一种复合木材胶黏剂的制备方法与流程

文档序号:12245841阅读:992来源:国知局

本发明涉及一种复合木材胶黏剂的制备方法,属于胶黏剂制备技术领域。



背景技术:

木材工业用胶黏剂产量约占全球胶黏剂总产量的75%,是使用量最大的胶黏剂产品。随着木材工业快速发展,木材工业用胶黏剂消耗量持续增大,胶黏剂制造水平已成为衡量一个国家或地区木材工业发展水平的重要标志。目前,我国木材工业用胶黏剂仍然以“三醛类”(脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂)胶黏剂为主导。“三醛类”胶黏剂及其制品在生产和使用过程中会释放出甲醛等有害气体,造成车间和居室空气污染,危害人体健康。而且,石油基胶黏剂属于非生物降解材料,长期大量使用会形成难降解的废物堆积,进而使环境恶化。因此,一些发达国家先后都制定了严格的限制措施。由于全球石油资源的有限性和环境污染问题日益受到关注,使得胶黏剂工业不得不考虑新型天然胶黏剂。

目前的新型天然胶黏剂主要是大豆基木材胶黏剂,大豆基木材胶黏剂主要是通过对大豆蛋白改性来制备胶黏剂,使大豆蛋白胶黏剂的粘结强度、耐水性等都有了一定的提高。但是仍有一系列因素限制着大豆蛋白胶黏剂的应用,大豆蛋白存在流动性差的问题,黏度过高限制了它的广泛应用,而降低黏度势必降低相对分子质量同时也会导致粘结强度的下降,并且粘结强度和耐水性仍旧不足。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对目前大豆基胶黏剂普遍存在粘结强度、耐水性差和流动性差的问题,提供了一种用贻贝蛋白对大豆分离蛋白改性、爬山虎黏性多糖增加粘结强度的方法,本发明首先将大豆分离蛋白用尿素改性后再与贻贝粘蛋白在碱性条件下反应,得到改性大豆分离蛋白,再从爬山虎吸盘中酶解得到黏性多糖,最后混合即可得到胶黏剂,本发明在碱性条件下,用尿素诱导大豆蛋白变性,再引入贻贝蛋白的多巴胺结构与大豆蛋白分子之间形成稳定的结构,使改性大豆蛋白具有两者的优点,使其具有高防水性和流动性,爬山虎黏性多糖使胶黏剂的强度增加,本发明解决了大豆基胶黏剂普遍存在粘结强度、耐水性差和流动性差的问题,制备的胶黏剂的剥离强度达到了1.8~2.0kN/m,板材间的粘结强度达到了85~88MPa。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

(1)称取200~300g大豆分离蛋白加入到容器中,再加入600~700mL质量分数为5%尿素溶液,搅拌混合3~5min后,再加入质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH为10.5~11.0,并对容器进行加热至50~60℃,保温反应1~2h后,再加入20~30g贻贝粘蛋白和偶联剂KH-550,搅拌反应30~40min,得到改性大豆分离蛋白混合液,备用;

(2)采集400~500g爬山虎吸盘,并用去离子水洗涤3~5次后,置于通风处晾晒3~4h,将晾晒后的爬山虎吸盘置于粉碎机中进行粉碎,并过80~100目筛,收集过筛物,并置于烧杯中,再加入1~2L质量分数为95%乙醇溶液,并对烧杯进行加热至60~70℃,保温搅拌2~3h,以除去脂溶性物质,再过滤,收集滤渣;

(3)将上述滤渣置于酶解罐中,再加入500~600mL去离子水,搅拌混合3~5min后,再加入2~4g纤维素酶和3~5g中性蛋白酶,在35~45℃下酶解2~3h,酶解结束,收集酶解液,并置于离心机中,在3000~4000r/min下离心20~30min,弃去沉淀,收集上清液,并减压蒸馏至原体积的1/5,得到爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液;

(4)按重量份数计,称取60~70份步骤(1)备用的改性大豆分离蛋白混合液、20~30份上述爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液、3~5份黄原胶、1~3份十二烷基苯磺酸钠和1~3份羧甲基纤维素,加入到烧杯中,磁力搅拌20~30min后,再置于浓缩罐中,减压至1200~1300Pa,浓缩40~50min后,即可得到复合木材胶黏剂。

