CN1153868C - 大豆蛋白质增稠剂 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种能用于纸张涂布组合物的改性的植物蛋白质粘合剂，所述粘合剂的用量比常规植物蛋白质粘合剂的用量低得多，同时赋予纸张涂布组合物的流变性和其它性能却相当于包含更高含量植物蛋白质粘合剂的常规纸张涂布组合物，所述植物蛋白质粘合剂通过如下步骤制得：形成植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯的碱性分散体；在足以使聚丙烯酸酯和植物蛋白质材料进行缠结的温度和时间下混合所述聚丙烯酸酯和所述植物蛋白质材料；以及在植物蛋白质的等电点使植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯共沉淀。与聚丙烯酸酯缠结的最终植物蛋白质材料可有利地用作包含颜料、聚合物胶乳、以及植物蛋白质粘合剂的纸张涂布组合物中的植物蛋白质粘合剂。

Description

大豆蛋白质增稠剂

本发明涉及包含蛋白质的纸张涂布组合物，特别是包含作为粘合剂的改性植物蛋白质的那些纸张涂布组合物。

植物蛋白材料作为用于包含颜料的纸张涂布组合物的粘合剂是熟知的。纸张涂布组合物给纸张提供希望的整饰、光泽度、平滑度，以及微孔表面。在涂布组合物中，颜料的作用是填充纸张表面的不规则性并产生用于印刷的平坦且均匀的吸收性表面。粘合剂的作用是：使颜料颗粒相互粘结以及粘结至原纸的表面上。

在纸张涂布组合物中，用作粘合剂特别优选的植物蛋白材料是改性的大豆蛋白质。这些粘合剂通常由分离的大豆蛋白质制得，所述分离的蛋白质通过水解和其它的化学处理而改性，以便制备适合于在纸张涂布组合物中用作粘合剂的蛋白质粘合剂材料。

尽管已发现所述组合物在纸张涂布工业中的广泛用途，但仍希望提供一种能在纸张涂布组合物以更低的用量使用的改进的植物蛋白质粘合剂，以便在涂布组合物中取得合适的流变性；另外，所述改进的植物蛋白质粘合剂还具有能与常规纸张涂布组合物相比的功能性。

本发明提供一种改进的植物蛋白质粘合剂，所述粘合剂能以比常规植物蛋白质粘合剂少得多的用量在纸张涂布组合物中使用，同时赋予纸张涂布组合物以与包含更多量植物蛋白质粘合剂的常规纸张涂布组合物相当的流变性和其它性能。特别是，本发明的植物蛋白质粘合剂将具有增强的增稠作用，这将使得能使用更低量的植物蛋白质粘合剂，以便提供显示出希望流变性的纸张涂布组合物。更具体地说，本发明的植物蛋白质粘合剂具有增强的增稠作用，结果是，在纸张涂布组合物中能使用更低量的本发明的植物蛋白质粘合剂，以便取得一定的粘度值，该粘度值可与包含更多量常规植物蛋白质粘合制的常规纸张涂布组合物相比。

根据本发明的一方面，显示出增强流变性的植物蛋白质粘合剂包含：与聚丙烯酸酯缠结的植物蛋白质。

根据本发明的另一方面，显示出增强流变性的植物蛋白质粘合剂包含：与聚丙烯酸酯缠结的植物蛋白质，所述粘合剂与一种或多种颜料、聚合物胶乳、以及其它微量的涂布添加剂结合形成纸张涂布组合物。

本发明的一方面提供了一种供纸张涂布组合物用的粘合剂，包含植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯，所述的聚丙烯酸酯物理缠结在所述的植物蛋白质材料中，所述聚丙烯酸酯是一种或多种乙烯基羧酸酯的聚合物或共聚物。

通过在一定的温度下对植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯的碱性分散体共处理足以使植物蛋白质与聚丙烯酸酯缠结的时间，然后共沉淀蛋白质和缠结的聚丙烯酸酯，从而制备显示出增强流变性的植物蛋白质粘合剂。相对于不含缠结聚丙烯酸酯的常规蛋白质粘合剂而言，最终产物在纸张涂布应用中具有优异的性能，甚至于在已添加聚丙烯酸酯但没有如上所述使聚丙烯酸酸与蛋白质粘合剂进行缠结的纸张涂布体系中也是如此。

