CN118085811A - 一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，具体涉及粘合剂领域，包括无醛大豆蛋白粉体粘合剂，其中所使用的主料按重量计包括：植物蛋白35～45份、木质素环氧化改性物粉末2～10份和活化剂0.6～1.5份，其余为辅料，所述辅料由填料和增稠剂组成，且填料与增稠剂的质量比设置为5～10∶1。本发明通过采用植物蛋白和木质素环氧化改性物粉末为主要原料，属可再生资源且对蛋白含量要求范围大，原料来源广，原料中不含苯、甲醛类物质，制备的植物蛋白胶黏剂用于人造板制造时不存在甲醛释放问题，此胶黏剂使用时操作简单，方便配置使用。
Description
技术领域
本发明涉及粘合剂领域，更具体地说，本发明涉及一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法。
背景技术
伴随着森林资源减少和木材的短缺，人造板已经成为人类生产和生活的重要材料，人造板工业也得到突飞猛进的发展，2023年我国人造板产量超过3亿立方米，稳居世界第一位。目前，人造板生产中普遍使用的胶黏剂是甲醛系合成树脂，以脲醛树脂及其改性产品为主，使用脲醛树脂胶粘剂制造的人造板及其家具、地板等木制产品会连续不断地释放出甲醛，污染室内空气环境，危害人民的健康，甲醛污染已成为社会高度关注的热点问题。近几年，我国人造板生产技术水平得到了很大提高，在降低人造板甲醛释放量方面做了许多研究工作，如：通过减少甲醛的摩尔比、添加间苯二酚、三聚氰胺改性以及甲醛捕捉剂等方式降低脲醛树脂的游离甲醛含量，或是采用氨气、臭氧等易与甲醛结合的活性分子对人造板进行后处理，这些措施或方法一定程度上降低了人造板的甲醛释放量，但未能从根本上解决人造板及其木制产品的甲醛污染问题。其主要原因是：只要制备的树脂胶黏剂原料中使用甲醛或其它有毒的化工原料，其产品中就不可避免的含有甲醛等有害气体，不论如何改性，均为治标不治本。现行的人造板用甲醛系树脂胶黏剂的原料均来自于石化资源。随着人类对石化资源不可再生的忧虑和绿色生态环境的追求，可持续发展已经引起社会广泛关注，如何利用生物质资源研发高品质的环保生物基胶黏剂已成为近年来人造板胶粘剂领域的研究热点和发展趋势，其中以无毒的大豆蛋白为原料制备的大豆蛋白胶黏剂就是一类重要的生物质胶黏剂，自上世纪80年代以来，国内外开展大量有关大豆蛋白胶黏剂的研究工作，并取得了显著进展，据报道，部分改性的大豆蛋白胶黏剂已经在胶合板类人造板产品上得到了工业化推广和应用。
由于大豆蛋白分子量大、结构及组分复杂，给蛋白分子的化学修饰或改性带来了较大困难，常规的改性处理并不能完全保证大豆蛋白胶黏剂具有合格的耐水胶接性能，而采用交联剂增强改性的方法，可显著提高大豆蛋白胶黏剂的耐水性和胶合强度。用于大豆蛋白改性的交联剂可以在胶黏剂制备过程中添加，也可以在使用前与大豆蛋白直接共混。常用的有效交联剂主要包括含环氧基的各种缩水甘油醚、环氧化物、环氧树脂等，含异氰酸酯基的各种异氰酸酯类物质，丙烯酸类或丙烯酰胺类化合物，以及各种醛类及其衍生物如羟甲基脲、甲醛二硫化钠、戊二醛、乙二醛、甘油醛、脲醛树脂、酚醛树脂、羟甲基酚等。
申请号为201210277994.2的发明专利中采用的复合交联剂含有聚乙烯醇、异氰酸酯类和酰胺类聚合物。申请号为201210381979.2的发明专利中交联剂为多亚甲基多苯基异氰酸酯。申请号为201310336430.6的发明专利中交联剂为三聚氰胺-甲醛树脂，申请号为201610372058.8的发明专利采用醛类衍生树脂(单宁-间苯二酚-戊二醛预聚物)为交联剂，申请号201210480566.X采用戊二醛为交联剂。综合现有专利技术和文献报道，目前采用的交联剂绝大多数以不可再生的石化衍生物为原料，未实现大豆蛋白胶黏剂的完全绿色化和可再生化，而且采用醛类及其衍生物、异氰酸酯类物质、以及其它高分子为交联剂，会给大豆蛋白胶黏剂及其胶接人造板带来游离醛、苯系物等挥发性有害物质的污染问题。
