结束后进行抽滤溶液，得到大量絮状沉淀物，洗涤后放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥23h，得到羟磷灰石粉体；

2）按照质量体积比为1:8g/ml，将称取的氢氧化镁，溶解于质量浓度为17%的尿素溶液中，再按照尿素溶液体积的32%，加入浓度为2.3mol/L的氢氧化钾溶液，混合搅拌均匀后转移至反应釜中，在170r/min搅拌状态下，在220℃水热反应9h，待反应结束后进行抽滤，将得到的产物用蒸馏水洗涤4次，在55℃下干燥7h，得到预处理氢氧化镁粉体；

3）称取适量的壳聚糖溶于浓度为2.5%，pH值为4.8的醋酸溶液中，使其溶解形成浓度为4mg/ml的壳聚糖溶液，将羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体按照质量比为1:1.5混合后进行研磨，得到纳米级混合粉体，然后按照蒙脱石与纳米级混合粉体的质量比为4.5:1，将称取的粒径为400目的纳基蒙脱石与纳米级混合粉体一起置于浓度为2.5%，pH值为4.8的醋酸溶液中，并在65℃下水浴6h，待水浴结束后在350W超声处理6min，然后加入到壳聚糖溶液中，在300r/min磁力搅拌1.5h，搅拌后，按照壳聚糖与多聚磷酸钠的质量比为23:3，加入浓度为1.2mg/ml的多聚磷酸钠，350W超声7s并继续300r/min搅拌1.2h，得到纳米级混合粉体的含量为1.1mg/ml，壳聚糖含量为2mg/ml的纳米粒混悬液，然后经冷冻干燥23h，得到纳米粒；

4）将苯酚、木质素、50%的甲醛溶液及50%的碱液加入到反应釜中，搅拌混匀后在80℃下保温60min，到时间后将剩余的甲醛及25%碱液加入到反应体系中，继续在80℃下保温60min，到时间后加入一定量的尿素及剩余的25%碱液，在80℃保温30min后降温出料，得到木质素替代率为40%的木质素基胶黏剂，其中甲醛和苯酚的质量比为1.8:1，碱液为浓度为150g/L的氢氧化钠溶液，用量为苯酚与木质素总量的20%，尿素加入量为苯酚和木质素总量的5%；

5）将得到的纳米粒加入到一定量的去离子水中，经350W超声处理25min，得到固含量为30%的纳米粒悬浮液，然后按照木质素基胶黏剂质量的7%，将纳米粒悬浮液加入到木质素基胶黏剂中，在150r/min下混合搅拌1.5h，然后在75℃下保温60min，降温至室温后出料，即可获得所需的纳米粒胶黏剂。

将本实施例提供的纳米粒胶黏剂均匀喷洒于木纤维中，添加量为60kg/m³，搅拌并干燥使木纤维含水率控制在12%，经铺装、预压等工序制得规格为400mm×400mm×12mm的板坯，然后按照热压温度180℃，热压时间27s/mm，在广西丰林基团的辊压式连续压机生产线上制得中密度纤维板，按照GB/T11718-2009《中密度纤维板》进行纤维板的性能测试，得出中密度纤维板的结合强度为1.56MPa；将本实施例提供的纳米粒胶黏剂按照涂胶量为320g/m²，涂刷在速生桉单板上（购自广西横县良凤木业有限公司），然后在热压温度145℃，压力1MPa下热压6min，得到胶合板，按照GB/T9846-2004《胶合板》进行性能检测试验，得出胶合板的胶合强度为1.52MPa；采用同样的工艺方法，将本实施例中提及的木质素基胶黏剂直接应用于中密度纤维板和胶合板中，得出的中密度纤维板的结合强度为1.26MPa，胶合板的胶合强度为1.21MPa，试验过程中，中密度纤维板和胶合板测试试样各100张。

实施例3

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，具体生产工艺如下：

1）称取适量的氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES，加入到去离子水中，搅拌溶解后得到氯化钙浓度为14mmol/L、磷酸二氢钠浓度为6mmol/L以及HEPES浓度为55mmol/L的混合溶液，然后加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至6.4，然后置于40℃烘箱中培养4d，反应结束后进行抽滤溶液，得到大量絮状沉淀物，洗涤后放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥25h，得到羟磷灰石粉体；

2）按照质量体积比为1:10g/ml，将称取的氢氧化镁，溶解于质量浓度为20%的尿素溶液中，再按照尿素溶液体积的35%，加入浓度为2.5mol/L的氢氧化钾溶液，混合搅拌均匀后转移至反应釜中，在180r/min搅拌状态下，在230℃水热反应10h，待反应结束后进行抽滤，将得到的产物用蒸馏水洗涤5次，在60℃下干燥8h，得到预处理氢氧化镁粉体；

