本发明涉及木材胶粘剂制备领域，具体涉及一种油茶饼粕胶粘剂及其制备方法与应用。
背景技术：
目前，传统“三醛胶”是木材工业中应用最为普遍的胶粘剂，具有生产工艺简单、原料价廉易购、胶合强度好等优点，已广泛应用于人造板及人造板二次加工和室内装饰等领域，其用量约占木材工业总用胶量的80％。但市场上使用的醛类树脂胶存在着游离甲醛含量高等严重缺陷，甲醛会在胶合板的生产和使用过程中释放出来，其释放期长达3～15年，装修后短期内无法完全挥发掉，从而导致室内空气中长期存在甲醛，当聚积到一定浓度时，会对人体健康造成严重危害。醛类树脂的特性决定了其在板材生产和制品应用过程中可能释放出游离甲醛，而单纯降低胶中的甲醛含量同时也会降低胶合强度，导致产品合格率降低，因此很多人造板生产企业都采取了被动的甲醛掩蔽、吸附、封闭等物理手段，但一旦具备了甲醛释放的条件，甲醛仍会大量挥发，并未从根本上解决甲醛释放的问题。
油茶饼粕作为油茶加工行业的副产物，主要含蛋白质、多糖类、茶皂素、纤维素、单宁等物质。传统工艺中，通常将油茶饼粕用于提取茶皂素及多糖类，但其生产工艺复杂，成本较高，因此，目前暂无大规模工业化应用。油茶饼粕也可用作有机肥料，但由于其含有茶皂素，茶皂素是一种溶血性毒素，能使水生动物的红细胞溶化，对鱼类、泥鳅、螺蛳、河蚌等产生严重的毒性，因而，若要将其作为有机肥使用，则需对其进行脱毒处理。利用油茶饼粕制备木材胶粘剂，不仅可有效提高油茶饼粕的利用率，也有利于提高整个油茶加工产业链的附加值。油茶饼粕胶粘剂作为一种绿色环保型胶粘剂，其生产及制品应用阶段均无甲醛释放的问题。同时，油茶饼粕作为一种可再生的资源，其规模化应用对降低石化资源依赖度有重大的促进作用，对木材工业的发展有重要的现实意义。
现有技术中，已有部分关于利用油茶饼粕制备胶粘剂的相关技术，但均存在利用率不高或操作工艺复杂等缺陷。如中国发明专利文件cn102295902a公开了一种油茶粕蛋白胶粘剂的生产方法，具体公开了通过化学处理提取油茶饼粕中的蛋白成分，再利用顺丁烯二酸酐接枝，得到油茶粕蛋白胶粘剂。此技术工艺复杂且仅提取并利用了油茶饼粕中的蛋白成分制备胶粘剂，而对其它成分如单宁、多糖、茶皂素等物质均没有得到充分的利用。中国发明专利文件cn102618196a公开了一种生物质胶粘剂的制备方法及其生物质胶粘剂和胶合木板，具体公开了利用碱对油茶饼粕进行预处理，然后利用酚和醛类物质对与其进行聚合，制备胶粘剂。该技术在制备过程中使用了醛类物质，在生产和相关制品应用过程中仍存在甲醛释放的危险。
基于此，仍需对现有技术中的制备原料及工艺进行改性，找出一种既能够避免甲醛释放问题，又能提高油茶饼粕的利用率的油茶饼粕胶粘剂制备原料及工艺。
技术实现要素：
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种对油茶饼粕利用率更高的油茶饼粕胶黏剂。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种上述操作简便的油茶饼粕胶黏剂的制备工艺。
本发明所要解决的第三个技术问题是：提供一种上述油茶饼粕胶黏剂的应用。
为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种油茶饼粕胶黏剂，所述油茶饼粕胶黏剂的制备原料包含以下重量份的组分：粘度调节剂100份、油茶饼粕粉30-60份、改性剂0.5-2份、交联剂8-30份、固化剂1-8份、稀释剂5-15份和填料0.5-8份；所述改性剂选自阴离子表面活性剂、蛋白变性剂或碱中的至少一种。
优选地，所述制备原料包含以下重量份的组分：粘度调节剂100份、油茶饼粕粉40～50份、改性剂1～1.5份、交联剂10～20份、固化剂2～4份、稀释剂10～15份和填料3～4份；所述改性剂选自阴离子表面活性剂、蛋白变性剂或碱中的至少一种。
优选地，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠中的至少一种；所述蛋白变性剂包括二硫苏糖醇或β-巯基乙醇中的至少一种以及尿素或盐酸胍中的至少一种；所述碱包括氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