因此，发明一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法很有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，通过采用植物蛋白和木质素环氧化改性物粉末为主要原料，属可再生资源且对蛋白含量要求范围大，原料来源广，原料中不含苯、甲醛类物质，制备的植物蛋白胶黏剂用于人造板制造时不存在甲醛释放问题，此胶黏剂使用时操作简单，根据所需的粘度或是固体含量，向豆粕蛋白粉体粘合剂中加入适量即可调配成所用的液体胶黏剂，方便配置使用，以解决背景技术中所提出问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，包括豆粕蛋白粉体粘合剂，其中所使用的主料按重量计包括：植物蛋白35～45份、木质素环氧化改性物粉末2～10份和活化剂0.6～1.5份，其余为辅料，所述辅料由填料和增稠剂组成，且填料与增稠剂的质量比设置为5～10∶1，该粘合剂的制备方法具体操作步骤为：
步骤一：按比例准备植物蛋白、活化剂、填料和增稠剂，并使用木质素、水、改性剂和碱性催化剂制备木质素环氧化改性物粉末，备用；
步骤二：将准备好的植物蛋白、木质素环氧化改性物粉末和活化剂混合后投入搅拌机均质处理，制成无醛大豆蛋白粉体粘合剂半成品；
步骤三：测定植物蛋白原料的总质量，并计算填料和增稠剂的加入量，量取测量值内的填料和增稠剂加入豆粕蛋白粉体粘合剂半成品中并混合均匀，制备得到豆粕蛋白粉体粘合剂；
步骤四：将制备的豆粕蛋白粉体粘合剂灌装并密封封存于阴凉干燥处。
优选的，所述植物蛋白设置为脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白或脱脂花生粉中的一种或几种混合物。
优选的，所述活化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、盐酸胍、尿素、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或硼酸钠中的一种或几种混合物。
优选的，所述填料为面粉、树皮粉、碳酸钙、陶土、氯化钙、滑石粉或坚果壳粉的一种或几种混合物，所述增稠剂为玉米淀粉。
优选的，所述步骤一木质素环氧化改性物粉末的制备中，木质素设置为酶解木质素，改性剂设置为环氧氯丙烷，碱性催化剂设置为氢氧化钠，且木质素、水、改性剂和碱性催化剂的体积比设置为木质素∶水∶改性剂∶碱性催化剂＝5∶8∶10∶1，具体制备方法如下：
a)pH值调节：将水投入到反应釜中，调节pH值至7.5～10，加入木质素；
b)一轮反应：搅拌均匀后加入改性剂，并升温至30～80℃，保温反应1～3h，加入碱性催化剂；
c)二轮反应：在30～80℃保温反应0.5～3h，降温至30℃，出料，得到具有环氧基的木质素改性物；
d)粉末制造：对上述改性物进行喷雾干燥，得到木质素环氧化改性物粉末。
优选的，所述步骤三中制备得到豆粕蛋白粉体粘合剂中蛋白含量不低于38％。
优选的，所述豆粕蛋白粉体粘合剂用于制备豆粕蛋白液态胶黏剂，所述豆粕蛋白液态胶黏剂用于粘接人造板，其使用方法具体如下：
步骤一：先用水将豆粕蛋白粉体粘合剂调配成液态胶，按粉体粘合剂：水质量比42～50∶60的比例进行混合，搅拌均匀后，使之无颗粒状胶粉存在时，得到液态的豆粕蛋白胶黏剂；
步骤二：将步骤一中制备的无醛大豆蛋白胶黏剂再次加入水，制成固含量为50～70％混合液；
步骤三：利用喷涂方式将混合液涂抹于木质材料上，并胶合板材制备木质复合材料。
本发明的技术效果和优点：
