本发明涉及人造板用胶黏剂领域，特别涉及一种负离子大豆无醛胶黏剂。
背景技术：
人造板生产中，最常用的胶黏剂是“三醛胶”，即脲醛胶(uf)、酚醛胶(pf)和三聚氰胺-甲醛胶(mf)。但“三醛胶”作胶黏剂用于人造板生产通常会释放大量挥发性有机化合物，如甲醛，苯酚等。甲醛是被世界卫生组织确认为对人体有毒害，易致癌，致畸性的有害化学物质。人造板胶黏剂中甲醛的释放不仅会危害人体健康，也对室内环境造成很大的污染。虽然已有行业研究者，在降低建材人造板甲醛释放量上已做了相当多的研究，甚至将环保等级提升至e0级。但这并不能从根本上解决甲醛释放的问题，若能开发一种胶黏剂用于板材生产时，不仅不存在释放甲醛等问题，同时还能够释放对人体健康有利的物质，则将从根本上解决这些问题，推进人造板行业的发展。
目前人造板用无醛胶黏剂主要包括淀粉基胶、异氰酸酯类胶、热塑性树脂类胶和大豆蛋白胶。近年来，大豆蛋白胶以其优异的特性和加工工艺，成为各国研究者开发的重点。虽有较多无醛大豆胶黏剂的报道，但都存在一些问题，不适用于大规模工业化生产。并且目前为止，还未有一种能够释放对人体有利物质的无醛大豆胶黏剂的报道。负离子添加剂具有热电性和压电性，在温度和压力变化下，能够产生空气负离子。负离子吸入人体后，对人体的生理功能是有益的，能够增加细胞渗透性和吸氧量，改善肺功能，促进细胞新陈代射增加机体免疫功能，同能还有安神，改善睡眠，减轻疲劳的功效。负离子释放到空气中，还能起到对甲醛和氮氧化物等有毒物质降解和净化的作用，中和空气中的粉尘、废气和生物悬浮污染物等。正因为负离子对人体健康和环境净化有良好的功效，因此被誉为“空气维生素”或“长寿素”。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种负离子大豆无醛胶黏剂，用此胶黏剂制造的人造板，完全不释放甲醛，同时能够释放对人体有利的空气负离子，并且负离子的添加，能够提高大豆胶黏剂的初黏性及胶合强度等。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种负离子大豆无醛胶黏剂，由以下重量份的原料组成：大豆衍生物10～100份，改性剂0.1～10份，交联剂30～100份，水100份，负离子添加剂0.1～10份。
作为优选，由以下重量份的原料组成：大豆衍生物30～80份，改性剂0.1～5份，交联剂40～60份，水100份，负离子添加剂0.5～5份。
作为优选，所述大豆衍生物为大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、脱脂大豆蛋白粉中的一种或几种。出于成本和可行性考虑，进一步优选，所述的大豆衍生物为蛋白含量为50％左右的脱脂大豆蛋白粉。大豆衍生物中含有大量的大豆蛋白质，蛋白质在大豆胶黏剂中起主要粘接作用。初始状态的蛋白质，其中的极性和非极性基团通过范德华力、氢键等形成稳定的多级结构，从而形成致密的球体，很难达到粘接效果。本发明的改性剂对蛋白质进行改性处理，破坏蛋白的球形结构,增大其溶解性,将蛋白质中的极性和非极性基团(羟基、氨基、羧基等)充分暴露，有效提高大豆蛋白胶黏剂的反应活性，从而增大粘接作用。
作为优选，所述改性剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、尿素、草酸、硼酸、硼酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。优选氢氧化钠、氢氧化钙或尿素。
