本發(fā)明涉及一種以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

煤炭作為中國主要的能源資源在短期內(nèi)將一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，但其燃燒產(chǎn)物所造成的溫室效應(yīng)、霧霾等環(huán)境問題逐漸引起了人們的重視，需要大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)。

所謂潔凈煤技術(shù)就是煤的氣化、液化、煤的高效燃燒或者將無煙煤粉制成型煤等技術(shù)，型煤作為潔凈煤的一種，是被政府首肯的環(huán)保的煤資源，其中型煤粘合劑是制備型煤的關(guān)鍵，也是制約型煤發(fā)展的瓶頸，采用目前市場上型煤粘合劑所制備的型煤雖冷、熱強度及熱穩(wěn)定性可以滿足工業(yè)型煤要求，但其成本較高，特別是防水性能較差，僅僅吸收空氣中的少量水份就能使型煤的冷強度下降很大，在運輸、裝卸過程中會造成了大量的破損，影響了型煤的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑及其制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：

水泥20-30份，改性脫脂豆粉80-120份，有機膨潤土8-12份，蜂膠粉8-12份，水400-600份；

所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應(yīng)容器中加入脫脂豆粉、適量復(fù)合酶和適量去離子水，調(diào)節(jié)pH至5.5-6.0，于45-55℃下酶解1-2h后，加熱至85-95℃滅活2-3min，冷卻至30-35℃，加入脫脂豆粉質(zhì)量1-2%的偶聯(lián)劑和0.3-0.5%的氧化劑攪拌處理0.5-1h，過濾去雜質(zhì)，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；

所述復(fù)合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶的混合物。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，原料用到了水泥、改性脫脂豆粉、有機膨潤土和蜂膠粉，各組分在本發(fā)明技術(shù)方案中的貢獻如下：

其中脫脂豆粉進行改性，以提高膠黏劑的耐水性和膠合性能，型煤不易受潮而導(dǎo)致崩裂，脫脂豆粉中的碳水化合物含有豐富的羥基親水基團，使其具有較好的親水性，影響耐水性能。本發(fā)明的技術(shù)方案中采用纖維素酶將脫脂豆粉中的粗纖維和細胞壁結(jié)構(gòu)酶解成寡糖或單糖的蛋白質(zhì)，α-淀粉酶將其中的淀粉類物質(zhì)酶解成低聚糖和單糖，最大可能性降低脫脂豆粉中的親水化合物含量，減少羥基數(shù)量，增強其疏水性。脫脂豆粉中的大豆蛋白把大部分疏水基團跟活性基團包埋在內(nèi)，親水基團暴露在外。因此加入少量的蛋白酶部分降解蛋白質(zhì)，增加其分子內(nèi)或分子間的基團，將其活性基團暴露在外。再采用偶聯(lián)劑使暴露在外的蛋白質(zhì)活性基團相互反應(yīng)，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)提高耐水性和膠合性能。

本申請的發(fā)明人實踐中發(fā)現(xiàn)，對脫脂豆粉處理改性后，其疏水性大大提高，會出現(xiàn)均一性差或分層的現(xiàn)象，為此，嘗試添加適量的有機膨潤土，有機膨潤土具有良好的觸變性、懸浮穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，加入適量有機膨潤土攪拌均勻后，即可形成穩(wěn)定的分散體系，提高加工可行性，即實現(xiàn)均一穩(wěn)定。

蜂膠是蜜蜂從樹芽或樹皮中采集的粘性分泌物，被譽為“天然的小藥庫”，是珍貴的天然廣譜抗生物質(zhì)，對多種細菌、真菌、病菌等有顯著的抑制和滅殺作用，添加適量的蜂膠粉，利用其天然廣譜抗菌殺菌性能，實現(xiàn)本發(fā)明膠黏劑的抗菌性能，大大延長其保質(zhì)期，同時可以避免型煤霉變，改善型煤的品質(zhì)。

優(yōu)選的，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：

水泥25份，改性脫脂豆粉100份，有機膨潤土10份，蜂膠粉10份，水500份；

所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應(yīng)容器中加入脫脂豆粉、適量復(fù)合酶和適量去離子水，調(diào)節(jié)pH至5.8，于50℃下酶解1.5h后，加熱至90℃滅活3min，冷卻至32℃，加入脫脂豆粉質(zhì)量1.5%的偶聯(lián)劑和0.4%的氧化劑攪拌處理0.5h，過濾去雜質(zhì)，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；