1、通过采用植物蛋白和木质素环氧化改性物粉末为主要原料，属可再生资源且对蛋白含量要求范围大，原料来源广，原料中不含苯、甲醛类物质，制备的植物蛋白胶黏剂用于人造板制造时不存在甲醛释放问题，此胶黏剂使用时操作简单，根据所需的粘度或是固体含量，向豆粕蛋白粉体粘合剂中加入适量即可调配成所用的液体胶黏剂，方便配置使用；
2、通过木质素环氧化改性物含有大量的活性环氧基团，而且木质素本身含有的刚性苯环结构具有较好的耐水性，在高温热压过程中，通过环氧基团与大豆蛋白的氨基、羧基等发生开环交联反应，将木质素大分子结构引入到豆粕蛋白粘合剂体系，形成具有耐水结构的不溶高分子固化体，赋予了豆粕蛋白胶黏剂较好的胶接强度和耐水性。同时豆粕蛋白粉体粘合剂用于胶接人造板时，粘合剂中含有的无机填料如碳酸钙、陶土、氯化钙、滑石粉等，能够填充粘合剂固化反应时因水汽排出而在固化胶层产生的微小孔隙，进而形成致密的胶层结构，进一步提高了豆粕蛋白胶黏剂的耐水胶合性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，包括豆粕蛋白粉体粘合剂，其中所使用的主料按重量计包括：植物蛋白35份、木质素环氧化改性物粉末2份和活化剂0.6份，其余为辅料，所述辅料由填料和增稠剂组成，且填料与增稠剂的质量比设置为5∶1，该粘合剂的制备方法具体操作步骤为：
步骤一：按比例准备植物蛋白、活化剂、填料和增稠剂，并使用木质素、水、改性剂和碱性催化剂制备木质素环氧化改性物粉末，所述植物蛋白为含有植物蛋白的原料，包括大豆蛋白，其中大豆蛋白由脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白，脱脂花生粉或其他蛋白含量不低于30％的生物质原料及其加工剩余物，所述植物蛋白经粉碎加工成粉末，所述植物蛋白粉末粒度设置为30目，具体设置为脱脂豆粕粉，所述活化剂具体设置为0.3份亚硫酸氢钠和0.3份硼酸钠，所述木质素环氧化改性物为含有环氧基的化合物或高分子通过环氧基与木质素大分子上的羟基、羧基基团的开环反应，形成具有环氧基的木质素改性物；
木质素环氧化改性物粉末的制备中，木质素设置为酶解木质素，改性剂设置为环氧氯丙烷，碱性催化剂设置为氢氧化钠，且木质素、水、改性剂和碱性催化剂的体积比设置为木质素∶水∶改性剂∶碱性催化剂＝5∶8∶10∶1，具体制备方法如下：
a)pH值调节：将水投入到反应釜中，调节pH值至7.5-10，加入木质素；
b)一轮反应：搅拌均匀后加入改性剂，并升温至30-80℃，保温反应1-3h，加入碱性催化剂；
c)二轮反应：在30-80℃保温反应0.5-3h，降温至30℃，出料，得到具有环氧基的木质素改性物；
d)粉末制造：对上述改性物进行喷雾干燥，得到木质素环氧化改性物粉末。
步骤二：将准备好的植物蛋白、木质素环氧化改性物粉末、活化剂投入搅拌机混合均匀，制成豆粕蛋白粉体粘合剂半成品；
步骤三：测定植物蛋白原料的总质量，并计算填料和增稠剂的加入量，所述填料具体设置为陶土，所述增稠剂为玉米淀粉，量取测量值内的填料和增稠剂加入豆粕蛋白粉体粘合剂半成品中并混合均匀，制备得到豆粕蛋白粉体粘合剂。
步骤四：将制备的豆粕蛋白粉体粘合剂灌装并密封封存于阴凉干燥处。
一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂的应用，所述豆粕蛋白粉体粘合剂用于制备豆粕蛋白液态胶黏剂，所述豆粕蛋白液态胶黏剂用于粘接人造板，其使用方法具体如下：
步骤一：先用水将豆粕蛋白粉体粘合剂调配成液态胶，按粉体粘合剂∶水质量比42∶60的比例进行混合，搅拌均匀后，使之无颗粒状胶粉存在时，得到液态的豆粕蛋白胶黏剂；
步骤二：将步骤一中制备的豆粕蛋白胶黏剂再次加入水，制成固含量为50％混合液；
