[發明專利]一種多元羧酸聯合改性大豆蛋白膠粘劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710223316.0
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106867446B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 鄭培濤;陳奶榮;林巧佳;饒久平;曾欽志;鄧邵平
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C09J189/00
• 分類號: C09J189/00;C08H1/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明提供了一種多元羧酸聯合改性大豆蛋白膠粘劑的制備方法，選用脫脂豆粉作為原料，水為溶劑降低了大豆蛋白膠粘劑成本；采用堿酸試劑對蛋白進行改性，選用環保型交聯劑交聯脫脂豆粉中碳水化合物和蛋白質，提高了原料利用率；本發明制得的改性大豆蛋白膠粘劑的耐水膠合強度符合國家標準(GB/T 9846?2015)；本發明工藝簡單，易于操作，成本低，實現原料脫脂豆粉的高效利用。

技術領域

本發明涉及一種多元羧酸聯合改性大豆蛋白膠粘劑的制作方法，該大豆蛋白膠粘劑主要用在人造板生產和家具制造上，屬于木材膠粘劑技術領域。

背景技術

據不完全統計，木材膠粘劑的用量約占膠粘劑總產量的三分之二。目前木材膠粘劑主要以合成樹脂類膠粘劑為主。這些合成樹脂原料主要來自于日益枯竭的不可再生石油。此外，合成樹脂膠粘劑在生產，使用環節中不可避免釋放甲醛，危害身體健康。隨著國民環保意識的不斷加強，基于可再生資源的環保膠粘劑逐漸受到關注。大豆蛋白原料來源廣泛、蛋白含量高、分子側鏈上含有大量的活性基團（如氨基，羧基，羥基等），是制備生物質木材膠粘劑的理想原料。早在1923年美國研究者Otis Johnson已經開始利用大豆蛋白制備膠合板。但其耐水性能較差，因而很快被合成樹脂膠粘劑所替代。因此，通過改性方法提高耐水性能是豆膠開發的重點。

大豆副產品主要有大豆分離蛋白，大豆濃縮以及脫脂豆粉三種。其中脫脂豆粉價格低廉，適用于工業化推廣。然而脫脂豆粉成分復雜，蛋白質含量僅占55%左右，碳水化合物含量占到40%左右。大部分改性方法主要關注于大豆蛋白的改性,較少方法關注到碳水化合物，造成原料的浪費。如中國專利（CN 101402842 A）公開了一種用酸堿鹽聯合改性的大豆膠粘劑及其制備方法、中國專利（CN 101805586 A）公開了一種堿和陰離子表面活性劑聯合改性大豆蛋白膠粘劑的方法。這些方法主要采用蛋白改性劑展開蛋白分子，增強蛋白與木材之間的作用，并不涉及到碳水化合物的改性，使得原料的利用率大大降低。雖然一些專利在蛋白改性的基礎上，引入交聯劑增強豆膠膠合強度。如中國專利(CN 102977847 A)公開了一種膠合板用大豆蛋白膠粘劑及其制備方法，該方法以戊二醛作為蛋白交聯劑增強膠合性能；中國專利(CN 103865477 A) 公開了一種交聯改性大豆蛋白膠粘劑及其制備方法，該方法選用十二烷基苯磺酸鈉改性大豆蛋白，并采用酚醛樹脂、脲醛樹脂、環氧樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂中的兩種或幾種做為交聯劑；中國專利(CN 102925102 A)公開了一種改性蛋白膠粘劑及其制備方法，該方法在尿素改性的基礎上，加入封閉甲苯-2,4二異氰酸酯進行交聯，這些交聯劑既可與蛋白進行反應，也可與碳水化合物產生交聯反應，但與此同時也在豆膠中引入了對人體有害物質有機物。因此，仍有待開發一種高原料利用率的環保型大豆膠粘劑。多元羧酸（如檸檬酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、丙烷三羧酸）環保、無毒，作為無醛類交聯劑已經廣泛應用于多糖改性。多元羧酸分子上相鄰的羧基在催化劑的作用下可形成酸酐，可與大豆蛋白分子上的氨基、羧基、羥基等活性基團或與大豆碳水化合物分子上的羥基產生反應，導致交聯結構的形成，從而提升豆膠的耐水性能。Charles R.Frihart 發表的文獻(Soy Properties and Soy Wood Adhesives. Acs Symposium 2014, 1178, 167-192)以及 Chen Nairong 等(Development of defatted soy flour based bio-adhesivesusing Viscozyme L. Ind Crops Prod. 2015, 76, 198-203) 均指出碳水化合物的存在會導致以脫脂豆粉為原料的大豆蛋白膠粘劑膠合強度的下降，本發明選用的多元羧酸類交聯劑不僅降低了碳水化合物對豆膠性能的影響，而且充分利用了原料。

發明內容

本發明針對現有生物質基膠粘劑原料利用率低、改性劑環保性能差等問題，提供了一種環保型多元羧酸改性生物質原料制備環境友好型膠粘劑的方法。

本發明的主要目的是提供了一種環保型生物質膠粘劑的制備方法。