本发明涉及一种利用捕鱼蛛蛛丝制备耐水高粘性木材胶黏剂的方法，属于胶黏剂制备技术领域。
背景技术：
胶黏剂是指能将同种或两种以上同质或异质的制件（或材料）连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机的、天然或合成的一类物质。木材加工行业是用胶大户，在木材复合材料中，木材胶黏剂是最主要的一种非木质的物质。
我国木材加工使用的脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺甲醛树脂胶是人造板应用最多的三大合成胶种，其中以脲醛树脂胶黏剂的使用量最大，三醛胶持续地释放甲醛对人体和环境造成重大危害。胶黏剂作为人造板等木质材料加工的重要原料，随着现代木材加工业的发展，不仅其用量日益扩大、品种增多，而且对胶黏剂防潮、防水性以及环保性提出了更高要求。20世纪30年代，随着高分子材料的发展，出现了合成胶黏剂，它比天然胶黏剂具有更多的品种，更强的粘接性和更好的耐久性。但是合成胶黏剂的主要成分大多是有机物，含有很多对人体健康有害的物质，随着人们对环境的重视，环保型胶黏剂呼之欲出。蛋白质胶黏剂是以蛋白质作为主要原料的一种胶黏剂，按蛋白质原料来源的不同，可分为动物蛋白胶和植物蛋白胶。人类使用蛋白质胶黏剂的历史悠久，最早出现的木工胶黏剂就是血胶、豆胶、骨胶等天然蛋白质类胶黏剂。1923 年，Johnson研制出以大豆蛋白为原料制备胶黏剂，并首次申请了大豆蛋白胶黏剂的专利。但蛋白质胶黏剂存在着很大的缺陷，其胶粘强度和耐水性不好。
捕鱼蛛一般以鸟类，两栖类和小型鱼类为食，蛛丝的强度高并且其防水效果也不错，即使在水中连续浸泡很长的一段时间也不会变形，蛛丝上的粘液也不会消失。
由于蛋白质类胶黏剂的胶黏强度不高，耐水性差而限制其应用，因此发明一种耐水高粘的蛋白基胶黏剂具有广阔的研究前景。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前木材胶黏剂以“三醛胶”为主，使用时会释放甲醛危害人体健康，而以生物质为主的蛋白质基胶黏剂又存在胶粘强度低，耐水性差的缺陷，提供了一种从牛奶中提取乳脂，再将蜘蛛丝碱浸改性，改性后与乳脂及中药、水果等混合后装入椰壳发酵，最后交联浓缩制得木材胶黏剂的方法。本发明首先从高乳脂含量的水牛奶中提取乳脂，再将百香果、中药和泔水等发酵得到发酵液，利用本身具有极佳防水性和粘性的捕鸟蛛蛛丝蛋白作为胶黏剂主体，在微生物的作用下利用乳脂和发酵液对其改性，乳脂可增加蛛丝蛋白中的疏水性酯基基团，发酵液可提供大量活性基团，增加胶体和木材基底间的化学键合力，能与基底间形成网状交联结构，增加胶黏剂的胶黏强度，并且疏水性强，具有广阔的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）取不锈钢罐放入冰箱在4～6℃下预冷1～2h，量取1～2L新鲜的水牛奶，倒入锅中煮沸，将煮沸后的水牛奶静置冷却至80～85℃后倒入预冷的不锈钢罐中，热牛奶碰到冷罐壁后，水牛奶中的脂肪颗粒上浮，形成致密的奶皮，用镊子夹取收集奶皮，备用；
（2）用铁丝圈成直径为20cm的圆形框架，用制得的框架缠绕收集捕鱼蛛的蛛丝，将收集到的蛛丝取下放入高温灭菌箱中，在120℃下高温灭菌5～10min，得到灭菌后的蛛丝，按质量比为10：1将灭菌后的蛛丝和质量分数为3%氢氧化钠溶液混合后，在50～52℃下保温改性2～3h，得到改性蛛丝，备用；