3）称取适量的壳聚糖溶于浓度为3%，pH值为5.0的醋酸溶液中，使其溶解形成浓度为5mg/ml的壳聚糖溶液，将羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体按照质量比为1:2混合后进行研磨，得到纳米级混合粉体，然后按照蒙脱石与纳米级混合粉体的质量比为5:1，将称取的粒径为500目的纳基蒙脱石与纳米级混合粉体一起置于浓度为3%，pH值为5.0的醋酸溶液中，并在70℃下水浴7h，待水浴结束后在400W超声处理8min，然后加入到壳聚糖溶液中，在400r/min磁力搅拌2h，搅拌后，按照壳聚糖与多聚磷酸钠的质量比为25:3，加入浓度为1.5mg/ml的多聚磷酸钠，400W超声10s并继续400r/min搅拌1.5h，得到纳米级混合粉体的含量为1.25mg/ml，壳聚糖含量为3mg/ml的纳米粒混悬液，然后经冷冻干燥25h，得到纳米粒；

4）将木薯淀粉置于挤压膨化机储料器中，将挤压膨化机的压力设为7MPa，温度设定为85℃，将木薯淀粉进行挤压膨化，然后将膨化后的木薯淀粉加入到pH为10，温度为50℃的氢氧化钠溶液中，保持料液比为1:6，然后将淀粉混合液置于超声发射仪中，在超声功率150w，频率为25Hz，温度60℃下，超声反应60min，得淀粉乳液，然后向淀粉乳液中加入由0.13g的硫酸铁和35mL的浓度20％双氧水溶液构成的芬顿试剂进行氧化反应，并用pH为10，温度为50℃的氢氧化钠溶液调节溶液pH，保持溶液pH在10，氧化反4h后，将反应液进行抽滤，并在60℃下真空干燥，将干燥后的淀粉研磨，并过200目筛，得氧化淀粉，取质量占比为25％的氧化淀粉，10％的聚乙烯醇，8％的由质量比为1:0.5的膨润土和氧化石墨烯混合的无机填料，2％的十二烷基磺酸钠表面活性剂，1％的 6-甲氧基亚甲基三聚氰胺交联剂，54％的去离子水，将聚乙烯醇溶于去离子水中，加热搅拌至完全融化后，冷去制成聚乙烯醇溶液，然后将氧化淀粉溶于聚乙烯醇溶液中，在压力5Mpa 下均质乳化7min后，加入交联剂、无机填料和表面活性剂表面活性剂，将混合液置于超声波发射仪中在功率150w，频率20Hz，温度60℃下超声反应30min，自然冷却，得淀粉基胶黏剂；

5）将得到的纳米粒加入到一定量的去离子水中，经400W超声处理30min，得到固含量为35%的纳米粒悬浮液，然后按照粉基胶黏剂质量的8%，将纳米粒悬浮液加入到粉基胶黏剂中，在180r/min下混合搅拌2h，然后在80℃下保温70min，降温至室温后出料，即可获得所需的纳米粒胶黏剂。

将本实施例提供的纳米粒胶黏剂均匀喷洒于木纤维中，添加量为60kg/m³，搅拌并干燥使木纤维含水率控制在12%，经铺装、预压等工序制得规格为400mm×400mm×12mm的板坯，然后按照热压温度180℃，热压时间27s/mm，在广西丰林基团的辊压式连续压机生产线上制得中密度纤维板，按照GB/T11718-2009《中密度纤维板》进行纤维板的性能测试，得出中密度纤维板的结合强度为1.87MPa；将本实施例提供的纳米粒胶黏剂按照涂胶量为320g/m²，涂刷在速生桉单板上（购自广西横县良凤木业有限公司），然后在热压温度145℃，压力1MPa下热压6min，得到胶合板，按照GB/T9846-2004《胶合板》进行性能检测试验，得出胶合板的胶合强度为1.82MPa；采用同样的工艺方法，将本实施例中提及的木质素基胶黏剂直接应用于中密度纤维板和胶合板中，得出的中密度纤维板的结合强度为1.58MPa，胶合板的胶合强度为1.53MPa，试验过程中，中密度纤维板和胶合板测试试样各100张。

