[發明專利]改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液的制備方法

有效

• 申請號: 201110449208.8
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102585112A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 龐久寅;張士成;董麗娜
• 申請（專利權）人: 龐久寅
• 主分類號: C08F290/00
• 分類號: C08F290/00;C09J151/00
• 代理公司: 吉林市華明專利商標代理有限公司 22207
• 代理人: 張玉致;林家勝

技術領域

本發明涉及一種改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液的制備方法。

背景技術

天然蛋白質膠黏劑是木材工業最早開始應用的膠黏劑，其特點是原料豐富、價格便宜、熱壓、冷壓均可，特別是沒有臭味，適合制造食品用的包裝材料；缺點是耐水性差，耐水性差的原因是大豆蛋白中含有大量的羥基和氨基，這兩類基團特別溶于水，而且傳統大豆蛋白膠黏劑的配方中使用氫氧化鈣、硅酸鈉，這些物質改性大豆蛋白只會提高干強度，大量的羥基和氨基沒有被破壞，在水的作用下羥基和氨基基團溶出，很容易造成膠層的開裂。從而影響了產品的質量。

傳統方法制備改性大豆蛋白膠，是單純對大豆蛋白進行改性并分離，采用該方法制備的膠黏劑，耐水性能仍不理想，存在濕強度低和不耐腐等問題。為了提高濕強度在原料中常用普通脲醛樹脂和酚醛樹脂與大豆蛋白膠共混，由于游離醛的釋放對環境產生污染而限制了大豆蛋白膠的發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液的制備方法，此法制備的膠黏劑粘接強度好，能提高耐水性，耐腐性，無醛釋放，對環境無污染。

本發明采用如下技術方案：一種改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液的制備方法，包括以下步驟，(以下用量為重量份：)

第一步：在濃度為10^-5-1mol/L、用量200份，pH值為1-5的酸性溶液中加入10～80份質量的偶聯劑，并在200～400轉/分的速度下攪拌均勻，加入10～50份質量的大豆蛋白，攪勻，升溫至90℃，恒溫反應3-5h；然后烘干，獲得改性大豆蛋白；

所述的偶聯劑選擇甲基丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷(MATS)或乙烯基三乙氧基硅烷或異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷其中的一種；所述的酸性溶液選擇鹽酸、硫酸、磷酸或硫酸氫鈉其中的一種，所述的大豆蛋白為食品級大豆蛋白，為市售商品；

第二步：取0.9～3份質量的乳化劑混合液加入100～300份質量的水充分攪拌，配成乳化液，取100～200份質量丙烯酸酯單體，用滴液漏斗將丙烯酸酯單體逐滴滴入乳化液中，制成預乳液；

所述的乳化劑混合液由十二烷基硫酸鈉(SLS)、丁二酸改性聚氧乙烯烷基酚醚(OS)、聚氧乙烯壬基酚醚(OP)組成，比例為1∶1∶1，所述的丙烯酸酯單體選擇甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸甲酯其中的一種；

第三步：取步驟1獲得的改性大豆蛋白、取步驟2獲得的預乳液其中的一部分與1～2份質量的聚氧乙烯壬基酚醚(OP)混合，攪拌均勻，取1份引發劑，先將引發劑中的一部分加入該混合物中，升溫至80～85℃，觀察反應現象，出現藍色螢光現象時，向混合物中滴加其余的預乳液，再將其余的引發劑分次加入混合物中，反應3-5h后，升溫至90℃，繼續反應30min，調至中性，降溫出料，獲得改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液；

所述的引發劑選擇過硫酸鉀、過硫酸銨、偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰其中的一種；

本發明改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液產品固含量為30％-50％。

本發明的基本原理：偶聯劑在酸性條件下水解產生羥基，與大豆蛋白表面的游離氨基或羧基發生脫水反應，把不飽和雙鍵引入大豆蛋白分子結構中，從而使大豆蛋白由親水性變成親油性，制成改性大豆蛋白，然后在引發劑存在下把乳化后的丙烯酸酯單體與改性大豆蛋白共聚，制成了改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液。

與傳統方法制備的改性大豆蛋白膠相比，具有以下優點：

①耐水性好；原因是大豆蛋白表面的游離羧基和氨基與偶聯劑水解產生的羥基發生脫水反應，形成價鍵，大豆蛋白表面由親水性變成疏水性，而且在引發劑作用下可以與丙烯酸酯單體進行共聚，形成共聚物。丙烯酸酯本身的耐水性就很好，共聚物的耐水性就會更好。

②對多種材料有良好的粘接強度，丙烯酸酯是有機玻璃的主要成分，內聚力強，同時還具有韌性，與大豆蛋白共聚后可以明顯增加強度。

③大豆蛋白不耐腐的原因是其中含有大量的氮元素，是微生物良好的食物來源，通過與丙烯酸酯的共聚，可以降低單位質量的含氮量，提高了耐腐效果。

④本技術使用丙烯酸酯與改性大豆蛋白復合實現了無醛釋放，對環境的無污染，便于工業化生產。

⑤用發明制備的產品通常是低黏度液體、使用方便，還具有優良的耐介質、耐藥品和耐大氣老化性能。在木材加工、包裝、醫藥、紡織、造紙、建筑、機械等多領域，可作膠黏劑、密封膠和涂料的原材料。

具體實施方式

實施例1

制備改性大豆蛋白-丙烯酸酯復合乳液的方法，包括以下步驟：

1、稱取原料