作为优选，所述交联剂为硅烷偶联剂、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙烯醇二缩水甘油醚、水性环氧树脂中的一种或几种。优选水性环氧树脂和乙二醇二缩水甘油醚。硅烷偶联剂或乙二醇二缩水甘油醚或水性环氧树脂均含有能够与大豆蛋白质中的氨基或羧基或羟基反应的官能团，形成三维网状结构从而增加大豆胶黏剂的耐水稳定性。
目前，商业上用的负离子添加剂主要包括以下几种：电气石、奇冰石、蛋白石和海鸥石等。它们均是由天然矿石，无机氧化物复合粉体和稀土复合盐组成。将负离子添加到大豆无醛胶黏剂中，用于人造板的制造时，负离子材料均匀的分散在人造板内部，这些人造板材应用于生活中，释放空气负离子，达到人体保健功能和空气净化作用。
作为优选，所述负离子添加剂为电气石、奇冰石、蛋白石、奇才石、海鸥石、蛭石中的一种或几种的混合物。优选电气石和海鸥石，电石气是一种含钠、镁、铁、锰、铝、锂等多种金属离子的水合环状硼硅酸盐晶体。电气石与大豆蛋白质之间强烈的电荷作用和化学键作用，能够提高大豆胶黏剂的初黏性。在提高初黏性的同时，负离子添加剂也提高了大豆无醛胶的胶合强度。此外负离子添加剂在紫外线或放射线等外部条件作用下，能够释放空气负离子。
作为优选，所述负离子添加剂的颗粒粒度在300目以上。
一种负离子大豆无醛胶黏剂的制备方法，将改性剂、交联剂和负离子添加剂依次加入水中，搅拌5～20min，得到混合液，再向混合液中加入大豆衍生物，搅拌30min～60min，得到负离子大豆胶黏剂。
一种负离子大豆无醛胶黏剂的应用，所述负离子大豆胶黏剂应用于人造板的制造，所述人造板为胶合板、木工板、刨花板、中密度纤维板。
一种负离子胶黏剂的使用方法，将所述的负离子胶黏剂通过辊涂或刷涂的方法均匀的涂抹在粘接的木质纤维材料上，经过冷压工艺，冷压压力为0.8～2mpa，时间为10～40min，再经过热压工艺，热压温度为110～140℃，压力为0.5～1.5mpa,时间为60～90s/mm，最后得到能够释放空气负离子的人造板。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种用于人造板的负离子大豆无醛胶黏剂。与现有大豆胶黏剂比较，赋予了大豆胶黏剂新功能。
(1)此胶黏剂是一种真正环保型胶黏剂，不仅完全未采用甲醛，避免甲醛释放的问题，同时还能产生对人体有利的空气负离子，用于人造板制造时，表面负离子释放量达到800(ions)个/cm2以上。
(2)负离子添加剂的加入，使得大豆胶的初黏性提高，并且用于制备的木材胶合制品的力学强度也有所提升。
(3)本发明的负离子大豆无醛胶黏剂的制备方法，简单可行，操作可控，可进行工业化生产，具有良好的经济价值和社会价值。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
总方案：一种负离子大豆无醛胶黏剂，由以下重量份的原料组成：大豆衍生物10～100份，改性剂0.1～10份，交联剂30～100份，水100份，负离子添加剂0.1～10份。所述大豆衍生物为大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、脱脂大豆蛋白粉中的一种或几种。所述改性剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、尿素、草酸、硼酸、硼酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。所述交联剂为硅烷偶联剂、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙烯醇二缩水甘油醚、水性环氧树脂中的一种或几种。所述负离子添加剂为电气石、奇冰石、蛋白石、奇才石、海鸥石、蛭石中的一种或几种的混合物。所述负离子添加剂的颗粒粒度在300目以上。
实施例1：