步骤三：利用喷涂方式将混合液涂抹于木质材料上，并胶合板材制备木质复合材料。
本实施例中制备的豆粕蛋白粉体粘合剂为黄色粉末颗粒，细度为100～350目，溶于水后具有良好的分散性和流动性，易于使用，能够方便的制成液态的豆粕蛋白胶黏剂，该胶黏剂粘性好，另外，本技术方案中对制备的胶黏剂进行了性能测试，并对该胶黏剂进行粘接使用测试，结果显示：25℃时豆粕蛋白胶黏剂粘度设置为18792MPa·s，调胶后的活性期为13.5h，游离苯系化合物含量为0％，游离甲醛含量为0％，胶黏剂实现完全绿色化，能够制造出胶合板无有害物质释放的绿色环保胶合板，在该胶黏剂胶接木板后，胶合强度为1.06MPa，甲醛释放量为0.03mg/L，总挥发性有机化合物72h为0.06mg/m2·h，制备的豆粕蛋白胶黏剂制造的胶合板有极低微量的甲醛释放，这是由于木材自身会释放出甲醛造成的，且总挥发性有机化合物释放率的数值极低，接近于甲醛释放量值，说明制备的胶合板除了木材自身释放的超低量甲醛外，无其它有毒、有害的有机物释放。
实施例2：
本发明提供了一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，包括豆粕蛋白粉体粘合剂，其中所使用的主料按重量计包括：植物蛋白40份、木质素环氧化改性物粉末6份和活化剂1.0份，其余为辅料，所述辅料由填料和增稠剂组成，且填料与增稠剂的质量比设置为8∶1，该粘合剂的制备方法具体操作步骤为：
步骤一：按比例准备植物蛋白、活化剂、填料和增稠剂，并使用木质素、水、改性剂和碱性催化剂制备木质素环氧化改性物粉末，所述植物蛋白为含有植物蛋白的原料，包括大豆蛋白，其中大豆蛋白由脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白，脱脂花生粉或其他蛋白含量不低于30％的生物质原料及其加工剩余物，所述植物蛋白经粉碎加工成粉末，所述植物蛋白粉末粒度设置为80目，具体设置为脱脂豆粕粉，所述活化剂具体设置为0.7份亚硫酸氢钠和0.3份硼酸钠，所述木质素环氧化改性物为含有环氧基的化合物或高分子通过环氧基与木质素大分子上的羟基、羧基基团的开环反应，形成具有环氧基的木质素改性物；
木质素环氧化改性物粉末的制备中，木质素设置为酶解木质素，改性剂设置为环氧氯丙烷，碱性催化剂设置为氢氧化钠，且木质素、水、改性剂和碱性催化剂的体积比设置为木质素∶水∶改性剂∶碱性催化剂＝5∶8∶10∶1，具体制备方法如下：
a)pH值调节：将水投入到反应釜中，调节pH值至7.5～10，加入木质素；
b)一轮反应：搅拌均匀后加入改性剂，并升温至30～80℃，保温反应1～3h，加入碱性催化剂；
c)二轮反应：在30～80℃保温反应0.5～3h，降温至30℃，出料，得到具有环氧基的木质素改性物；
d)粉末制造：对上述改性物进行喷雾干燥，得到木质素环氧化改性物粉末。
步骤二：将准备好的植物蛋白、木质素环氧化改性物粉末、活化剂投入搅拌机混合均匀，制成无醛大豆蛋白粉体粘合剂半成品；
步骤三：测定植物蛋白原料的总质量，并计算填料和增稠剂的加入量，所述填料具体设置为陶土，所述增稠剂为玉米淀粉，量取测量值内的填料和增稠剂加入豆粕蛋白粉体粘合剂半成品中并混合均匀，制备得到豆粕蛋白粉体粘合剂，所述豆粕蛋白粉体粘合剂中蛋白含量不低于38％；
步骤四：将制备的豆粕蛋白粉体粘合剂灌装并密封封存于阴凉干燥处。
一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂的应用，所述豆粕蛋白粉体粘合剂用于制备豆粕蛋白液态胶黏剂，所述豆粕蛋白液态胶黏剂用于粘接人造板，其使用方法具体如下：
步骤一：先用水将豆粕蛋白粉体粘合剂调配成液态胶，按粉体粘合剂∶水质量比46∶60的比例进行混合，搅拌均匀后，使之无颗粒状胶粉存在时，得到液态的豆粕蛋白胶黏剂；