本发明的另一方面提供了一种纸张涂布组合物，包含：颜料；聚合物胶乳；和包含植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯的植物蛋白质粘合剂，所述的聚丙烯酸酯被缠结在所述植物蛋白质材料中，所述聚丙烯酸酯是一种或多种乙烯基羧酸酯的聚合物或共聚物。

在纸张涂布组合物中适用作粘合剂的各种植物蛋白质材料均可以用于本发明。然而，最为通常生产的蛋白质分离物和蛋白质浓缩物是由大豆得到的。因此，本发明优选的实施方案将根据大豆蛋白质材料来描述，因为，这是开发本发明所涉及的主要领域。然而，很明显的是，如果需要的话，也能类似使用其它的蛋白质材料和植物蛋白质材料。

本发明的再一方面提供了一种制备植物蛋白质粘合剂的方法，包括：形成植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯的碱性分散体；在足以使所述聚丙烯酸酯和所述植物蛋白质材料进行缠结的温度和时间下对分散体进行处理；和从所述分散体中共沉淀出所述的聚丙烯酸酯和所述的植物蛋白质材料。

为了进行说明，本发明的方法和产物将根据由脱脂大豆片或粉制得的大豆蛋白质材料进行描述。脱脂大豆片或粉可以根据常规的方法来生产，其中，将完整大豆清选，破碎，成片，以及脱脂(机械或化学脱脂)，在粉末的情况下，还需进行研磨。脱脂大豆片和粉可从市场上得到，并且可以作为本发明方法的原料。

脱脂大豆片或粉用来制备大豆蛋白质的分散体。用碱性水溶液对脱脂大豆片或粉进行萃取，以便萃取蛋白质并溶解于该溶液中。然后，通过常规的过滤或离心分离，从碱性不溶固体中分离出包含蛋白质的萃取物。从大豆片得到的蛋白质的萃取物或分散体其pH值通常在约8-12之间。另外，通过形成干燥蛋白质材料的碱性分散体(pH值优选从约8至约12)，市售的大豆分离物也可以用作本发明方法的原料；其中大豆蛋白质分离物的碱性分散体可以借助将蛋白质分离物混入碱性水溶液中而形成。用来分散从大豆片或大豆蛋白质分离物中得到的蛋白质材料的碱性水溶液的特定类型对于实施本发明并不是至关重要的，通常，在制备蛋白质分散体时，可以容易地使用任何种类的碱金属或碱土金属氢氧化物的水溶液，优选的是氢氧化钠或氢氧化钙的水溶液，或其它材料，如氢氧化铵。

将聚丙烯酸酯添加至蛋白质分散体中，并在一定的温度下，对包含添加聚丙烯酸酯的分散体处理一段时间，该时间以使至少一部分聚丙烯酸酯缠结在蛋白质中为准。通常，聚丙烯酸酯可以是一种或多种乙烯基羧酸酯，如丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯的任何聚合物或共聚物。另外，也可以采用包含少量其它可共聚单体的乙烯基羧酸酯的共聚物。适用于本发明的市售聚丙烯酸酯的例子包括：得自Rohm & Haas公司的ACRYSOL^TT-615；和得自Alco Chemical Industries，Inc.的ALCOGUM^L-289。尽管还可以采用更低或更高的用量，但聚丙烯酸酯的优选用量为蛋白质材料重量的约1.5％至约10％重量。据信，当聚丙烯酸酯的用量为蛋白质材料重量的约3％至约6％重量时，在改进的性能和成本之间将取得最佳平衡。

在一可供选择的实施方案中，可以将聚丙烯酸酯分散于水溶液中，并将蛋白质添加至该溶液中，以便使蛋白质分散于该溶液中。在添加蛋白质之前或之后，使该溶液呈碱性，以便使蛋白质完全分散于该溶液中，优选的是，利用合适的碱金属或碱土金属氢氧化物，或其它的碱如氢氧化铵将pH值升至约8至约12。当蛋白质为已从中除去碱不溶物的蛋白质分离物时，该方法将是特别有效的，这是因为，在将蛋白质添加至该溶液中之前，聚丙烯酸酯可以在水溶液中预稀释。