所述復(fù)合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；

所述復(fù)合酶的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的1.0-1.5%；

所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的3-4倍。

優(yōu)選的，水泥為325水泥，425水泥，高鋁水泥或快硬水泥的一種或幾種；氧化劑為雙氧水；偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-(2,3-環(huán)氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。

一種以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑的制備方法，所述制備方法如下：

(1)水加熱至70-80℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌 ，形成穩(wěn)定的分散體系；

（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至30-40℃，加入配方量的蜂膠粉，進一步攪拌均勻；

（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理1-2h，獲得以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑成品。

本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明的膠黏劑具有良好的耐水性和膠合性能，主要原料均系天然原料，來源廣泛，加工方便，加工成本低，該膠黏劑的保質(zhì)期長，由其加工的型煤品質(zhì)高，不易吸濕潮解，不易霉變。

具體實施方式

下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。

實施例1：

以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：

水泥20份，改性脫脂豆粉80份，有機膨潤土8份，蜂膠粉8份，水400份；

所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應(yīng)容器中加入脫脂豆粉、適量復(fù)合酶和適量去離子水，調(diào)節(jié)pH至5.5，于45℃下酶解2h后，加熱至85℃滅活3min，冷卻至35℃，加入脫脂豆粉質(zhì)量1%的偶聯(lián)劑和0.5%的氧化劑攪拌處理0.5h，過濾去雜質(zhì)，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；

所述復(fù)合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；

所述復(fù)合酶的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的1.0%；

所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的3倍。

具體到本實施例，水泥為325水泥；氧化劑為雙氧水；偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；其制備方法如下：

(1)水加熱至70℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌 ，形成穩(wěn)定的分散體系；

（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至30℃，加入配方量的蜂膠粉，進一步攪拌均勻；

（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理1h，獲得以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑成品。

實施例2：

以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：

水泥30份，改性脫脂豆粉120份，有機膨潤土12份，蜂膠粉12份，水600份；

所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應(yīng)容器中加入脫脂豆粉、適量復(fù)合酶和適量去離子水，調(diào)節(jié)pH至6.0，于55℃下酶解2h后，加熱至95℃滅活2min，冷卻至35℃，加入脫脂豆粉質(zhì)量2%的偶聯(lián)劑和0.3%的氧化劑攪拌處理1h，過濾去雜質(zhì)，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；

所述復(fù)合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；

所述復(fù)合酶的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的1.5%；

所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的4倍。

水泥為425水泥；氧化劑為雙氧水；偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

其制備方法如下：(1)水加熱至80℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌 ，形成穩(wěn)定的分散體系；

（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至40℃，加入配方量的蜂膠粉，進一步攪拌均勻；

（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理2h，獲得以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑成品。

實施例3：

以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：

水泥25份，改性脫脂豆粉100份，有機膨潤土10份，蜂膠粉10份，水500份；

所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應(yīng)容器中加入脫脂豆粉、適量復(fù)合酶和適量去離子水，調(diào)節(jié)pH至5.8，于50℃下酶解1.5h后，加熱至90℃滅活3min，冷卻至32℃，加入脫脂豆粉質(zhì)量1.5%的偶聯(lián)劑和0.4%的氧化劑攪拌處理0.5h，過濾去雜質(zhì)，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；

所述復(fù)合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；

所述復(fù)合酶的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的1.2%；

所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質(zhì)量的4倍。

水泥為高鋁水泥；氧化劑為雙氧水；偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

其制備方法如下：(1)水加熱至75℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌 ，形成穩(wěn)定的分散體系；（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至35℃，加入配方量的蜂膠粉，進一步攪拌均勻；（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理1.5h，獲得以脫脂大豆蛋白為原料的型煤膠黏劑成品。

采用本發(fā)明的膠黏劑制備的型煤，防水性能優(yōu)良，有效地避免了潔凈型煤因吸收空氣中少量水分而引起強度降低，造成在運輸、裝卸過程中的破損；減輕了因煤粉所造成的粉塵對環(huán)境的污染。利用該型煤膠黏劑制備的型煤具有較高的冷、熱強度，較好的熱穩(wěn)定性。其冷強度不小于1500/N，落下強度達92％，熱穩(wěn)定性達到95％以上，發(fā)熱量達到6000卡以上，且灰粉不大于10％，揮發(fā)分不大于8.8％，固體碳不小于70％，防水性在350/N以上。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。