一種耐水豆粕膠黏劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)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】
[0002] 改革開放以來，我國人造板產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，年產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)與消耗國。
[0003] "十一"五期間，木材工業(yè)伴隨著國家經(jīng)濟的高速增長獲得了巨大發(fā)展，但仍面臨 著集中度不高、現(xiàn)代化生產(chǎn)和手工作坊并存以及整體產(chǎn)品質量堪憂等問題。林業(yè)"十二五" 規(guī)劃綱要中明確提出，要依靠科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)升級。"十二五"期間，木材工業(yè)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(chǎn)應用中。
[0004] 我國是農業(yè)大國，大豆產(chǎn)量居世界第四，為大豆蛋白基膠粘劑的開發(fā)利用提供了 原料來源，蛋白改性技術的發(fā)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(fā)展規(guī)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(chǎn)品等可再生資源轉化為高附加值的環(huán)境友好型生物材料是具有長遠戰(zhàn)略意 義的研究課題，大豆基生物質膠粘劑的研究開發(fā)也具有重要價值。
[0005] 豆柏為大宗農產(chǎn)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(jīng)濟社會可持續(xù)、協(xié)調發(fā)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(yōu)勢。因此，很多國家在重點研究開發(fā)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(wěn)定性等缺點，阻礙了其在人造板制造中的大規(guī)模推廣應用。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)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(huán)保型人造板用膠粘劑。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提出納米纖維素改性的耐水豆柏膠黏劑的制備方法。本發(fā)明 方法工藝簡單，操作方便。
[0008] 實現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術方案為：
[0009] -種耐水豆柏膠黏劑，由重量份的以下組分組成： 水 70~80份 改性納米纖維素 0.2~1.0份
[0010] 脫脂豆粕 20~35份 增強劑 1~10份。
[0011]其中，所述改性納米纖維素是用具有環(huán)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：
[0012] 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；
[0013] 2)調節(jié)pH值至4.0~4.5;調節(jié)pH值的物質選自醋酸、甲酸、檸檬酸中的一種或多 種；
[0014] 3)加入納米纖維素，回流反應3~5小時；
[0015] 4)反應混合物過濾，充分干燥，備用。
[0016]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。
[0017] 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。
[0018] 優(yōu)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1 〇份、表面修飾劑1 〇~30份。
[0019] 其中，所述脫脂豆柏為生產(chǎn)食用大豆油的加工剩余物，脫脂豆柏的粒度為100目以 上。
[0020] 脫脂豆柏是指大豆經(jīng)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(jīng)烘烤、粉碎后制成的粉狀物。豆柏中含有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。
[0021]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。
[0022] 制備本發(fā)明所述大豆蛋白膠黏劑的方法，包括步驟：
[0023] Sl在配有攪拌器的反應釜中，加入水、豆柏粉攪拌均勻；
[0024] 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；
[0025] 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。
[0026] 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(yè)生產(chǎn)中采 用自來水即可。
[0027] 本發(fā)明所述大豆蛋白膠黏劑在木器加工中的應用。
[0028]本發(fā)明的有益效果在于：
[0029] 1)本發(fā)明制備的膠合板用改性大豆蛋白膠黏劑主要成分是豆柏，具有價格低、易 處理可再生的優(yōu)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。
[0030] 2)本發(fā)明的大豆蛋白膠黏劑是利用脫脂豆柏粉加工而成，有效的利用了大豆加工 剩余物，綜合利用資源，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的附加值。
[0031] 3)通過表面修飾，使納米纖維素表面接枝上了環(huán)氧基團等活性基團，易與能與蛋 白質中-NH 2和-COOH等基團，提高固化產(chǎn)物交聯(lián)密度，從而顯著提高改性大豆蛋白膠黏劑耐 水性能。實驗結果表明制備的膠黏劑不僅能夠滿足膠合板用膠粘劑的耐水要求達到國標中 II類膠合板要求。
【具體實施方式】
[0032]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0033]本發(fā)明實施例中所采用的豆柏購自山東香馳糧油有限公司，蛋白質含量43%以 上，經(jīng)粉碎處理，過100目篩。
[0034]膠體磨型號JMS-110,購自廊坊冠通機械有限公司。均質機為同一廠家的配套設 備。
[0035]實施例中，如無特殊說明，所使用的手段均為本領域常規(guī)的技術手段。
[0036]實施例1改性納米纖維素的制備
[0037]納米纖維素改性原料的重量份配比為:分散介質:90份，納米纖維素：10份、表面修 飾劑:20份。改性過程按如下的步驟進行：
[0038] 1)將表面修飾劑γ -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷分散在乙醇/水混合溶劑中 (90/10，￥八），2)用醋酸調節(jié)?田直至4.0;3)加入納米纖維素;4)回流反應4小時；5)過濾，干 燥，備用。
[0039] 本實施例制備的改性納米纖維素用于后續(xù)試驗。
[0040] 實施例2
[0041] 1)按以下重量配比進行備料： 自來水 75 Kg 改性納米纖維素 0.5Kg
[0042] 脫脂豆粕粉 25 Kg 丙三醇三縮水甘油醚 6kg
[0043] 2)在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中（反應在常溫下進行），加入全部 的自來水、豆柏粉攪拌均勻。
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