本发明的应用方法:将本发明制得的复合木材胶黏剂均匀涂抹在多层板上,其中涂胶量为110~120g/m2(单面),热压温度115~125℃,热压压力1.3~1.4MPa,热压时间45~55s/mm,待涂抹完毕,自行晾干,即可,经检测,无甲醛释放,对人体以及环境无任何危害,本发明制备的胶黏剂的剥离强度达到了1.8~2.0kN/m,板材间的粘结强度达到了85~88MPa。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

(1)本发明制备的木材胶黏剂粘结性能好、流动性好,耐久性提高了4~6倍,剪切强度提高了1~2倍。

(2)本发明操作简单,易于工业化生产。

具体实施方式

首先称取200~300g大豆分离蛋白加入到容器中,再加入600~700mL质量分数为5%尿素溶液,搅拌混合3~5min后,再加入质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH为10.5~11.0,并对容器进行加热至50~60℃,保温反应1~2h后,再加入20~30g贻贝粘蛋白和偶联剂KH-550,搅拌反应30~40min,得到改性大豆分离蛋白混合液,备用;采集400~500g爬山虎吸盘,并用去离子水洗涤3~5次后,置于通风处晾晒3~4h,将晾晒后的爬山虎吸盘置于粉碎机中进行粉碎,并过80~100目筛,收集过筛物,并置于烧杯中,再加入1~2L质量分数为95%乙醇溶液,并对烧杯进行加热至60~70℃,保温搅拌2~3h,以除去脂溶性物质,再过滤,收集滤渣;将上述滤渣置于酶解罐中,再加入500~600mL去离子水,搅拌混合3~5min后,再加入2~4g纤维素酶和3~5g中性蛋白酶,在35~45℃下酶解2~3h,酶解结束,收集酶解液,并置于离心机中,在3000~4000r/min下离心20~30min,弃去沉淀,收集上清液,并减压蒸馏至原体积的1/5,得到爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液;按重量份数计,称取60~70份备用的改性大豆分离蛋白混合液、20~30份上述爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液、3~5份黄原胶、1~3份十二烷基苯磺酸钠和1~3份羧甲基纤维素,加入到烧杯中,磁力搅拌20~30min后,再置于浓缩罐中,减压至1200~1300Pa,浓缩40~50min后,即可得到复合木材胶黏剂。

实例1

首先称取300g大豆分离蛋白加入到容器中,再加入700mL质量分数为5%尿素溶液,搅拌混合5min后,再加入质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH为11.0,并对容器进行加热至60℃,保温反应2h后,再加入30g贻贝粘蛋白和偶联剂KH-550,搅拌反应40min,得到改性大豆分离蛋白混合液,备用;采集500g爬山虎吸盘,并用去离子水洗涤5次后,置于通风处晾晒4h,将晾晒后的爬山虎吸盘置于粉碎机中进行粉碎,并过100目筛,收集过筛物,并置于烧杯中,再加入2L质量分数为95%乙醇溶液,并对烧杯进行加热至70℃,保温搅拌3h,以除去脂溶性物质,再过滤,收集滤渣;将上述滤渣置于酶解罐中,再加入600mL去离子水,搅拌混合5min后,再加入4g纤维素酶和5g中性蛋白酶,在45℃下酶解3h,酶解结束,收集酶解液,并置于离心机中,在4000r/min下离心30min,弃去沉淀,收集上清液,并减压蒸馏至原体积的1/5,得到爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液;按重量份数计,称取70份备用的改性大豆分离蛋白混合液、30份上述爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液、5份黄原胶、3份十二烷基苯磺酸钠和1份羧甲基纤维素,加入到烧杯中,磁力搅拌20min后,再置于浓缩罐中,减压至1200Pa,浓缩40min后,即可得到复合木材胶黏剂。

