[發(fā)明專利]一種改性植物蛋白膠黏劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810209225.6
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108359407B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張世鋒;康海嬌;王鐘;趙叔軍;李建章
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09J189/00
• 分類號: C09J189/00;C09J11/08;B27N3/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發(fā)明提供一種改性植物蛋白膠黏劑，其主要改進之處為，采用植物蛋白粕作為膠黏劑的主體，并在其中添加多巴胺改性的聚丙烯加強蛋白膠黏劑的粘結(jié)性能，并通過優(yōu)化用量，得到一種環(huán)保的改性蛋白膠黏劑。本發(fā)明制備的單板類人造板改性植物蛋白膠黏劑主要成分是植物蛋白粕，具有粘度低、固含量高，膠層韌性佳，能大量供應(yīng)的優(yōu)勢，且膠接的膠合板無甲醛釋放，徹底解決人造板帶來的室內(nèi)空氣甲醛污染問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于木材膠黏劑領(lǐng)域，具體涉及一種基于植物蛋白的膠黏劑，及其制備方法。

背景技術(shù)

木材用膠黏劑消耗量持續(xù)增大，醛類膠黏劑仍占木材膠黏劑主導(dǎo)地位。但醛類膠黏劑存在嚴(yán)重的環(huán)境危害，醛類膠黏劑及其木材制品在生產(chǎn)和使用過程中會釋放甲醛、酚類等有毒氣體，造成環(huán)境污染，威脅人類健康。此外，生產(chǎn)醛類膠黏劑所用原料均來自于石油等非可再生資源，隨著化石資源的逐漸枯竭以及人們環(huán)保意識的增強，研究和開發(fā)可再生、環(huán)境友好、適用性強的木材膠黏劑是木材行業(yè)面臨的一個重要問題。

考慮到植物蛋白是一類生物可再生資源，具有豐富的來源。其中，大豆蛋白價格低廉，并且，其制備的大豆蛋白基膠黏劑在生產(chǎn)、運輸上的環(huán)保性與應(yīng)用便利性，顯示出較大的發(fā)展?jié)摿Α４蠖沟鞍椎陌被醾?cè)鏈豐富，可與親水性或疏水性官能團發(fā)生相互作用，因此，大豆蛋白基膠黏劑作為一種生物質(zhì)膠黏劑，既能減少環(huán)境污染，又能高效的利用資源，響應(yīng)了全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，已逐漸成為研究的熱點。但是，大豆蛋白作為一種應(yīng)用材料，其多級結(jié)構(gòu)導(dǎo)致分子間的結(jié)合力弱、力學(xué)性能低，一定程度上限制了其應(yīng)用。聚丙烯纖維(PP纖維)可作為基體增強相，有效提高復(fù)合材料力學(xué)性能，但疏水性PP纖維與親水性基體間界面結(jié)合力弱、相容性差、常規(guī)表面改性方法復(fù)雜、低效等問題仍是該研究領(lǐng)域的一個難點。近年來，生物技術(shù)、仿生技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)功能性復(fù)合大豆蛋白基膠黏劑提供了可能性。仿生改性操作簡便、環(huán)保、無損纖維結(jié)構(gòu)，在生物質(zhì)膠黏劑的開發(fā)中逐漸受到重視。多巴胺(DOPA)作為仿貽貝蛋白的改性單體，在有氧環(huán)境下通過自身氧化聚合反應(yīng)可有效包覆于各類基質(zhì)表面，與PP混合后可改善PP纖維與大豆蛋白基體間的界面相容性。此外，聚多巴胺(PDA)包覆層的醌類結(jié)構(gòu)可與蛋白質(zhì)分子側(cè)鏈的羥基、氨基等有效結(jié)合，進一步促進二者界面的結(jié)合力。多巴胺或多酚表面改性聚丙烯纖維(PDPP纖維)并用于增強大豆蛋白基膠黏劑，為制備生物質(zhì)纖維增強大豆蛋白基復(fù)合膠黏劑提供新思路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種改性植物蛋白膠粘劑，該膠粘劑解決了傳統(tǒng)醛類樹脂改性生物質(zhì)膠黏劑含有甲醛的問題，是一種高效、環(huán)保型人造板用膠黏劑。

本發(fā)明所述的膠黏劑由如下重量份的組分制備而成：植物蛋白粕25～35份，多巴胺改性的聚丙烯纖維0.5～1.5份，丙三醇三縮水甘油醚2～6份，水65～75份。

優(yōu)選的，由包括如下重量份的組分制備而成：由包括如下重量份的組分制備而成：植物蛋白粕29～31份，多巴胺改性的聚丙烯纖維0.5～1.5份，丙三醇三縮水甘油醚4.5～5.5份，水68～72份。

進一步優(yōu)選的，所述多巴胺改性的聚丙烯纖維的用量為0.9～1.2份。

更優(yōu)選的，由包括如下重量份的組分制備而成：植物蛋白粕30份，多巴胺改性的聚丙烯纖維0.9～1.2份，丙三醇三縮水甘油醚5份，水70份。

優(yōu)選的，所述多巴胺改性的聚丙烯纖維由如下方法制備得到：

(1)在配有攪拌器的反應(yīng)釜中，配制三(羥甲基)氨基甲烷-鹽酸鹽緩沖溶液(Tris-HCl)緩沖溶液，并將其pH值調(diào)節(jié)至8.5，在其中加入多巴胺至其濃度為0.8～1.2g/L，將溶液攪拌均勻；

(2)將上述溶液的溫度調(diào)至28～32℃，加入聚丙烯纖維，均勻攪拌至反應(yīng)完畢，得沉淀產(chǎn)物；

(3)用水和乙醇體積比為1：0.8～1.2的溶液清洗所述沉淀產(chǎn)物2-3次，冷凍干燥，即得所述多巴胺改性的聚丙烯纖維(PDPP)。