[發明專利]一種耐水豆粕膠黏劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610076851.3
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105542710B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 張世鋒;王開立;康海嬌;王鐘;李建章
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C09J189/00
• 分類號: C09J189/00;C09J101/28;C09J105/00;C09J11/08;C09J11/06;C08B11/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明屬于黏合劑領域，具體涉及一種基于大豆蛋白的黏合劑，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99.6萬立方米猛增長到2014年3..02億立方米。2003年產量就超過美國成為世界上人造板及木材膠黏劑第一大生產與消耗國。

“十一”五期間，木材工業伴隨著國家經濟的高速增長獲得了巨大發展，但仍面臨著集中度不高、現代化生產和手工作坊并存以及整體產品質量堪憂等問題。林業“十二五”規劃綱要中明確提出，要依靠科技創新推動產業升級?！笆濉逼陂g，木材工業用膠粘劑的消耗量仍將保持高速增長，脲醛樹脂膠粘劑比例將不斷下降，更多的生物基膠粘劑將被引入到生產應用中。

我國是農業大國，大豆產量居世界第四，為大豆蛋白基膠粘劑的開發利用提供了原料來源，蛋白改性技術的發展也為大豆蛋白基膠粘劑性能的改善提供了技術保證。在頒布實施的國家長期科技發展規劃(2005-2020)中，“農林生物質工程”被列為重大專項，其中，將大宗農產品等可再生資源轉化為高附加值的環境友好型生物材料是具有長遠戰略意義的研究課題，大豆基生物質膠粘劑的研究開發也具有重要價值。

豆粕為大宗農產品加工剩余物，無毒、可再生，用其替代以化石資源為主要原料的“三醛類”膠粘劑，符合經濟社會可持續、協調發展要求。用其制造的人造板不僅能用于建筑裝修和家具，還可用于食品包裝，具有很大的優勢。因此，很多國家在重點研究開發耐水大豆蛋白木材膠粘劑。但是，由于分子結構中存在大量親水基團，制備的膠黏劑存在耐水性和膠合強度、粘度、穩定性等缺點，阻礙了其在人造板制造中的大規模推廣應用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種膠合板用改性大豆蛋白膠粘劑，該膠粘劑不含甲醛，是一種環保型人造板用膠粘劑。

本發明的另一目的是提出納米纖維素改性的耐水豆粕膠黏劑的制備方法。本發明方法工藝簡單，操作方便。

實現本發明上述目的的技術方案為：

一種耐水豆粕膠黏劑，由重量份的以下組分組成：

其中，所述改性納米纖維素是用具有環氧基團的表面修飾劑修飾的納米纖維素，所述改性納米纖維素的制備方法包括步驟：

1)將表面修飾劑分散在分散介質中，所述分散介質為水和/或有機溶劑；

2)調節pH值至4.0～4.5；調節pH值的物質選自醋酸、甲酸、檸檬酸中的一種或多種；

3)加入納米纖維素，回流反應3～5小時；

4)反應混合物過濾，充分干燥，備用。

進一步地，所述表面修飾劑選自γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。雙(三乙氧基硅烷丙基)二硫化物、γ―氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種；所述分散介質為水、乙醇、乙醚、甲苯、丙酮中的一種或多種。

進一步地，所述表面修飾劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，所述分散介質為水和乙醇體積比為1：8～10的混合物。

優選地，制備改性納米纖維素加入的原料的質量份為：分散介質90～100份、納米纖維素10份、表面修飾劑10～30份。

其中，所述脫脂豆粕為生產食用大豆油的加工剩余物，脫脂豆粕的粒度為100目以上。

脫脂豆粕是指大豆經清理、調質、破裂、去皮、壓片，由有機溶劑正己烷及其同類碳氫化合物脫脂，再經烘烤、粉碎后制成的粉狀物。豆粕中含有40～45％的粗蛋白質，10～15％的低聚糖，20～25％的多糖等，其中蛋白質分子與改性成分反應可得到高強度的膠黏劑。

其中，所述增強劑為乙二醇二縮水甘油醚或丙三醇三縮水甘油醚，所述增強劑的質量份為6～10份。

制備本發明所述大豆蛋白膠黏劑的方法，包括步驟：

S1在配有攪拌器的反應釜中，加入水、豆粕粉攪拌均勻；

S2加入增強劑和改性納米纖維素并攪拌均勻，制得大豆蛋白粘液；

S3大豆蛋白粘液過膠體磨和均質機處理，均質處理的壓力為20～40MPa。

制備中加入的水可以是自來水、軟化水、去離子水中的一種或多種。工業生產中采用自來水即可。

本發明所述大豆蛋白膠黏劑在木器加工中的應用。

本發明的有益效果在于：

1)本發明制備的膠合板用改性大豆蛋白膠黏劑主要成分是豆粕，具有價格低、易處理可再生的優勢，且膠接的膠合板不存在甲醛釋放問題，徹底解決人造板帶來的室內空氣中的甲醛污染問題。