[發明專利]一種雙重改性大豆基木材膠黏劑及制備方法

在審

• 申請號: 202010929617.7
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111892908A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 楊秀清;閆高陽
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C09J189/00
• 分類號: C09J189/00;C09J11/06;C09J11/04;C09J11/08
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

本發明屬于木材膠粘劑技術領域，具體涉及一種雙重改性大豆基木材膠黏劑及制備方法。本發明的制備方法包括以下步驟：取大豆蛋白或大豆蛋白為主的蛋白混合物溶于水中，并加入堿性氫氧化物調溶液pH值為7?11，在50℃下攪拌2h制成植物蛋白溶液；加入尿素和蛋白酶，在37℃下攪拌3h或4℃過夜；高壓均質后即得木材膠黏劑。本發明提供的酶改性大豆基木材膠黏劑配方只含有蛋白質、低濃度的弱堿和尿素，從源頭解決了甲醛釋放的問題；酶交聯使膠黏劑耐水性提高，尿素使酶交聯后的高分子量蛋白質分子展開，增加了與木材的接觸面積，使粘合力增強，表現出較好的抗剪強度；本發明膠黏劑配方環保無污染，同時降低了對石化原料的依賴。

技術領域

本發明屬于木材膠粘劑技術領域，具體涉及一種雙重改性大豆基木材膠黏劑及制備方法。

背景技術

目前，人造板材中用量最大的膠黏劑仍是“三醛膠”，即脲醛膠、酚醛膠和三聚氰胺甲醛膠，然而，應用三醛膠所制得的木材產品，會釋放出甲醛氣體；每年新聞報道因房屋裝修中甲醛含量超標，釋放期長達5-15年，是對人體有毒害、致癌、致畸形的化學物質。世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單中，將甲醛放在一類致癌物列表中。

近年來，隨著國際市場競爭壓力的增大，人造板環保等級的不斷提升和全球公民對家居生活環保意識的不斷增強，國內諸多人造板生產商已率先涉足環保產品的開發與推廣，并占據了一定的市場地位。盡管很多甲醛低微量釋放的合成樹脂正在被研發，但研究過程中又出現了很多復雜的問題。此外，由于世界各國不斷出現能源危機，使得合成樹脂的價格也不斷增長，研究成本偏高，產品競爭乏力，生產商很難突破出口“瓶頸”。因此，在當今社會的各種壓力下，以可再生材料，特別是以糧基種子蛋白為原料進行改性或修飾的木材膠粘劑已成為科研工作者的研究熱點。目前已有利用大豆基為材料的膠黏劑的公開專利(200710164080.4，201910064132.3，201910147935.5，201910336245.5)，這些專利多用環氧丙烷、乙烯三胺、戊二醛、多異氰酸酯等作為大豆蛋白的交聯劑來增加粘合強度，然而這些膠黏劑或有致癌性、或有毒性、或易燃、或對眼睛和皮膚有刺激作用等，與民眾的需求和環保理念相違背。因此，尋求以生物質為交聯劑或是增加粘合強度的輔助材料，并用植物蛋白基為主要材料的膠黏劑已然成為一種趨勢。

發明內容

針對目前膠粘劑甲醛釋放量大、危害人體健康，且制作成本高，工藝適用性差，產品無競爭力，所用交聯劑危害性大等問題，本發明提供了一種雙重改性大豆基木材膠黏劑及制備方法。

為了達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

一種雙重改性大豆基木材膠黏劑，包含以下質量百分數的組份：豆蛋白9～12％，堿性氫氧化物0.3～1％，蛋白酶0.001～0.005％，尿素3～12％，余量為水。

進一步，所述豆蛋白為大豆蛋白或蛋白混合物；所述蛋白混合物由大豆蛋白與乳清蛋白、黍米谷朊蛋白、花生蛋白、玉米醇溶蛋白和木薯粗蛋白中的一種以質量比為10～20:1的比例構成；

所述堿性氫氧化物為IA族堿金屬氫氧化物或IIA堿土金屬氫氧化物；

所述蛋白酶為蛋白質交聯用酶或直接交聯酶。

再進一步，所述的大豆蛋白的原料為大豆分離蛋白；所述的堿性氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣；所述蛋白酶為酪氨酸酶、漆酶、過氧化物酶或轉谷氨酰胺酶。

一種雙重改性大豆基木材膠黏劑的制備方法，其特征在于：按照權利要求1中的質量百分數分別取豆蛋白和水，將豆蛋白溶于水中，取堿性氫氧化物調溶液pH值為7～11，在50℃下攪拌2h形成大多蛋白溶液，加入尿素溶解10min，然后加入蛋白酶，在37℃下攪拌3h或4℃過夜，高壓均質后即得木材膠黏劑。

進一步，所述的高壓均質的壓力為：低壓25MPa，體積為100mL，溫度為4℃。

與現有技術相比本發明具有以下優點：