聚丙烯酸酯和蛋白质材料在一定的温度条件下混合一段时间，所述温度条件足以使蛋白质材料和聚丙烯酸酯之间产生物理缠结。所述温度应足以使蛋白质在基本上不水解条件下去折叠或变性，在此使用的术语“水解”指的是从蛋白质体中分裂氨基酸和/或肽。对于使聚丙烯酸酯和蛋白质进行物理缠结，使蛋白质去折叠是必需的。为了在不使蛋白质水解下缠结聚丙烯酸酯，足以使蛋白质去折叠的温度从约40℃至约65℃。优选的是，在从约50℃至约65℃的温度下对包含蛋白质和聚丙烯酸酯的分散体进行处理，以便使蛋白质和聚丙烯酸酯缠结。

在上述温度下对蛋白质和聚丙烯酸酯分散体处理一段时间，该时间足以使蛋白质和聚丙烯酸酯进行有效缠结。在此所使用的术语“有效缠结”意指：有一定程度的缠结，当掺入纸张涂布组合物中时，与常规蛋白质粘合剂相比，一经共沉淀，缠结的蛋白质和聚丙烯酸酯将有效地赋予明显的增稠作用。所述的足以有效缠结蛋白质材料和聚丙烯酸酯的处理时间取决于蛋白质和聚丙烯酸酯进行缠结时的温度，在较低温度下需要较长的处理时间。分散体保持在使蛋白质和聚丙烯酸酯进行缠结的有效温度下的时间必须足够长，以便使蛋白质能大量的去折叠，所述时间优选至少10分钟。在产生缠结的有效温度下，使分散体保持更长的时间周期，将使得蛋白质能基本上都去折叠，并促进蛋白质和聚丙烯酸酯的缠结。因此，优选的是，在促进蛋白质和聚丙烯酸酯缠结的有效温度下，使蛋白质和聚丙烯酸酯分散体保持至少30分钟，更优选的是至少1小时。最为优选的是，在足以使至少75％重量的聚丙烯酸酯缠结在蛋白质材料中的温度和时间下对蛋白质和聚丙烯酸酯的分散体进行处理。

在足以使蛋白质和聚丙烯酸酯缠结的温度和时间下对蛋白质和聚丙烯酸酯分散体处理之后，将该分散体的pH值调节至约蛋白质的等电点，以便共沉淀缠结的蛋白质和聚丙烯酸酯。在大豆蛋白质分离物/聚丙烯酸酯共沉淀物的情况下，可以将分散体的pH值调节至约3.7至约4.6，以便共沉淀出缠结的蛋白质和聚丙烯酸酯。任何合适的市售无机酸或低分子量有机酸均可以用来调节分散体的pH值，所述酸包括盐酸，硫酸，和乙酸。共沉淀的植物蛋白质材料/聚丙烯酸酯可以根据常规的蛋白质加工方法进行洗涤，过滤，压榨，脱水以及干燥，以便提供具有合适贮存稳定性的产物，该产物可用于纸张涂布组合物。

通过本发明方法形成的植物蛋白质粘合剂包含：在其中缠结的足够量的聚丙烯酸酯，以使得与仅有常规植物蛋白质粘合剂或常规蛋白质植物蛋白质和聚丙烯酸酯的非缠结掺混物相比，在纸张涂布组合物中，该植物蛋白质粘合剂明显地更为粘稠。本发明的植物蛋白质粘合剂包含至少约1.125％重量的缠结在植物蛋白质材料中的聚丙烯酸酯。更优选的是，本发明的植物蛋白质粘合剂包含约1.5％至约7.5％重量的缠结在植物蛋白质材料中的聚丙烯酸酯，最为优选的是包含2.25％至约4.5％重量的缠结在植物蛋白质材料中的聚丙烯酸酯。

在优选的实施方案中，在将聚丙烯酸酯添加至植物蛋白质分散体中之前，或与之同时，将还原剂添加至蛋白质分散体中，以便在植物蛋白质和聚丙烯酸酯之间取得希望的缠结。尽管本发明不局限于任何特定的理论，但据信，蛋白质材料与还原剂的反应将切割蛋白质材料中的二硫化物键。二硫化物键的切割使蛋白质至少部分去折叠并从圆球形改造成更为不规则的形状，其中蛋白质的线性片段就易与聚丙烯酸酯缠结。

