[發明專利]一種改性植物蛋白膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210479870.2
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN102977844A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 張世鋒;李建章;李紅艷;周文瑞;高強
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C09J189/00
• 分類號: C09J189/00;C09J163/00;C09J11/06;C12P21/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術領域

本發明涉及一種植物蛋白膠粘劑，特別是涉及一種改性植物蛋白膠粘劑及其制備方法。

背景技術

改革開放以來，我國人造板產業迅猛發展，年產量從1980年的99.6萬立方米猛增長到2010年的1.536億立方米，其中膠合板產量超過7100萬立方米。木材加工業的持續快速發展，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，面臨的資源和環境問題也越來越嚴重。隨著人們健康意識、室內環境意識、生活質量意識的日益提高，人造板甲醛釋放造成的污染空氣、損害健康問題越來越受到人們的重視。

近年來，我國人造板生產技術水平有了長足進步，可以通過采用低摩爾比改性脲醛膠粘劑，在人造板用脲醛膠粘劑中加入甲醛捕捉劑或者對人造板進行后處理等措施從一定程度上降低了人造板的甲醛釋放量，但是上述方法或措施不能從根本上解決甲醛釋放問題。

利用植物蛋白等大宗農產品等可再生資源生產環保型的綠色化工產品引起了世界各國工業界的重視，具有原料來源廣，可再生性強，價格低廉和反應活性高等特點，用其制造人造板時，在生產和使用過程中均無甲醛釋放，從源頭上解決了甲醛污染問題，制造的人造板不僅能用在建筑裝修和家具上，還可用于食品包裝，具有很大的優勢。但是生物質膠粘劑普遍存在固化溫度高、固化速度慢、耐水強度低、固含量低、粘度大和施工不便等問題，阻礙其廣泛應用。

通常情況下，生物質膠粘劑的耐水強度隨著熱壓溫度（一般要大于150℃）升高而逐漸增加，是由于在人造板熱壓過程中，板坯被壓縮，同時熱量從板坯表面向中心傳遞，板坯中心達到一定溫度后，其膠粘劑開始固化。隨著板坯中心溫度的升高，膠的固化速度加快。板坯在溫度和壓力作用下，經過一定時間使木材間緊密結合，形成具有一定厚度和強度的人造板材。但是熱壓溫度高，易出現如下問題：①壓縮率高，出材率低；成本增加。②卸壓前板材內蒸汽不能充分逸出，從而導致鼓泡缺陷，廢品率上升，成本增加，而且固含量低時，鼓泡現象尤為嚴重；③能耗增加；④易導致木材降解和變色，產品品質降低；⑤需要改造現有設備，投資大。

固含量低導致膠粘劑固化速度慢，在膠粘劑的水分揮發后，板坯中心溫度上升，膠粘劑才能固化，導致能耗增加；另外要獲得較好的耐水強度，所需固化時間（熱壓時間）比普通脲醛樹脂長達一倍以上，使得生產效率降低，單位時間產量降低，成本增加，競爭力下降。生物質膠粘劑另一個主要缺點是粘度大，特別是固含量高于30%時，不具有流動性或者流動性太差，施膠困難。這些問題使得生物質膠粘劑不能滿足人造板工業使用的要求，阻礙其在人造板制造中的推廣使用。

目前于植物蛋白改性用來提高木材膠粘劑的性能方面的研究和報道國內外都很少，而且大多數都是關于大豆蛋白的。常用的植物蛋白改性的方法主要有熱改性、酸堿改性、有機溶劑改性、凈化劑改性、酶法改性以及脲改性法等。

專利CN?101857792，發明名稱：復合改性大豆蛋白膠粘劑及其生產方法和應用，公開了由表面活性劑的堿性溶液，大豆蛋白制品，改性劑，交聯劑和填料，通過降解-交聯的復合改性方法對大豆蛋白分子進行改性制備而成的大豆蛋白膠粘劑，其膠接強度和耐水強度有所提高。專利CN?101511925A，發明名稱：來自尿素變性大豆粉的穩定的粘合劑，公開了將大豆粉加熱至變性，加入尿素、乳化或分散的聚合物、交聯劑，制備而成穩定的大豆粉基粘合劑，其穩定性、濕強度、干強度有所提高。專利CN?102304334A，發明名稱：一種改性麻瘋樹膠粘劑及其制備方法。公開了水、生物酶、麻瘋樹粕、引發劑、接枝單體、交聯劑、催化劑制備的膠粘劑。

現有技術存在生產過程相對較為復雜，不易控制，制備的產品適用期較短，流動性能有待進一步不改善。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種改性植物蛋白膠粘劑。

本發明另一目的是提供上述改性植物蛋白膠粘劑的制備方法，包括向植物蛋白粕粘液中加入蛋白酶降解，然后加入乳化劑，使用前再加入交聯劑和固化劑，得到改性植物蛋白基木材膠粘劑。

本發明的改性植物蛋白膠粘劑，包括如下原料：水、生物酶、植物蛋白粕、乳化劑、交聯劑和固化劑。

所述改性植物蛋白膠粘劑包括如下重量份原料：

優選地，包括如下重量份原料：

其中，所述生物酶為中性蛋白酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶中的一種或多種。