（3）按重量份数计，称取10～15份百香果、20～30份黄柏、15～20份萝芙木、40～50份泔水和10～20份沼气液依次装入发酵罐中，密封罐口后将发酵罐放入温室中，在30～40℃下保温发酵14～16天，过滤去除滤渣得到滤液；
（4）取新鲜椰子，用开孔器在椰壳上开出一个直径为5cm的孔洞，倒出椰汁，得到椰壳，备用，再按重量份数计，称取10～20份步骤（1）备用的奶皮、50～60份步骤（2）备用的改性蛛丝和15～20份上述滤液混合后装入备用椰壳中，用保鲜膜将椰壳上的孔洞封住，在25～35℃下保温发酵10～14天；
（5）待上述发酵结束后取出发酵物，放入高温灭菌罐中在120℃下灭菌10～15min，称取500～600g灭菌后的发酵物加入到800～900mL质量分数为40%十六烷基硫酸钠溶液中，搅拌混合15～20min后再加入5～10g稻草秸秆粉末和8～10mL乙二醛，在油浴锅中于90～100℃下搅拌反应30～40min后，将反应物移入真空浓缩罐浓缩至其原体积的1/3，得到的浓缩物即为耐水高粘性木材胶黏剂。
本发明的应用方法：将本发明制得的耐水高粘性木材胶黏剂按40～50mg/cm2的涂胶量均匀涂抹于桦木单板上，涂覆完成后，取一块等同的桦木板，将其与涂胶后的桦木板进行粘合，陈化30～40min后，以1.5～1.7MPa的压力预压30～40min，再以2.0～2.5MPa的压力，于110～120℃下压制4～6min，压制完成后，即得复合板。本发明耐水高粘性木材胶黏剂与基材胶合强度高，经检测，制得的试件在80～100℃的恒温水浴锅中蒸煮8～10h后，胶合强度可达1.7～2.0MPa，剪切强度达3.8～4.5MPa，具有较好的耐水性能，值得推广与使用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制得的耐水高粘性木材胶黏剂原材料来源天然无害，制备过程简单易操作，使用过程中不会产生甲醛，绿色环保；
（2）本发明制得的耐水高粘性木材胶黏剂耐水性极佳，粘合强度高，在80～100℃的恒温水浴锅中蒸煮8～10h后，胶合强度可达1.7～2.0MPa，剪切强度达3.8～4.5MPa，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
取不锈钢罐放入冰箱在4～6℃下预冷1～2h，量取1～2L新鲜的水牛奶，倒入锅中煮沸，将煮沸后的水牛奶静置冷却至80～85℃后倒入预冷的不锈钢罐中，热牛奶碰到冷罐壁后，水牛奶中的脂肪颗粒上浮，形成致密的奶皮，用镊子夹取收集奶皮，备用；用铁丝圈成直径为20cm的圆形框架，用制得的框架缠绕收集捕鱼蛛的蛛丝，将收集到的蛛丝取下放入高温灭菌箱中，在120℃下高温灭菌5～10min，得到灭菌后的蛛丝，按质量比为10：1将灭菌后的蛛丝和质量分数为3%氢氧化钠溶液混合后，在50～52℃下保温改性2～3h，得到改性蛛丝，备用；按重量份数计，称取10～15份百香果、20～30份黄柏、15～20份萝芙木、40～50份泔水和10～20份沼气液依次装入发酵罐中，密封罐口后将发酵罐放入温室中，在30～40℃下保温发酵14～16天，过滤去除滤渣得到滤液；取新鲜椰子，用开孔器在椰壳上开出一个直径为5cm的孔