[發明專利]漆酶活化木素磺酸鹽植物纖維粘合劑及其生產方法

有效

• 申請號: 201210140475.1
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102676115A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 金春德;杜春貴
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: C09J197/00
• 分類號: C09J197/00;C09J11/00;C09J11/04;B27D1/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及一種除膠外的應用于植物纖維粘合的粘合劑及其生產方法，特別是一種漆酶活化木素磺酸鹽植物纖維粘合劑及其生產方法，主要適用于植物纖維的粘合，尤其是竹、木及類似材料的粘合。

背景技術

植物纖維的粘合，尤其是木、竹及類似材料的粘合多采用高分子樹脂作粘合劑，普遍存在著釋放游離甲醛、游離酚等有害氣體的問題，近年涉及的酶粘合技術是利用漆酶能夠催化氧化多種有機物的特性，通過自由基反應，在自然界的木素的合成與降解中起重要作用。漆酶是一種氧化還原酶，在有氧條件下能催化酚羥基進行單電子氧化反應，生成酚氧自由基和水，通過自由基反應，漆酶能使木素合成和降解。木素是天然的高分子化合物，木素磺酸鹽由木素改性而來，是一種高分子陰離子表面活性劑，具有分散、粘結和螯合等性能，造紙黑液經提取、濃縮、磺化反應、噴霧干燥工序可制得木素磺酸鹽。論文“漆酶活化木素磺酸鹽條件對膠合板強度的影響”（林產工業，2006）得出兩個結論：一個結論是pH值和處理時間是影響漆酶活化木素及其磺酸銨和磺酸鈉鹽粘合劑的重要工藝因子；另一個結論是在熱壓時間30min、壓力4.5-5.0MPa、溫度150℃條件下熱壓，酶處理條件為pH3.5、時間60min、20℃得到的漆酶木素粘合體系及酶處理條件為pH5.5、酶處理時間60min、酶處理溫度20℃，得到的漆酶木素磺酸銨粘合劑的楊木膠合板的強度要求值，均達到國家標準中Ⅲ類膠合板的指標，而與漆酶木素磺酸銨粘合體系比，漆酶木素磺酸鈉粘合體系在相同條件下達不到該國標規定的Ⅲ類板要求。《林業科學》2004年第40卷第40期中刊登了“酶活化處理條件及其對松木纖維膠合性能的影響初探”一文，介紹了漆酶處理松木纖維壓制纖維板的方法及相關因子對強度的影響，認為：漆酶處理后的松木纖維壓成的纖維板的強度顯著高于水處理纖維的板材；較好的處理工藝和壓板工藝參數為酶劑量12-15u/g纖維、底物濃度5%、pH3.0-4.0、酶促反應溫度26±4℃、酶處理時間2h、熱壓溫度140℃以上。其他林產化工學者在同行業論文中，介紹了以漆酶液、毛竹刨花、相關試劑為原料，進行漆酶活化處理竹材的有關研究，有基本一致的認同感，認為：用漆酶處理竹材能顯著提高產生的活性氧類（以下簡稱ROS）自由基的濃度；還認為酶用量、反應體系pH值、處理溫度、處理時間及Cu²⁺濃度5個因子，對漆酶處理毛竹材產生ROS自由基有極顯著影響，經單因子試驗后，得出酶用量為30u/g、處理時間2h、反應體系的pH為4、處理溫度60℃、Cu²⁺濃度為30mmo1/L條件下，產生ROS自由基濃度最高。學界公認，ROS自由基濃度愈高，板材的物理力學性能愈好。

上述論文中均介紹了用漆酶、用或不用木素磺酸鹽、在一定的漆酶加入量、一定的pH值的反應體系、一定的處理時間和溫度條件下，對植物纖維活化制得的粘合劑可替代傳統的高分子樹脂膠粘劑，杜絕了游離甲醛和酚的產生，減少了制樹脂膠所需的反應釜、鍋爐的設備投資和熱能的消耗，并且對造紙黑液作了合理的消污利用。但這些方法都存在調整反應體系pH值的麻煩，而且酶處理時間長達60min，甚至2h，影響工效。現有技術也未見在漆酶活化反應中應用促進劑的有關報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述存在的問題提供一種采用水作溶劑、不必專門預留酶處理時間，并且可以不需調節反應體系pH值的漆酶活化木素磺酸鹽植物纖維粘合劑及其生產方法，以簡化生產工藝，提高工效。

本發明所采用的技術方案是：漆酶活化木素磺酸鹽植物纖維粘合劑，其特征在于：它包含有木素磺酸鹽、漆酶、滑石粉和水。

所述各原料的配比為，

15-20重量份的木素磺酸鹽；

每克重木素磺酸鹽絕干粉中添加30-50個酶活力單位的漆酶；

0.075-0.2重量份的滑石粉；

115-135重量份作溶劑的水。

所述木素磺酸鹽為木素磺酸銨或木素磺酸鈉或木素磺酸鈣。

所述漆酶為干燥的漆酶粉或漆酶液，其中漆酶液的液量計入115-135重量份作溶劑的水中。

所述粘合劑還包含有磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖液。

所述磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖液的液量為調節反應體系pH值至3.5-4.5的用量，且該液量計入115-135重量份作溶劑的水中。

漆酶活化木素磺酸鹽植物纖維粘合劑的生產方法，其特征在于步驟如下：

a、按配比稱取所述原料；

b、將漆酶、滑石粉和水混合后攪拌均勻；