将本发明制得的复合木材胶黏剂均匀涂抹在多层板上,其中涂胶量为110g/m2(单面),热压温度115℃,热压压力1.3MPa,热压时间45s/mm,待涂抹完毕,自行晾干,即可,经检测,无甲醛释放,对人体以及环境无任何危害,本发明制备的胶黏剂的剥离强度达到了1.8kN/m,板材间的粘结强度达到了85MPa。

实例2

首先称取250g大豆分离蛋白加入到容器中,再加入650mL质量分数为5%尿素溶液,搅拌混合4min后,再加入质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH为10.8,并对容器进行加热至55℃,保温反应1h后,再加入25g贻贝粘蛋白和偶联剂KH-550,搅拌反应35min,得到改性大豆分离蛋白混合液,备用;采集450g爬山虎吸盘,并用去离子水洗涤4次后,置于通风处晾晒3h,将晾晒后的爬山虎吸盘置于粉碎机中进行粉碎,并过90目筛,收集过筛物,并置于烧杯中,再加入1L质量分数为95%乙醇溶液,并对烧杯进行加热至65℃,保温搅拌2h,以除去脂溶性物质,再过滤,收集滤渣;将上述滤渣置于酶解罐中,再加入550mL去离子水,搅拌混合4min后,再加入3g纤维素酶和4g中性蛋白酶,在40℃下酶解2h,酶解结束,收集酶解液,并置于离心机中,在3500r/min下离心25min,弃去沉淀,收集上清液,并减压蒸馏至原体积的1/5,得到爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液;按重量份数计,称取65份备用的改性大豆分离蛋白混合液、25份上述爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液、4份黄原胶、2份十二烷基苯磺酸钠和2份羧甲基纤维素,加入到烧杯中,磁力搅拌25min后,再置于浓缩罐中,减压至1250Pa,浓缩45min后,即可得到复合木材胶黏剂。

将本发明制得的复合木材胶黏剂均匀涂抹在多层板上,其中涂胶量为115g/m2(单面),热压温度120℃,热压压力1.3MPa,热压时间50s/mm,待涂抹完毕,自行晾干,即可,经检测,无甲醛释放,对人体以及环境无任何危害,本发明制备的胶黏剂的剥离强度达到了1.9kN/m,板材间的粘结强度达到了86MPa。

实例3

首先称取300g大豆分离蛋白加入到容器中,再加入700mL质量分数为5%尿素溶液,搅拌混合5min后,再加入质量分数为10%氢氧化钠溶液调节pH为11.0,并对容器进行加热至60℃,保温反应2h后,再加入30g贻贝粘蛋白和偶联剂KH-550,搅拌反应40min,得到改性大豆分离蛋白混合液,备用;采集500g爬山虎吸盘,并用去离子水洗涤5次后,置于通风处晾晒4h,将晾晒后的爬山虎吸盘置于粉碎机中进行粉碎,并过100目筛,收集过筛物,并置于烧杯中,再加入2L质量分数为95%乙醇溶液,并对烧杯进行加热至70℃,保温搅拌3h,以除去脂溶性物质,再过滤,收集滤渣;将上述滤渣置于酶解罐中,再加入600mL去离子水,搅拌混合5min后,再加入4g纤维素酶和5g中性蛋白酶,在45℃下酶解3h,酶解结束,收集酶解液,并置于离心机中,在4000r/min下离心30min,弃去沉淀,收集上清液,并减压蒸馏至原体积的1/5,得到爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液;按重量份数计,称取70份备用的改性大豆分离蛋白混合液、30份上述爬山虎吸盘黏性多糖浓缩液、5份黄原胶、3份十二烷基苯磺酸钠和3份羧甲基纤维素,加入到烧杯中,磁力搅拌30min后,再置于浓缩罐中,减压至1300Pa,浓缩50min后,即可得到复合木材胶黏剂。

将本发明制得的复合木材胶黏剂均匀涂抹在多层板上,其中涂胶量为120g/m2(单面),热压温度125℃,热压压力1.4MPa,热压时间55s/mm,待涂抹完毕,自行晾干,即可,经检测,无甲醛释放,对人体以及环境无任何危害,本发明制备的胶黏剂的剥离强度达到了2.0kN/m,板材间的粘结强度达到了88MPa。

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