洞，倒出椰汁，得到椰壳，备用，再按重量份数计，称取10～20份备用的奶皮、50～60份备用的改性蛛丝和15～20份上述滤液混合后装入备用椰壳中，用保鲜膜将椰壳上的孔洞封住，在25～35℃下保温发酵10～14天；待上述发酵结束后取出发酵物，放入高温灭菌罐中在120℃下灭菌10～15min，称取500～600g灭菌后的发酵物加入到800～900mL质量分数为40%十六烷基硫酸钠溶液中，搅拌混合15～20min后再加入5～10g稻草秸秆粉末和8～10mL乙二醛，在油浴锅中于90～100℃下搅拌反应30～40min后，将反应物移入真空浓缩罐浓缩至其原体积的1/3，得到的浓缩物即为耐水高粘性木材胶黏剂。
实例1
取不锈钢罐放入冰箱在4℃下预冷1h，量取1L新鲜的水牛奶，倒入锅中煮沸，将煮沸后的水牛奶静置冷却至80℃后倒入预冷的不锈钢罐中，热牛奶碰到冷罐壁后，水牛奶中的脂肪颗粒上浮，形成致密的奶皮，用镊子夹取收集奶皮，备用；用铁丝圈成直径为20cm的圆形框架，用制得的框架缠绕收集捕鱼蛛的蛛丝，将收集到的蛛丝取下放入高温灭菌箱中，在120℃下高温灭菌5min，得到灭菌后的蛛丝，按质量比为10：1将灭菌后的蛛丝和质量分数为3%氢氧化钠溶液混合后，在50℃下保温改性2h，得到改性蛛丝，备用；按重量份数计，称取10份百香果、20份黄柏、15份萝芙木、40份泔水和10份沼气液依次装入发酵罐中，密封罐口后将发酵罐放入温室中，在30℃下保温发酵14天，过滤去除滤渣得到滤液；取新鲜椰子，用开孔器在椰壳上开出一个直径为5cm的孔洞，倒出椰汁，得到椰壳，备用，再按重量份数计，称取10份备用的奶皮、50份备用的改性蛛丝和15份上述滤液混合后装入备用椰壳中，用保鲜膜将椰壳上的孔洞封住，在25℃下保温发酵10天；待上述发酵结束后取出发酵物，放入高温灭菌罐中在120℃下灭菌10min，称取500g灭菌后的发酵物加入到800mL质量分数为40%十六烷基硫酸钠溶液中，搅拌混合15min后再加入5g稻草秸秆粉末和8mL乙二醛，在油浴锅中于90℃下搅拌反应30min后，将反应物移入真空浓缩罐浓缩至其原体积的1/3，得到的浓缩物即为耐水高粘性木材胶黏剂。
将本发明制得的耐水高粘性木材胶黏剂按40mg/cm2的涂胶量均匀涂抹于桦木单板上，涂覆完成后，取一块等同的桦木板，将其与涂胶后的桦木板进行粘合，陈化30min后，以1.5MPa的压力预压30min，再以2.0MPa的压力，于110℃下压制4min，压制完成后，即得复合板。本发明耐水高粘性木材胶黏剂与基材胶合强度高，经检测，制得的试件在80℃的恒温水浴锅中蒸煮8h后，胶合强度可达1.7MPa，剪切强度达3.8MPa，具有较好的耐水性能，值得推广与使用。
实例2
取不锈钢罐放入冰箱在5℃下预冷1h，量取1L新鲜的水牛奶，倒入锅中煮沸，将煮沸后的水牛奶静置冷却至83℃后倒入预冷的不锈钢罐中，热牛奶碰到冷罐壁后，水牛奶中的脂肪颗粒上浮，形成致密的奶皮，用镊子夹取收集奶皮，备用；用铁丝圈成直径为20cm的圆形框架，用制得的框架缠绕收集捕鱼蛛的蛛丝，将收集到的蛛丝取下放入高温灭菌箱中，在120℃下高温灭菌8min，得到灭菌后的蛛丝，按质量比为10：1将灭菌后的蛛丝和质量分数为3%氢氧化钠溶液混合后，在51℃下保温改性2h，得到改性蛛丝，备用；按重量份数计，称取13份百香果、25份黄柏、18份萝芙木、45