[發明專利]一種改性大豆蛋白膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210460187.4
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102925102A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 謝建軍;曾念;李娜;丁出;姚慶鑫
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: C09J189/00
• 分類號: C09J189/00;C09J131/04;C09J11/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域：

本發明涉及一種共混復合改性大豆蛋白膠粘劑及膠粘劑的制備方法，屬于膠粘劑領域。

背景技術：

當前，在膠合板制備膠粘劑中使用最多的是三醛膠粘劑,即脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂。但這些產品在使用過程中不斷揮發出甲醛,嚴重影響了人們的健康。另一方面,由于膠粘劑對石油有很強的依賴性,隨著世界石油資源的短缺,石油價格的上漲,使得膠粘劑的市場成本上升,危機重重。因此,人們越來越傾向于使用無毒、可再生且來源廣泛的無醛膠粘劑。大豆蛋白質膠粘劑因此被廣泛關注。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種制備具有高強度和耐水性的且環保廉價的共混復合改性大豆蛋白膠粘劑。

本發明的另一個目的在于提供一種簡單低成本的制備如上所述改性大豆蛋白膠粘劑的方法。

本發明提供了一種改性大豆蛋白膠粘劑，是由包括以下重量份原料在水中制備而成：

大豆分離蛋白，即SPI：10～15份

尿素：4～20份

白乳膠：8～13份

封閉甲苯－2,4二異氰酸酯：0.5～3份

所述的封閉甲苯－2,4二異氰酸酯具有式1結構式：

式1

式1中R為C_1~4烷氧甲酰基；R優選為甲氧甲酰基；式1中R優選為對位結構。

所述膠粘劑粘度2～20Pa·s。

所述膠粘劑固含量為40～65%.。

所述膠粘劑中還加入質量不大于3份的苯甲酸鈉作為防腐劑。

本發明還提供一種如上所述改性大豆蛋白膠粘劑的制備方法，先將大豆分離蛋白溶于水后，加入尿素進行預改性，預改性完成后加入白乳膠共混，共混后加入封閉型甲苯-2,4-二異氰酸酯進行交聯，交聯完成，即得產品。

上述膠粘劑制備過程中預改性溫度控制在室溫~90℃，預改性完成后控制溫度在室溫~55℃進行共混和交聯反應。

上述膠粘劑制備過程中加入尿素攪拌0.5~3.0h，加入白乳膠后共混0.5~2h，加入封閉型甲苯-2,4-二異氰酸酯后反應0.5~3h。

本發明中改性大豆蛋白膠粘劑的制備方法是通過下述步驟完成的：以下原料的總重量份為100份，將SPI按重量份10～15份加入盛水的三口燒瓶中，完全溶解均勻后將溫度調至室溫~55℃，加入4～20份預改性劑，攪拌0.5~3.0h，再加入計量好的白乳膠8～13份，共混0.5~2h后加入封閉型甲苯-2,4-二異氰酸酯0.5～3份，反應0.5~3h后停止攪拌，得到粘稠液體；（其中水占以上重量份的余量）。

本發明所述的封閉甲苯－2,4二異氰酸酯可以通過以下方式制備得到：本發明中封閉甲苯-2,4-二異氰酸酯的制備方法是通過下述步驟完成的：（1）將酚羥基苯甲酸酯溶于極性溶劑N,N’－二甲基甲酰胺、丙酮或四氫呋喃中，得到酚羥基苯甲酸酯溶液；（2）按酚羥基與異氰酸酯基的摩爾比為1.0~1.75:1.0（最佳是在1.2~1.5:1）將甲苯-2,4-二異氰酸酯緩慢加入酚羥基苯甲酸酯溶液中，在氮氣保護下攪拌升溫至40~95°C，攪拌反應1~6h（或者也可以按酚羥基苯甲酸酯與甲苯-2,4-二異氰酸酯總質量的0.1~3.5%加入催化劑二丁基二月桂酸錫，反應1~6h），減壓蒸餾出溶劑即得到可中溫解封的封閉型甲苯-2,4-二異氰酸酯。

本發明的優點：

1、制備改性大豆蛋白膠粘劑的配方中通過引入了白乳膠共混，再使用封閉型甲苯-2,4-二異氰酸酯交聯提高了大豆膠粘劑的耐水性能和穩定性。

2、本發明改性大豆蛋白膠粘劑的制備工藝簡單，操作方便，對設備要求不高，易于工業化生產，同時原料易得，環保，價格相對廉價，可廣泛推廣應用。

3、改性大豆蛋白膠粘劑用于熱壓膠合板按照Ⅰ類膠合板測定它們的干態、濕態剪切粘接強度分別為2.25MPa和1.05MPa。而相同條件下不加封端異氰酸酯作交聯劑的對比實驗中干態、濕態剪切粘接強度分別為1.39MPa和0.53MPa。

附圖說明：

【圖1】是本發明膠粘劑制備工藝流程圖。

【圖2】是本發明實施例6對羥基苯甲酸甲酯封閉甲苯-2,4-二異氰酸酯的¹³CNMR譜圖：51ppm是甲氧基（CH₃O-）中碳原子的特征峰；167ppm是與甲氧基相連的酯基中碳原子的特征峰；160ppm是與氨基相連的酯基中碳原子的特征峰；114ppm、121ppm、131ppm為苯環上碳原子的特征吸收峰。