步骤二：将步骤一中制备的豆粕蛋白胶黏剂再次加入水，制成固含量为60％混合液；
步骤三：利用喷涂方式将混合液涂抹于木质材料上，并胶合板材制备木质复合材料。
对比实施例1，本实施例中制备的豆粕蛋白粉体粘合剂为黄色粉末颗粒，细度为100～350目，溶于水后具有良好的分散性和流动性，易于使用，能够方便的制成液态的豆粕蛋白胶黏剂，该胶黏剂粘性好，另外，本技术方案中对制备的胶黏剂进行了性能测试，并对该胶黏剂进行粘接使用测试，结果显示：25℃时豆粕蛋白胶黏剂粘度设置为19273MPa·s，调胶后的活性期为15h，游离苯系化合物含量为0％，游离甲醛含量为0％，胶黏剂实现完全绿色化，能够制造出胶合板无有害物质释放的绿色环保胶合板，在该胶黏剂胶接木板后，胶合强度为1.28MPa，甲醛释放量为0.02mg/L，总挥发性有机化合物72h为0.06mg/m2·h，制备的豆粕蛋白胶黏剂制造的胶合板有极低微量的甲醛释放，这是由于木材自身会释放出甲醛造成的，且总挥发性有机化合物释放率的数值极低，接近于甲醛释放量值，说明制备的胶合板除了木材自身释放的超低量甲醛外，无其它有毒、有害的有机物释放。
实施例3：
本发明提供了一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，包括豆粕蛋白粉体粘合剂，其中所使用的主料按重量计包括：植物蛋白45份、木质素环氧化改性物粉末10份和活化剂1.5份，其余为辅料，所述辅料由填料和增稠剂组成，且填料与增稠剂的质量比设置为10∶1，该粘合剂的制备方法具体操作步骤为：
步骤一：按比例准备植物蛋白、活化剂、填料和增稠剂，并使用木质素、水、改性剂和碱性催化剂制备木质素环氧化改性物粉末，所述植物蛋白为含有植物蛋白的原料，包括大豆蛋白，其中大豆蛋白由脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白，脱脂花生粉或其他蛋白含量不低于30％的生物质原料及其加工剩余物，所述植物蛋白经粉碎加工成粉末，所述植物蛋白粉末粒度设置为100目，具体设置为脱脂豆粕粉，所述活化剂具体设置为1.0份亚硫酸氢钠和0.5份硼酸钠，所述木质素环氧化改性物为含有环氧基的化合物或高分子通过环氧基与木质素大分子上的羟基、羧基基团的开环反应，形成具有环氧基的木质素改性物；
木质素环氧化改性物粉末的制备中，木质素设置为酶解木质素，改性剂设置为环氧氯丙烷，碱性催化剂设置为氢氧化钠，且木质素、水、改性剂和碱性催化剂的体积比设置为木质素∶水∶改性剂∶碱性催化剂＝5∶8∶10∶1，具体制备方法如下：
a)pH值调节：将水投入到反应釜中，调节pH值至7.5～10，加入木质素；
b)一轮反应：搅拌均匀后加入改性剂，并升温至30～80℃，保温反应1-3h，加入碱性催化剂；
c)二轮反应：在30～80℃保温反应0.5～3h，降温至30℃，出料，得到具有环氧基的木质素改性物；
d)粉末制造：对上述改性物进行喷雾干燥，得到木质素环氧化改性物粉末。
步骤二：将准备好的植物蛋白、木质素环氧化改性物粉末、活化剂投入搅拌机混合均匀，制成豆粕蛋白粉体粘合剂半成品；
步骤三：测定植物蛋白原料的总质量，并计算填料和增稠剂的加入量，所述填料具体设置为陶土，所述增稠剂为玉米淀粉，量取测量值内的填料和增稠剂加入豆粕蛋白粉体粘合剂半成品中并混合均匀，制备得到豆粕蛋白粉体粘合剂，豆粕蛋白粉体粘合剂中蛋白含量不低于38％；
步骤四：将制备的豆粕蛋白粉体粘合剂灌装并密封封存于阴凉干燥处。
一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂的应用，所述豆粕蛋白粉体粘合剂用于制备豆粕蛋白液态胶黏剂，所述豆粕蛋白液态胶黏剂用于粘接人造板，其使用方法具体如下：