对比例1

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，具体生产工艺如下：

1）按照质量体积比为1:7g/ml，将称取的氢氧化镁，溶解于质量浓度为15%的尿素溶液中，再按照尿素溶液体积的30%，加入浓度为2mol/L的氢氧化钾溶液，混合搅拌均匀后转移至反应釜中，在150r/min搅拌状态下，在为210℃水热反应8h，待反应结束后进行抽滤，将得到的产物用蒸馏水洗涤3次，在50℃下干燥6h，得到预处理氢氧化镁粉体；

2）称取适量的壳聚糖溶于浓度为2%，pH值为4.5的醋酸溶液中，使其溶解形成浓度为3mg/ml的壳聚糖溶液，将预处理氢氧化镁粉体进行研磨，得到纳米级粉体，然后按照蒙脱石与纳米级预处理氢氧化镁粉体的质量比为4:1，将称取的粒径为300目的纳基蒙脱石与纳米级预处理氢氧化镁粉体一起置于浓度为2%，pH值为4.5的醋酸溶液中，并在60℃下水浴5h，待水浴结束后在300W超声处理5min，然后加入到壳聚糖溶液中，在200r/min磁力搅拌1h，搅拌后，按照壳聚糖与多聚磷酸钠的质量比为20:3，加入浓度为1.0mg/ml的多聚磷酸钠，300W超声5s并继续200r/min搅拌1h，得到纳米级预处理氢氧化镁粉体的含量为0.75mg/ml，壳聚糖含量为1mg/ml的纳米粒混悬液，然后经冷冻干燥20h，得到纳米粒；

3）按照质量百分比，35%抗菌剂（购自大连百傲化学股份有限公司，型号MIT-20），60%防霉剂（购自南通博大生化有限公司，型号XK-01C）以及5%质量分数为10%的氢氧化钠溶液，混合后得到助剂，然后按照质量百分比，向反应釜中加入59%水，搅拌加碱液调节pH至10，然后边搅拌边加入40%蛋白类天然高分子粉剂（购自加拿大ECOSYNTHETIX公司，型号为E060125），待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入1%助剂，搅拌30min出样，然后按照占比50%，将得到的产物与占比5%PMDI和占比45%水性聚酰胺混合，即可得到蛋白质基胶黏剂；

4）将得到的纳米粒加入到一定量的去离子水中，经300W超声处理20min，得到固含量为25%的纳米粒悬浮液，然后按照蛋白质基胶黏剂质量的5%，将纳米粒悬浮液加入到蛋白质基胶黏剂中，在130r/min下混合搅拌1h，然后在70℃下保温50min，降温至室温后出料，即可获得胶黏剂。

将本实施例提供的纳米粒胶黏剂均匀喷洒于木纤维中，添加量为60kg/m³，搅拌并干燥使木纤维含水率控制在12%，经铺装、预压等工序制得规格为400mm×400mm×12mm的板坯，然后按照热压温度180℃，热压时间27s/mm，在广西丰林基团的辊压式连续压机生产线上制得中密度纤维板，按照GB/T11718-2009《中密度纤维板》进行纤维板的性能测试，得出中密度纤维板的结合强度为1.62MPa；将本实施例提供的纳米粒胶黏剂按照涂胶量为320g/m²，涂刷在速生桉单板上（购自广西横县良凤木业有限公司），然后在热压温度145℃，压力1MPa下热压6min，得到胶合板，按照GB/T9846-2004《胶合板》进行性能检测试验，得出胶合板的胶合强度为1.55MPa，试验过程中，中密度纤维板和胶合板测试试样各100张。

对比例2

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，具体生产工艺如下：

1）称取适量的氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES，加入到去离子水中，搅拌溶解后得到氯化钙浓度为12mmol/L、磷酸二氢钠浓度为4mmol/L以及HEPES浓度为45mmol/L的混合溶液，然后加入浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至5.9，然后置于35℃烘箱中培养3d，反应结束后进行抽滤溶液，得到大量絮状沉淀物，洗涤后放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥20h，得到羟磷灰石粉体；

2）称取适量的壳聚糖溶于浓度为2%，pH值为4.5的醋酸溶液中，使其溶解形成浓度为3mg/ml的壳聚糖溶液，将羟磷灰石粉体进行研磨，得到纳米级羟磷灰石粉体，然后按照蒙脱石与纳米级羟磷灰石粉体的质量比为4:1，将称取的粒径为300目的纳基蒙脱石与纳米级羟磷灰石粉体一起置于浓度为2%，pH值为4.5的醋酸溶液中，并在60℃下水浴5h，待水浴结束后在300W超声处理5min，然后加入到壳聚糖溶液中，在200r/min磁力搅拌1h，搅拌后，按照壳聚糖与多聚磷酸钠的质量比为20:3，加入浓度为1.0mg/ml的多聚磷酸钠，300W超声5s并继续200r/min搅拌1h，得到纳米级羟磷灰石粉体的含量为0.75mg/ml，壳聚糖含量为1mg/ml的纳米粒混悬液，然后经冷冻干燥20h，得到纳米粒；