优选的是，将还原剂添加至碱性分散体中，其添加量至少为相对于溶解的蛋白质分散体中二硫化物键或含硫氨基酸量的化学计算量。可用于本发明的还原剂的特定种类并不是关键的。优选的化合物包括：包含游离或有效巯基基团的那些物质，如巯基乙酸或巯基乙酸的盐。最优选的是，可以将巯基乙酸铵用作还原剂。其它合适的还原剂包括二氧化硫，亚硫酸钠，亚硫酸氢钠，硫化钠，硫代硫酸钠，巯基乙醇，以及包含游离巯基基团的其它化合物。以分散的蛋白质重量计，还原剂如巯基乙酸或巯基乙酸铵的优选用量在约0.2％和2％之间，最优选的是在0.5％和1.5％间。在蛋白质材料与还原剂反应期间，希望将分散体的pH值保持在约8至约11之间。优选的是，在约40℃至约65℃，更优选约50℃至约65℃的温度下使还原剂和蛋白质材料进行反应。

在另一优选的实施方案中，植物蛋白质分散体还可以与羧酸酐反应，以使蛋白质材料羧酸化，并赋予最终的植物蛋白质粘合剂以改善的纸张涂布组合物流变性。通常认为，任何羧酸酐或其混合物均可用于本发明。优选的羧酸酐包括邻苯二甲酸酐，丁二酸酐，乙酸酐，以及马来酸酐。以任何合适的形式，如以细碎或研磨的形式，或以不与任何蛋白质分散体组成反应的溶剂的溶液形式，将羧酸酐添加至碱性蛋白质分散体中。可以添加的羧酸酐的用量为：足以使蛋白质材料改性，并且当用于包含颜料的纸张涂布组合物中时将改善的流变性赋予植物蛋白质粘合剂的量。以碱性蛋白质分散体中蛋白质的重量计，羧酸酐的优选用量从约2％至约10％，更优选从约4％至约6％。羧酸酐和蛋白质之间的反应希望在约40℃至约65℃，从约8至约11的pH下进行。该优选的温度和pH范围将保持蛋白质分子上胺基团的反应性，这些基团在不产生过量水解下通过与羧酸酐的反应而改性。

根据最优选的实施方案，在约相同的时间将聚丙烯酸酯和还原剂添加至蛋白质分散体中，在足以使植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯进行缠结的温度和时间下对该分散体进行处理；然后利用羧酸酐对分散体中缠结的蛋白质/聚丙烯酸酯进行处理，这是因为，业已发现，最终的蛋白质粘合剂具有改善的工作特性。在另一实施方案中，在用还原剂对蛋白质材料处理并与羧酸酐反应之后，将聚丙烯酸酯添加至蛋白质分散体中。然而，在不使蛋白质与还原剂反应，不使蛋白质材料与羧酸酐反应，或不使蛋白质材料与还原剂和与羧酸酐反应的情况下，也可以取得某些益处。

在另一实施方案中，缠结蛋白质/聚丙烯酸酯的分散体(不管是借助还原或与羧酸酐的反应而改性，还是没有进行改性)用稳定剂和漂白剂如过氧化氢进行处理，以便进一步改善供纸张涂布组合物用的最终蛋白质粘合剂的生物稳定性和其它性能。以蛋白质重量计，通常利用约3-25％的过氧化氢或过氧化钠进行所述处理。其它的稳定材料如氨。硅酸钠，和其它材料也可以用来处理蛋白质材料。稳定剂和漂白剂是氧化材料，其用量为将增加的稳定性和室温贮存期赋予包含植物蛋白质粘合剂的涂布组合物的有效量。所述氧化处理可以在约30℃至约70℃的温度下进行约30分钟至6小时。除改善生物稳定性和贮存期外，就涂布纸总体光学特性而言，氧化处理还将赋予改善的性能。特别是，氧化处理将提供一种植物蛋白质粘合剂，当用于纸张涂布组合物中时，该粘合剂将使涂层白度增加，以及意想不到的光泽度和亮度。

在本发明的植物蛋白质粘合剂形成并干燥之后，该干燥的粘合剂还可以用能够改善产品质量的制剂进行处理。可以用湿润剂，例如约2％至7％的丙二醇对干燥的粘合剂进行处理。另外，也可以添加其它的防结块材料和流动促进材料，如以干基计，占植物蛋白质粘合剂重量的约0.1％至约0.6％的火成二氧化硅。