在1000ml的烧杯中加入100重量份的水和0.7重量份的氢氧化钠，配置成氢氧化钠溶液，再向其中加入60重量份的硅烷偶联剂kh570，最后，加入2.4重量份的电气石粉，搅拌10min，得到混合液。向混合液中加入80重量份的脱脂大豆蛋白粉，搅拌30min，混合分散均匀，得到负离子大豆无醛胶黏剂。
将制备的负离子大豆胶用于五层桉木板的粘接，单面涂胶量为180～240g/m2，涂胶后迅速在1.2mpa下冷压20min，然后在130℃，压力1.0mpa下，热压20min.成型后冷却，陈放，将板材锯成相应的尺寸，进行胶合强度、弹性模量、负离子释放量等测定。
实施例2：
在1000ml的烧杯中加入100重量份的水和4.0重量份的尿素，配置成尿素溶液，再向尿素溶液中加入60重量份的乙二醇二缩水甘油醚，最后，加入2.0重量份的电气石粉和0.4重量份的奇冰石粉，搅拌15min，得到混合液。向混合液中加入65重量份的大豆脱脂豆粉，搅拌25min，混合分散均匀，得到负离子大豆无醛胶黏剂。
将制备的负离子大豆胶用于五层桉木板的粘接。工艺与实施例1相同。
实施例3：
在1000ml烧杯中加入100重量份的水和0.1重量份的十二烷基磺酸钠，配置成溶液，再向其中加入60重量份的水性环氧树脂，最后，加入2.0重量份的海鸥石粉，搅拌12min，得到混合液。向混合液中加入50重量份的脱脂大豆蛋白粉，搅拌35min,混合分散均匀，得到负离子大豆无醛胶黏剂。
将制备的负离子大豆胶用于五层桉木板的粘接。工艺与实施例1相同。
实施例4：
在1000ml烧杯中加入100重量份的水和0.7重量份的氢氧化钠，配置成氢氧化钠溶液，再向其中加入60重量份的水性环氧树脂，加入4.8重量份的电气石粉，搅拌20min，得到混合液。向混合液中加入80重量份的脱脂大豆蛋白粉，搅拌40min，混合分散均匀，得到负离子大豆无醛胶黏剂。
将制备的负离子大豆胶用于五层桉木板的粘接。工艺与实施例1相同。
实施例5：
在1000ml烧杯中加入100重量份的水和0.7重量份的氢氧化钠，配置成氢氧化钠溶液，再向其中加入60重量份的水性环氧树脂，加入4.0重量份的电气石粉和0.8重量份的海鸥石粉，搅拌15min，得到混合液。向混合液中加入80重量份的脱脂大豆蛋白粉，搅拌30min，混合分散均匀，得到负离子大豆无醛胶黏剂。
将制备的负离子大豆胶用于五层桉木板的粘接。工艺与实施例1相同。
对比例1：
在1000ml的烧杯中加入100重量份的水和0.7重量份的氢氧化钠，配置成氢氧化钠溶液，再向其中加入60重量份的硅烷偶联剂，搅拌10min，得到混合液。向混合液中加入80重量份的脱脂大豆蛋白粉，搅拌30min，混合分散均匀，得到大豆胶黏剂。
将制备的大豆胶用于五层桉木板的粘接。工艺与实施例1相同。
对比例2：
在1000ml烧杯中加入100重量份的水和0.7重量份的氢氧化钠，配置成氢氧化钠溶液，再向其中加入60重量份的水性环氧树脂，搅拌20min，得到混合液。向混合液中加入80重量份的脱脂大豆蛋白粉，搅拌40min，混合分散均匀，得到大豆胶黏剂。
将制备的大豆胶用于五层桉木板的粘接。工艺与实施例1相同。
实施例1～4制备的负离子大豆胶黏剂和对比例1～2制备的大豆胶黏剂的强度，弹性模量，甲醛释放量和负离子释放量数据对比如表1所示。
从表中数据可以看出，本发明的负离子大豆无醛胶黏剂用于人造板的制备，均不产生甲醛，同时负离子大豆胶黏剂制备的人造板，能够释放空气负离子，空气负离子释放量能达到800个/cm2以上。同时，负离子添加剂的加入提高了大豆胶的初粘性和胶合强度等。与现有的胶黏剂比较，此负离子大豆胶黏剂是更加环保的木材胶黏剂，具有明显优势。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。