3）按照质量百分比，35%抗菌剂（购自大连百傲化学股份有限公司，型号MIT-20），60%防霉剂（购自南通博大生化有限公司，型号XK-01C）以及5%质量分数为10%的氢氧化钠溶液，混合后得到助剂，然后按照质量百分比，向反应釜中加入59%水，搅拌加碱液调节pH至10，然后边搅拌边加入40%蛋白类天然高分子粉剂（购自加拿大ECOSYNTHETIX公司，型号为E060125），待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入1%助剂，搅拌30min出样，然后按照占比50%，将得到的产物与占比5%PMDI和占比45%水性聚酰胺混合，即可得到蛋白质基胶黏剂；

4）将得到的纳米粒加入到一定量的去离子水中，经300W超声处理20min，得到固含量为25%的纳米粒悬浮液，然后按照蛋白质基胶黏剂质量的5%，将纳米粒悬浮液加入到蛋白质基胶黏剂中，在130r/min下混合搅拌1h，然后在70℃下保温50min，降温至室温后出料，即可获得胶黏剂。

将本实施例提供的纳米粒胶黏剂均匀喷洒于木纤维中，添加量为60kg/m³，搅拌并干燥使木纤维含水率控制在12%，经铺装、预压等工序制得规格为400mm×400mm×12mm的板坯，然后按照热压温度180℃，热压时间27s/mm，在广西丰林基团的辊压式连续压机生产线上制得中密度纤维板，按照GB/T11718-2009《中密度纤维板》进行纤维板的性能测试，得出中密度纤维板的结合强度为1.64MPa；将本实施例提供的纳米粒胶黏剂按照涂胶量为320g/m²，涂刷在速生桉单板上（购自广西横县良凤木业有限公司），然后在热压温度145℃，压力1MPa下热压6min，得到胶合板，按照GB/T9846-2004《胶合板》进行性能检测试验，得出胶合板的胶合强度为1.56MPa，试验过程中，中密度纤维板和胶合板测试试样各100张。

对比例3

一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，具体生产工艺如下：

1）称取适量的氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES，加入到去离子水中，搅拌溶解后得到氯化钙浓度为14mmol/L、磷酸二氢钠浓度为6mmol/L以及HEPES浓度为55mmol/L的混合溶液，然后加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至6.4，然后置于40℃烘箱中培养4d，反应结束后进行抽滤溶液，得到大量絮状沉淀物，洗涤后放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥25h，得到羟磷灰石粉体；

2）按照质量体积比为1:10g/ml，将称取的氢氧化镁，溶解于质量浓度为20%的尿素溶液中，再按照尿素溶液体积的35%，加入浓度为2.5mol/L的氢氧化钾溶液，混合搅拌均匀后转移至反应釜中，在180r/min搅拌状态下，在为230℃水热反应10h，待反应结束后进行抽滤，将得到的产物用蒸馏水洗涤5次，在60℃下干燥8h，得到预处理氢氧化镁粉体；

3）按照质量百分比，35%抗菌剂（购自大连百傲化学股份有限公司，型号MIT-20），60%防霉剂（购自南通博大生化有限公司，型号XK-01C）以及5%质量分数为10%的氢氧化钠溶液，混合后得到助剂，然后按照质量百分比，向反应釜中加入59%水，搅拌加碱液调节pH至10，然后边搅拌边加入40%蛋白类天然高分子粉剂（购自加拿大ECOSYNTHETIX公司，型号为E060125），待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入1%助剂，搅拌30min出样，然后按照占比50%，将得到的产物与占比5%PMDI和占比45%水性聚酰胺混合，即可得到蛋白质基胶黏剂；

4）将羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体按照质量比为1:1混合后进行研磨，得到纳米级混合粉体，加入到一定量的去离子水中，经300W超声处理20min，得到固含量为25%的粉体悬浮液，然后按照蛋白质基胶黏剂质量的5%，将粉体悬浮液加入到蛋白质基胶黏剂中，在130r/min下混合搅拌1h，然后在70℃下保温50min，降温至室温后出料，即可获得胶黏剂。