在另一实施方案中，根据本发明的植物蛋白质粘合剂可以借助对市售蛋白质粘合剂的改性而形成，所述改性是使市售蛋白质粘合剂和聚丙烯酸酯进行缠结。市售的蛋白质粘合剂本身可能有如上所述的改性，并且可以在其生产过程中，进行了羧酸化、还原、或利用稳定剂或漂白剂的处理、或已进行了其它的改性。因此，就根据本发明的方法进行处理而言，市售蛋白质粘合剂的特性应当根据最终产物希望的特性进行选择。

就大豆蛋白质分离物而言，如上所述，将市售蛋白质粘合剂分散于水溶液中。该溶液可以在其中包含聚丙烯酸酯，或者可以在蛋白质粘合剂分散于其中之后，将聚丙烯酸酯添加至该溶液中。利用合适的碱将溶液的pH调节至约8至12，以将蛋白质分散于溶液中。如果需要的话，如上所述可以使分散体还原和/或羧酸化。然后，在如上所述足以使蛋白质和聚丙烯酸酯明显缠结的温度和时间下对分散体进行处理。优选的是，用如上所述的稳定剂和漂白剂对缠结的蛋白质和聚丙烯酸酯进行处理，并借助将分散体的pH调节至蛋白质的等电点附近而使缠结的蛋白质和聚丙烯酸酯共沉淀。然后，借助从分散体中分离共沉淀物而回收本发明的改性蛋白质粘合剂。

通过将根据本发明制得的植物蛋白质粘合剂与呈水溶液形式的常规纸张涂布颜料和聚合物胶乳混合，可以制得这样的纸张涂布组合物，与常规纸张涂布组合物相比，它不仅具有减少的植物蛋白质粘合剂用量，而且还具有可比的流变性和其它性能。优选的是，以颜料、聚合物胶乳、和植物蛋白质粘合剂的总重量计，根据本发明形成的纸张涂布组合物将包含至多约3％重量改性的植物蛋白质粘合剂，更优选的是将包含约0.5％至约1.5％重量的植物蛋白质粘合剂。用于本发明纸张涂布组合物中的颜料包括：用于包含植物蛋白质粘合剂的纸张涂布组合物中的所有颜料，具体包括二氧化钛，缎光白，碳酸钙，以及各种市售的粘土颜料。用于本发明纸张涂布组合物的聚合物胶乳可以是用于包含植物蛋白质粘合剂的纸张涂布组合物中的任何常规的聚合物胶乳，具体包括苯乙烯-丁二烯聚合物胶乳、苯乙烯丙烯酸丁二烯胶乳、异戊二烯聚合物胶乳、以及2-氯丁二烯聚合物胶乳

借助下面的实施例将更为详细地阐明本发明。这些实施例只是说明性的，并且不应理解为对本发明范围的限定或另外的限制。

实施例1

向蛋白质浓度从约3％至约5％的碱性大豆蛋白质萃取物中添加：以蛋白质材料干重量计1.25％的巯基乙酸铵(还原剂)和以蛋白质材料干重量计4.5％的邻苯二甲酸酐。在蛋白质材料与巯基乙酸铵和邻苯二甲酸酐的整个反应过程中，将碱性分散体的pH保持在9.5。然后，以蛋白质重量计约3％至5％的用量添加ACRYSOL^TT615。在约60℃的温度下，使ACRYSOL^TT615(聚丙烯酸酯)与改性的蛋白质(用还原剂和邻苯二甲酸酐处理过的)混合约1小时，以便使蛋白质和聚丙烯酸酯缠结。然后，用硫酸将pH调至4.1。以蛋白质重量计约22.5％的用量添加过氧化氢(35％活性物)，并混合30分钟，以便提供氧化处理，该处理将改善最终粘合剂的生物稳定性。然后，通过离心分离分离出固体材料，进行干燥并进行研磨，以生产出细粉末。最终的大豆蛋白质粘合剂由约5％重量聚丙烯酸酯和约95％重量蛋白质组成。

实施例2

为进行对比，将与实施例1中使用的蛋白质萃取物基本相同的蛋白质萃取物与ACRYSOL^TT615进行湿混合，但不经受使蛋白质和聚丙烯酸酯进行有效缠结的条件，以便生产出其中蛋白质占蛋白质和聚丙烯酸酯总重量的95％重量的分散体。