步骤一：先用水将豆粕蛋白粉体粘合剂调配成液态胶，按粉体粘合剂∶水质量比50∶60的比例进行混合，搅拌均匀后，使之无颗粒状胶粉存在时，得到液态的豆粕蛋白胶黏剂；
步骤二：将步骤一中制备的豆粕蛋白胶黏剂再次加入水，制成固含量为70％混合液；
步骤三：利用喷涂方式将混合液涂抹于木质材料上，并胶合板材制备木质复合材料。
对比实施例1和2，本实施例中制备的豆粕蛋白粉体粘合剂为黄色粉末颗粒，细度为100～350目，溶于水后具有良好的分散性和流动性，易于使用，能够方便的制成液态的豆粕蛋白胶黏剂，该胶黏剂粘性好，另外，本技术方案中对制备的胶黏剂进行了性能测试，并对该胶黏剂进行粘接使用测试，结果显示：25℃时豆粕蛋白胶黏剂粘度设置为19258MPa·s，调胶后的活性期为14.5h，游离苯系化合物含量为0％，游离甲醛含量为0％，胶黏剂实现完全绿色化，能够制造出胶合板无有害物质释放的绿色环保胶合板，在该胶黏剂胶接木板后，胶合强度为1.19MPa，甲醛释放量为0.03mg/L，总挥发性有机化合物72h为0.07mg/m2·h，制备的豆粕蛋白胶黏剂制造的胶合板有极低微量的甲醛释放，这是由于木材自身会释放出甲醛造成的，且总挥发性有机化合物释放率的数值极低，接近于甲醛释放量值，说明制备的胶合板除了木材自身释放的超低量甲醛外，无其它有毒、有害的有机物释放。
根据实施例1～3得出表1和表2：
表1胶黏剂性能测试指标
表2胶黏剂粘接板性能测试指标
由表1和表2可知，实施例2中原材料比例适中，加工工艺最为适合豆粕蛋白粉体粘合剂的制备，以来自于自然界的木质素为主要原料，通过木质素上的羟基与含有环氧基团的化合物或水性高分子上含氧基团的开环聚合反应，生成含有一定环氧基的木质素改性物，并以这种高活性的木质素改性物为交联剂与豆粕蛋白分子在高温热压时发生交联反应，形成具有耐水结构的胶黏剂固化体系，不但胶合性能优良、耐水性好而且生产成本低、存储期长、运输方便、便于使用，豆粕蛋白粉体粘合剂便于包装和运输，解决了豆粕蛋白胶黏剂易腐败、销售半径短的问题，与运输液体胶(固体含量一般不超过60％)相比，也减少了胶黏剂有效含量的运输成本。采用的原料为植物蛋白，属可再生资源且对蛋白含量要求范围大，原料来源广，原料中不含苯、甲醛类物质，制备的豆粕蛋白胶黏剂用于人造板制造时不存在甲醛释放问题，此胶黏剂使用时操作简单，根据所需的粘度或是固体含量，向豆粕蛋白粉体粘合剂中加入适量即可调配成所用的液体胶黏剂，方便配置使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，包括豆粕蛋白粉体粘合剂，其中所使用的主料按重量计包括：植物蛋白35～45份、木质素环氧化改性物粉末2～10份和活化剂0.6～1.5份，其余为辅料，所述辅料由填料和增稠剂组成，且填料与增稠剂的质量比设置为5～10∶1，其特征在于：该粘合剂的制备方法具体操作步骤为：
步骤一：按比例准备植物蛋白、活化剂、填料和增稠剂，并使用木质素、水、改性剂和碱性催化剂制备木质素环氧化改性物粉末，备用；
步骤二：将准备好的植物蛋白、木质素环氧化改性物粉末和活化剂混合后投入搅拌机均质处理，制成豆粕蛋白粉体粘合剂半成品；
步骤三：测定植物蛋白原料的总质量，并计算填料和增稠剂的加入量，量取测量值内的填料和增稠剂加入豆粕蛋白粉体粘合剂半成品中并混合均匀，制备得到豆粕蛋白粉体粘合剂；
步骤四：将制备的豆粕蛋白粉体粘合剂灌装并密封封存于阴凉干燥处。