将本实施例提供的纳米粒胶黏剂均匀喷洒于木纤维中，添加量为60kg/m³，搅拌并干燥使木纤维含水率控制在12%，经铺装、预压等工序制得规格为400mm×400mm×12mm的板坯，然后按照热压温度180℃，热压时间27s/mm，在广西丰林基团的辊压式连续压机生产线上制得中密度纤维板，按照GB/T11718-2009《中密度纤维板》进行纤维板的性能测试，得出中密度纤维板的结合强度为1.69MPa；将本实施例提供的纳米粒胶黏剂按照涂胶量为320g/m²，涂刷在速生桉单板上（购自广西横县良凤木业有限公司），然后在热压温度145℃，压力1MPa下热压6min，得到胶合板，按照GB/T9846-2004《胶合板》进行性能检测试验，得出胶合板的胶合强度为1.60MPa，试验过程中，中密度纤维板和胶合板测试试样各100张。

通过上述试验可知，本发明提供的纳米粒生物质胶黏剂，具有优异的胶合性能，可以更好的满足人们对生物质基胶黏剂胶合性能的需求，使得生物质胶黏剂具有更加广阔的前景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，具体生产工艺如下：

1）称取适量的氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES，加入到去离子水中，搅拌溶解后得到混合溶液，然后加入适量的氢氧化钠溶液，调节pH至5.9-6.4，然后置于35-40℃烘箱中培养3-4d，反应结束后进行抽滤溶液，得到大量絮状沉淀物，洗涤后放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得到羟磷灰石粉体；

2）称取适量的氢氧化镁，溶解于尿素溶液中，再加入适量的氢氧化钾溶液，混合搅拌均匀后转移至反应釜中，在150-180r/min搅拌状态下水热反应8-10h，待反应结束后进行抽滤，将得到的产物用蒸馏水洗涤3-5次，干燥后得到预处理氢氧化镁粉体；

3）称取适量的壳聚糖溶于醋酸溶液中，使其溶解形成壳聚糖溶液，将羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体混合后进行研磨，得到纳米级混合粉体，然后称取适量的蒙脱石，与纳米级混合粉体一起置于醋酸溶液中，并在60-70℃下水浴5-7h，待水浴结束后将其超声处理5-8min，然后加入到壳聚糖溶液中，磁力搅拌1-2h，搅拌后加入适宜浓度的多聚磷酸钠超声5-10s并继续搅拌1-1.5h，得到纳米粒混悬液，然后经冷冻干燥，得到纳米粒；

4）将得到的纳米粒加入到一定量的去离子水中，经超声处理20-30min，得到纳米粒悬浮液，然后将纳米粒悬浮液加入到生物质基胶黏剂中，混合搅拌1-2h后在70-80℃下保温50-70min，降温至室温后出料，即可获得所需的胶黏剂。

2.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述混合溶液中，氯化钙、磷酸二氢钠和HEPES的浓度分别为12-14mmol/L、4-6mmol/L以及45-55mmol/L；所述氢氧化钠溶液的浓度为4-5mol/L；所述冷冻干燥的干燥时间为20-25h。

3.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述尿素溶液的质量浓度为15-20%；所述氢氧化镁和尿素溶液的质量体积比为1:7-10g/ml；所述氢氧化钾的浓度为2-2.5mol/L，添加量为尿素溶液体积的30-35%。

4.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述水热反应的温度为210-230℃；所述干燥温度为50-60℃，干燥时间6-8h。

5.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述醋酸溶液的浓度为2-3%，pH值为4.5-5.0；所述壳聚糖溶液的浓度为3-5mg/ml；所述多聚磷酸钠的浓度为1.0-1.5mg/ml；所述反应体系中，壳聚糖与多聚磷酸钠的质量比为20-25:3；所述纳米级混合粉体中，羟磷灰石粉体和预处理氢氧化镁粉体的质量比为1:1-2；所述蒙脱石与纳米级混合粉体的质量比为4-5:1；所述纳米粒混悬液中，纳米级混合粉体的含量为0.75-1.25mg/ml，壳聚糖含量为1-3mg/ml。

6.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述蒙脱石为纳基蒙脱石，粒径为300-500目；所述超声处理的功率为300-400W；所述磁力搅拌的转速为200-400r/min；所述冷冻干燥的干燥时间为20-25h。

7.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述纳米粒悬浮液的固含量为25-35%；所述纳米粒悬浮液的添加量为生物质基胶黏剂质量的5-8%。

8.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述生物质基胶黏剂为蛋白质基胶黏剂、木质素基胶黏剂、淀粉基胶黏剂中任意一种。

9.如权利要求1所述的一种高胶合强度的纳米粒生物质基胶黏剂生产工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述超声处理的功率为300-400W；所述搅拌转速为130-180r/min。