实施例3

通过将100重量份2号粘土颜料与12重量份Dow620聚合物胶乳和如表1中所示出的各种用量的不同植物蛋白质粘合剂混合，而制备纸张涂布组合物。利用3重量份PRO-COTE^400(得自Protein Technologies International的用于纸张涂层中的常规蛋白质分离物)制备第一涂布组合物(“试样1”)。利用3重量份得自实施例1的粘合剂制备第二涂布组合物(“试样2”)。利用1.5重量份得自实施例1的粘合剂制备第三涂布组合物(“试样3”)，并利用1重量份实施例1的粘合剂制备第四涂布组合物(“试样4”)。利用实施例2的湿混合的粘合剂制备第五粘合剂组合物(“试样5”)，其中粘合剂的用量为蛋白质和聚丙烯酸酯重量的1.5重量份。如表1所示，将各涂布组合物的固含量调节至不同的值。对于具有不同固含量且包含各种如表1所示粘合剂的各种涂布组合物的流变性进行评估。具体地说，在10，20，50和100转/分下测量Brookfield粘度，并在4400转/分(E Bob)下测量Hercules粘度。另外，各种涂布组合物的保水能力和pH值也列于表1中。

                                                     表1

粘结剂	％固体	Brookfield RV″@ 25℃(cps)				Hercules(cps)	pH	保水值
											10rpm	20rpm	50rpm	100rpm	4400rpm		g/m2
试样1	64.5	18300	11500	6240	4000	-	8.51	-
										62.4	9600	6150	3420	2230	128		77
	60.2	4960	3220	1870	1250	65		82
										58.2	2330	1860	1090	728	48		89
	56.1	1710	1140	682	464	26		96
试样2	59.5	26700	16500	8720	5390	-	8.52	-
										57.6	16200	10000	5400	3360	63		66
	55.6	10000	6400	3520	2200	43		72
										53.3	6120	4010	2260	1460	31		77
	51.4	4560	2980	1680	1090	25		80
试样3	64.4	22000	13000	6661	4150	-	8.55	89
										61.3	9400	5850	3200	2030	74		93
	59.5	6060	3720	2020	1270	46		103
										57.1	3730	2320	1270	810	31		113
									试样4	64.5	12600	7800	4160	2620	136	8.49	104
	62.6	6760	4280	2340	1500	57		111
										60.1	3500	2250	1280	836	43		118
	57.5	1770	1160	684	461	28		127
试样5	62.8	12500	7500	3880	2400	-	8.58	-
										60.3	5480	3400	1880	1160	50		102
	58.1	3140	1990	1100	706	30		110
										55.9	1750	1130	632	427	18		116
	53.8	1090	710	404	288	13		127

结果表明：实施例1的粘合剂与相当用量的常规大豆粘合剂相比，将赋予涂布组合物以更高的粘度(对比1号和2号粘合剂的结果)。实施例1的粘合剂与相当用量的蛋白质和聚丙烯酸酯的湿混合物相比，也将赋予纸张涂布组合物以更高的粘度(对比3号和5号粘合剂的结果)。另外，这些结果还表明：包含约1重量份至约1.5重量份实施例1粘合剂的纸张涂布组合物将提供这样的流变性，它约等于包含3重量份常规蛋白质粘合剂的纸张涂布组合物的流变性。另外，这些结果还表明：包含实施例1粘合剂的纸张涂布组合物将显示出改善的保水能力。

实施例4

用与实施例3的组合物类似的方式制备各种纸张涂布组合物，以便(i)对包含各种大豆蛋白质粘合剂的涂布组合物的流变性和保水性能进行对比；(ii)测量羧酸酐处理的作用；以及(iii)将喷雾干燥与烘箱干燥的作用进行对比。通过将100份2号粘土与可变用量的大豆粘合剂和可变用量的Dow 620(苯乙烯-丁二烯胶乳)混合而制备列于表2的涂布组合物。在所有情况下，大豆蛋白质粘合剂和聚合物胶乳的总重量份数为13。