2.根据权利要求1所述的一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，其特征在于：所述植物蛋白设置为脱脂豆粉、脱脂豆粕、大豆粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白或脱脂花生粉中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，其特征在于：所述活化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、盐酸胍、尿素、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或硼酸钠中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，其特征在于：所述填料为面粉、树皮粉、碳酸钙、陶土、氯化钙、滑石粉或坚果壳粉的一种或几种混合物，所述增稠剂为玉米淀粉。
5.根据权利要求1所述的一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，其特征在于：所述步骤一木质素环氧化改性物粉末的制备中，木质素设置为酶解木质素，改性剂设置为环氧氯丙烷，碱性催化剂设置为氢氧化钠，且木质素、水、改性剂和碱性催化剂的体积比设置为木质素∶水∶改性剂∶碱性催化剂＝5∶8∶10∶1，具体制备方法如下：
a)pH值调节：将水投入到反应釜中，调节pH值至7.5～10，加入木质素；
b)一轮反应：搅拌均匀后加入改性剂，并升温至30～80℃，保温反应1～3h，加入碱性催化剂；
c)二轮反应：在30～80℃保温反应0.5～3h，降温至30℃，出料，得到具有环氧基的木质素改性物；
d)粉末制造：对上述改性物进行喷雾干燥，得到木质素环氧化改性物粉末。
6.根据权利要求1所述的一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法，其特征在于：所述步骤三中制备得到豆粕蛋白粉体粘合剂中蛋白含量不低于38％。
7.一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂的应用，其特征在于：所述豆粕蛋白粉体粘合剂用于制备豆粕蛋白液态胶黏剂，所述豆粕蛋白液态胶黏剂用于粘接人造板。
8.根据权利要求7所述的一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂的应用，其特征在于：豆粕蛋白粉体粘合剂的使用方法具体如下：
步骤一：先用去离子水将豆粕蛋白粉体粘合剂调配成液态胶，按粉体粘合剂∶去离子水质量比42～50∶60的比例进行混合，搅拌均匀后，使之无颗粒状胶粉存在时，得到液态的豆粕蛋白胶黏剂；
步骤二：将上述豆粕蛋白胶黏剂再次加入酒精，制成固含量为50～70％混合液；
步骤三：利用喷涂方式将混合液涂抹于木质材料上，并胶合板材制备木质复合材料。
Priority Applications (1)
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| CN202410233442.4A CN118085811A (zh) | 2024-03-01 | 2024-03-01 | 一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法 |
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| CN202410233442.4A CN118085811A (zh) | 2024-03-01 | 2024-03-01 | 一种高性能豆粕蛋白粉体粘合剂及其制备方法 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2024
- 2024-03-01 CN CN202410233442.4A patent/CN118085811A/zh active Pending
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