份泔水和15份沼气液依次装入发酵罐中，密封罐口后将发酵罐放入温室中，在35℃下保温发酵15天，过滤去除滤渣得到滤液；取新鲜椰子，用开孔器在椰壳上开出一个直径为5cm的孔洞，倒出椰汁，得到椰壳，备用，再按重量份数计，称取15份备用的奶皮、55份备用的改性蛛丝和18份上述滤液混合后装入备用椰壳中，用保鲜膜将椰壳上的孔洞封住，在30℃下保温发酵12天；待上述发酵结束后取出发酵物，放入高温灭菌罐中在120℃下灭菌13min，称取550g灭菌后的发酵物加入到850mL质量分数为40%十六烷基硫酸钠溶液中，搅拌混合18min后再加入8g稻草秸秆粉末和9mL乙二醛，在油浴锅中于95℃下搅拌反应35min后，将反应物移入真空浓缩罐浓缩至其原体积的1/3，得到的浓缩物即为耐水高粘性木材胶黏剂。
将本发明制得的耐水高粘性木材胶黏剂按45mg/cm2的涂胶量均匀涂抹于桦木单板上，涂覆完成后，取一块等同的桦木板，将其与涂胶后的桦木板进行粘合，陈化35min后，以1.6MPa的压力预压35min，再以23MPa的压力，于115℃下压制5min，压制完成后，即得复合板。本发明耐水高粘性木材胶黏剂与基材胶合强度高，经检测，制得的试件在90℃的恒温水浴锅中蒸煮9h后，胶合强度可达1.9MPa，剪切强度达4.1MPa，具有较好的耐水性能，值得推广与使用。
实例3
取不锈钢罐放入冰箱在6℃下预冷2h，量取2L新鲜的水牛奶，倒入锅中煮沸，将煮沸后的水牛奶静置冷却至85℃后倒入预冷的不锈钢罐中，热牛奶碰到冷罐壁后，水牛奶中的脂肪颗粒上浮，形成致密的奶皮，用镊子夹取收集奶皮，备用；用铁丝圈成直径为20cm的圆形框架，用制得的框架缠绕收集捕鱼蛛的蛛丝，将收集到的蛛丝取下放入高温灭菌箱中，在120℃下高温灭菌10min，得到灭菌后的蛛丝，按质量比为10：1将灭菌后的蛛丝和质量分数为3%氢氧化钠溶液混合后，在52℃下保温改性3h，得到改性蛛丝，备用；按重量份数计，称取15份百香果、30份黄柏、20份萝芙木、50份泔水和20份沼气液依次装入发酵罐中，密封罐口后将发酵罐放入温室中，在40℃下保温发酵16天，过滤去除滤渣得到滤液；取新鲜椰子，用开孔器在椰壳上开出一个直径为5cm的孔洞，倒出椰汁，得到椰壳，备用，再按重量份数计，称取20份备用的奶皮、60份备用的改性蛛丝和20份上述滤液混合后装入备用椰壳中，用保鲜膜将椰壳上的孔洞封住，在35℃下保温发酵14天；待上述发酵结束后取出发酵物，放入高温灭菌罐中在120℃下灭菌15min，称取600g灭菌后的发酵物加入到900mL质量分数为40%十六烷基硫酸钠溶液中，搅拌混合20min后再加入10g稻草秸秆粉末和10mL乙二醛，在油浴锅中于100℃下搅拌反应40min后，将反应物移入真空浓缩罐浓缩至其原体积的1/3，得到的浓缩物即为耐水高粘性木材胶黏剂。
将本发明制得的耐水高粘性木材胶黏剂按50mg/cm2的涂胶量均匀涂抹于桦木单板上，涂覆完成后，取一块等同的桦木板，将其与涂胶后的桦木板进行粘合，陈化40min后，以1.7MPa的压力预压40min，再以2.5MPa的压力，于120℃下压制6min，压制完成后，即得复合板。本发明耐水高粘性木材胶黏剂与基材胶合强度高，经检测，制得的试件在100℃的恒温水浴锅中蒸煮10h后，胶合强度可达2.0MPa，剪切强度达4.5MPa，具有较好的耐水性能，值得推广与使用。