利用3重量份PRO-COTE^400(一种常规的蛋白质分离物，它是借助用邻苯二甲酸酐的邻苯二甲酰化作用而还原和改性的)和10重量份聚合物胶乳而制备在表2中称为“常规邻苯二甲酰化”的第一试样。以表2所示的各种固含量制备第一试样。根据本发明，在60℃的温度下，通过用巯基乙酸铵(还原剂)和ACRYSOL^TT615(聚丙烯酸酯)对蛋白质分离物处理1小时，制备在表2中称为“无邻苯二甲酰化，喷雾干燥”的第二试样。用于第二试样中的大豆蛋白质粘合剂也用过氧化氢处理，以便提供如前所述改善的贮存寿命和改善的性能。对最终的大豆蛋白质粘合剂进行喷雾干燥，所述粘合剂包含95％蛋白质和约5％聚丙烯酸酯。在如表2所示以各种固含量制得的纸张涂布组合物中，第二试样使用1至12份聚合物胶乳。用基本上与第二试样相同的方式制备第三试样，所不同的是，粘合剂进行烘箱干燥，而不是喷雾干燥，并且用1.5份粘合剂和11.5份聚合物胶乳来制备纸张涂布组合物。第三试样在表2中称为“无邻苯二甲酰化，烘箱干燥”，并且以表2所示的各种固含量来制备纸张涂布组合物。用基本上与第三试样相同的方式来制备第四试样，所不同的是用来制备粘合剂的蛋白质分离物借助用邻苯二甲酸酐的邻苯二甲酰化作用而改性。对第四试样进行烘箱干燥并用来制备聚合物胶乳量为1.5至11.5份的纸张涂布组合物。第四试样在表2中称为“邻苯二甲酰化，烘箱干燥”，并且以表2所示的各种固含量来制备纸张涂布组合物。

通过在10转/分，20转/分，50转/分，和100转/分下，于25℃测量Brookfield粘度(厘泊)，并且通过在4400转/分下于25℃测量Hercules粘度，而测量各种固含量的第四试样的涂层流变性。另外，还根据各试样每一种固含量，测量其保水能力。

                                                        表2

试样	％固体	Brookfield 粘度@25℃(cps)				Hercules(cps)	水留着率
										10rpm	20rpm	50rpm	100rpm	4400rpm
试样1	63.8	20000	11600	5760	3460	97	71
								常规邻苯二甲酰化	60.5	7600	4480	2300	1420	53	81
3份	57.5	3200	2010	1100	690	33	84
									53.3	1160	760	424	287	18	99
	49.5	444	308	190	158	13	111
试样2	64.4	41200	22000	9960	5560	-	156
								无邻苯二甲酰化-喷雾干燥	60.7	10200	5700	2700	1560	39	181
1份	57.5	5060	2880	1400	84	22	201
									53.5	2270	1300	656	400	12	232
	49.5	1340	780	390	246	9	252
试样3	62.0	26800	15000	7100	4080	47	105
								无邻苯二甲酰化-烘箱干燥	59.9	13100	7450	3580	2100	22	116
1.5份	56.8	6320	3740	1900	1140	16	122
									53.8	3330	1990	1050	657	11	124
	49.7	1210	800	458	300	7	151
试样4	66	26000	15500	7960	4850	94	90
								邻苯二甲酰化-烘箱干燥	63	9880	6000	3140	1960	50	103
1.5份	59	4680	2880	1550	982	30	112
									56	2580	1620	890	571	23	110
	52	1190	760	424	280	17	121

结果表明：能使用更少量的根据本发明的蛋白质粘合剂采取得与以常规量使用的常规蛋白质粘合剂相当的粘度。另外这些结果还表明：包含本发明蛋白质粘合剂的涂布组合物显示出改善的保水能力。另外，这些结果还表明：利用已经受羧酸酐处理(邻苯二甲酰化)的蛋白质粘合剂，或利用未经羧酸酐处理(无邻苯二甲酰化)的蛋白质粘合剂，能取得改善的性能。此外，这些结果还表明：可通过喷雾干燥或烘箱干燥来制备合适的粘合剂。

只要不背离所附权利要求所给出的主旨和较宽内容，可以对本发明优选实施方案进行各种变化或改变，这些权利要求应按照专利法的原则(包括等同原则)来理解。

Claims (29)

1.一种供纸张涂布组合物用的粘合剂，包含植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯，所述的聚丙烯酸酯物理缠结在所述的植物蛋白质材料中，所述聚丙烯酸酯是一种或多种乙烯基羧酸酯的聚合物或共聚物。

