[發(fā)明專利]一種改性麻瘋樹粕膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110225793.3
• 申請(qǐng)日: 2011-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN102304334A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張世鋒;李建章;高強(qiáng);周文瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09J151/00
• 分類號(hào): C09J151/00;C08F289/00;C12P1/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;王加嶺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種膠粘劑及制備方法，特別涉及一種改性改性麻瘋樹粕膠粘劑及其制備方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界人造板生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，2009年我國(guó)人造板產(chǎn)量超過1.1546億立方米，其中膠合板和細(xì)木工板產(chǎn)量分別為4451.24和1478.71萬(wàn)立方米。木材加工業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，三醛類膠粘劑(脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂)用量逐漸增加，占木材膠粘劑用量的95％以上，面臨的資源和環(huán)境問題也越來(lái)越嚴(yán)重。

近年來(lái)，為了緩解國(guó)家石油緊張，保障能源安全，“十一五”期間我國(guó)大力發(fā)展生物質(zhì)能源及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。麻瘋樹具有產(chǎn)量大，產(chǎn)油率高，易存活，且對(duì)生長(zhǎng)條件要求也不高的優(yōu)點(diǎn)，其作為新能源經(jīng)濟(jì)的前景看好，2006年，國(guó)家林業(yè)局將麻瘋樹作為林業(yè)生物質(zhì)能源開發(fā)的首選樹種。利用麻楓樹仔制造生物柴油過程中產(chǎn)生大量麻瘋樹粕，由于其中含有大量的毒蛋白、麻瘋酮等成分，不能直接食用和作為飼料使用，不能充分發(fā)揮其價(jià)值。

利用大宗農(nóng)產(chǎn)品等可再生資源生產(chǎn)環(huán)保型的綠色化工產(chǎn)品已經(jīng)引起世界各國(guó)工業(yè)界的重視，給木材膠粘劑帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。開發(fā)生物質(zhì)木材膠粘劑，已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的研究課題。利用生物質(zhì)能源加工剩余物麻瘋樹粕制備無(wú)醛木材膠黏劑不僅原料供應(yīng)充分，用它制造的人造板，在生產(chǎn)和使用過程中無(wú)甲醛釋放，從源頭上解決了甲醛污染問題。但是和其他生物質(zhì)膠粘劑一樣，存在粘度大、固化溫度高(150℃以上)、固化速度慢、固體含量低、成本較高和施工困難等問題不能滿足人造板工業(yè)應(yīng)用的要求，阻礙其在人造板制造中的使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種改性麻瘋樹粕膠粘劑。該膠粘劑耐水強(qiáng)度高、粘度小、固化溫度低(110-125℃)、固化速度快、固體含量高，且施工使用方便。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種改性麻瘋樹粕膠粘劑，其包括麻瘋樹粕溶液、交聯(lián)劑和催化劑，其中麻瘋樹粕溶液是向麻瘋樹粕中加入生物酶、引發(fā)劑、接枝單體反應(yīng)制得，各組分的重量份配比如下：

其中，所述麻瘋樹粕溶液中還加入尿素，其重量份為1-20。

上述原料配比優(yōu)選為：

其中，所述的生物酶優(yōu)選為多糖酶，蛋白酶，纖維素酶，半纖維素酶，果膠酶，植酸酶中的一種或多種。其中多糖酶更優(yōu)選木聚糖酶、葡聚糖酶，蛋白酶更優(yōu)選木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶。

其中，所述的接枝單體為不飽和單體，優(yōu)選甲基丙烯酸-2，3-環(huán)氧丙基酯，低分子量聚乙二醇雙甲基丙烯酸酯(PEGDMA)、低分子量聚乙二醇雙丙烯酸酯(PEGDA)、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺的一種或多種。

其中，所述的引發(fā)劑優(yōu)選為硝酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種或者幾種。

其中，所述的交聯(lián)劑為異氰酸酯類交聯(lián)劑。其中異氰酸酯類優(yōu)選二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)、3-異氰酸酯基亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)，六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)其中的一種或多種。

其中，所述的催化劑為有機(jī)錫類，優(yōu)選二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二丁基氧化錫中的一種或者幾種。

對(duì)本發(fā)明的改性麻瘋樹粕膠粘劑進(jìn)行成本分析如下：

目前，低游離甲醛含量脲醛膠粘劑的價(jià)格在2500元/噸左右，利用本發(fā)明優(yōu)化方案制備植物蛋白膠粘劑的價(jià)格在1500-3000元/噸左右，而且不需要改造現(xiàn)有設(shè)備(與脲醛樹脂相當(dāng))，實(shí)際使用成本較低，具有良好的推廣前景。

本發(fā)明另一目的是提供了一種制備改性麻瘋樹粕膠粘劑的方法，該方法是按照如下步驟制備而成：

1)按照上述配比將水、生物酶、麻瘋樹粕混合均勻，反應(yīng)時(shí)間10-180min，制得麻瘋樹粕溶液；

2)然后將麻瘋樹粕溶液升溫至生物酶完全失活；

3)加入接枝單體和引發(fā)劑，反應(yīng)10-120min，備用；

4)最后加入交聯(lián)劑和催化劑混勻，制得到改性麻瘋樹粕膠粘劑。

其中，所述步驟1)中還加入尿素。尿素能夠輔助變性，起到降低膠粘劑粘度、在一定范圍內(nèi)增加膠粘劑強(qiáng)度和增加膠粘劑固含量等作用。

其中，所述步驟2)升溫范圍優(yōu)選為90℃-95℃，溫度過高可能引起其他的問題。

本發(fā)明的技術(shù)效果：