2.权利要求1的植物蛋白质粘合剂，其中植物蛋白质材料为大豆蛋白质材料。

3.权利要求1的植物蛋白质粘合剂，其中所述的聚丙烯酸酯在所述粘合剂中的含量为所述粘合剂中蛋白质材料重量的1.125％至10％重量。

4.权利要求3的植物蛋白质粘合剂，其中所述的聚丙烯酸酯在所述粘合剂中的含量为所述粘合剂中蛋白质材料重量的1.5％至7.5％。

5.权利要求1的植物蛋白质粘合剂，其中，在所述粘合剂中的所述蛋白质材料被羧酸化。

6.权利要求1的植物蛋白质粘合剂，其中，在所述粘合剂中的所述蛋白质材料被还原。

7.权利要求1的植物蛋白质粘合剂，其中所述的粘合剂被氧化。

8.一种纸张涂布组合物，包含：

颜料；

聚合物胶乳；和

包含植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯的植物蛋白质粘合剂，所述的聚丙烯酸酯被缠结在所述植物蛋白质材料中，所述聚丙烯酸酯是一种或多种乙烯基羧酸酯的聚合物或共聚物。

9.权利要求8的涂布组合物，其中，植物蛋白质材料为大豆蛋白质材料。

10.权利要求8的涂布组合物，其中，所述的植物蛋白质粘合剂的含量至多为所述颜料、所述聚合物胶乳、以及所述植物蛋白质粘合剂总重量的3％重量。

11.权利要求10的涂布组合物，其中，所述植物蛋白质粘合剂的含量为所述颜料、所述聚合物胶乳、以及所述植物蛋白质粘合剂总重量的0.5％至1.5％重量。

12.权利要求8的涂布组合物，其中，所述的聚丙烯酸酯在所述植物蛋白质粘合剂中的含量为所述粘合剂中蛋白质材料重量的1.125％至10％。

13.权利要求12的涂布组合物，其中所述的聚丙烯酸酯在所述植物蛋白质粘合剂中的含量为所述粘合剂中蛋白质材料重量的1.5％至7.5％。

14.权利要求8的涂布组合物，其中，在所述植物蛋白质粘合剂中的所述蛋白质材料被羧酸化。

15.权利要求8的涂布组合物，其中，在所述植物蛋白质粘合剂中的所述蛋白质材料被还原。

16.权利要求8的涂布组合物，其中所述植物蛋白质粘合剂被氧化。

17.一种制备植物蛋白质粘合剂的方法，包括：

形成植物蛋白质材料和聚丙烯酸酯的碱性分散体；

在足以使所述聚丙烯酸酯和所述植物蛋白质材料进行缠结的温度和时间下对分散体进行处理；和

从所述分散体中共沉淀出所述的聚丙烯酸酯和所述的植物蛋白质材料。

18.权利要求17的方法，其中所述的植物蛋白质材料为大豆蛋白质材料。

19.权利要求17的方法，其中，所述植物蛋白质材料和所述聚丙烯酸酯的所述碱性分散体的pH值从8.0至12.0。

20.权利要求17的方法，其中，所述植物蛋白质材料和所述聚丙烯酸酯的所述碱性分散体包含：所述的聚丙烯酸酯，其含量为所述植物蛋白质材料重量的1.5％至10％重量。

21.权利要求17的方法，其中，所述分散体在40℃至65℃的温度进行处理，以便使所述聚丙烯酸酯和所述植物蛋白质材料进行缠结。

22.权利要求17的方法，其中，对所述的碱性分散体处理至少10分钟，以便使所述聚丙烯酸酯和所述植物蛋白质材料进行缠结。

23.权利要求17的方法，其中，通过将分散体的pH值调节至3.7至4.6而使所述蛋白质材料和所述聚丙烯酸酯共沉淀。

24.权利要求17的方法，其还包括：对共沉淀的聚丙烯酸酯和植物蛋白质材料进行分离和干燥。

25.权利要求24的方法，其中，所述的分离通过过滤或离心分离而实现，并且所述的干燥通过喷雾干燥或烘箱干燥而实现。

26.权利要求17的方法，其中，用还原剂对所述分散体进行处理，所述还原剂的用量以足以切割所述植物蛋白质材料中的二硫化物键为准。

27.权利要求17的方法，其还包括用羧酸酐对所述分散体进行处理，所述羧酸酐的用量以足以使所述植物蛋白质材料改性为准。

28.权利要求17的方法，其中，用氧化剂对所述植物蛋白质材料和所述聚丙烯酸酯的所述碱性分散体进行处理。

29.权利要求17的方法，其中，植物蛋白质材料在所述碱性分散体中的浓度为分散体重量的1％至10％。