优选地，所述油茶饼粕粉的粒径为80～100目且油茶饼粕粉中粗蛋白的含量为12％～16％，粗脂肪的含量为4～6％，粗纤维含量在4～8％，茶皂素含量为10～14％，单宁含量为2～5％，所述含量为质量含量。
进一步地，所述交联剂包括二缩水甘油醚类化合物和/或环氧树脂。
优选地，所述二缩水甘油醚类化合物包括乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚中的至少一种。
优选地，所述固化剂包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺中的至少一种物质。
优选地，稀释剂为甘油、乙二醇、丙二醇中的至少一种物质。
进一步地，所述填料包括蒙脱土、坡缕石、氧化铝、高岭土、滑石粉中的至少一种物质；优选地，所述填料粒径不大于100nm。
进一步地，所述油茶饼粕胶黏剂的制备原料还包含防霉剂。
优选地，所述防霉剂为咪唑，也可为其他防霉剂。
优选地，所述防霉剂与所述粘度调节剂的重量比为100:(0.1～1.6)。
优选地，所述粘度调节剂为水。
本发明的有益效果在于：本发明方案直接利用油茶加工剩余物油茶饼粕作为主要原料，为油茶饼粕的全资源利用提供了一种新的有效途径，有利于降低油茶加工产业链的整体成本，提升油茶作物的经济价值，从而促进油茶加工产业的健康可持续发展；油茶饼粕属于可再生生物质资源，其大规模开发利用有望降低木材工业对合成类树脂的依赖度，减少石化资源的消耗量，符合可持续发展的要求；添加本发明方案的改性剂能使油茶饼粕中的蛋白质结构展开并部分降解，使其中的极性和非极性基团暴露，为后续的交联剂与暴露的活性反应基团进行交联反应创造条件，从而可提高胶粘剂的粘接强度及耐水性能，同时，本发明方案通过添加改性剂可增强油茶饼粕中的茶皂素及单宁等组分在粘度调节剂中的分散性，提高其在粘度调节剂中的溶解度，使其在后续反应中能与交联剂充分接触并反应，提高了油茶饼粕的综合利用率。
为了解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种上述油茶饼粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、将粘度调节剂和改性剂加入到容器中，再将温度升至40～60℃后，加入油茶饼粕粉，边加边搅拌，加入完毕后，保温1～5h，冷却出料，制备得到油茶饼粕基胶乳液；
s2、向所述油茶饼粕基胶乳液中加入剩余制备原料，在常温下混合并搅拌30～60分钟至均相即得。
进一步地，所述步骤s1中，将油茶饼粕粉加入完毕后，使用球磨机研磨，再进行保温操作；优选地，所述球磨机将物料研磨2～5h；更优选地，所述研磨操作是将所有物料粒径研磨至不大于200目。
本发明的有益效果在于：本发明方案的油茶饼粕胶粘剂制备工艺简单，可操作性强，适合各种规模的工业化生产；本发明方案通过对油茶饼粕全资源利用，以油茶饼粕为基材，对其进行物理分离及改性处理，并加入交联剂和固化剂，以赋予其优良的胶合强度和耐水性；制备过程中无任何甲醛添加，从根源上彻底消除了甲醛释放的问题。
为了解决上述第三个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种上述油茶饼粕胶粘剂在人造板的制造中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明方案的油茶饼粕胶粘剂胶合强度及耐水性能优良，达到了ii类胶合板的要求，可用于细木工板及浸渍胶膜饰面人造板等人造板材的生产；同时，本发明方案的油茶饼粕胶粘剂无甲醛添加，其甲醛释放量符合gb/t9846.3-2004国标规定的e0级标准，对人体及环境无危害，符合绿色环保的要求。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
一种油茶饼粕胶黏剂，所述油茶饼粕胶黏剂的制备原料包含以下重量份的组分：粘度调节剂100份、油茶饼粕粉30-60份、改性剂0.5-2份、交联剂8-30份、固化剂1-8份、稀释剂5-15份和填料0.5-8份；所述改性剂选自阴离子表面活性剂、蛋白变性剂或碱中的至少一种。
优选地，所述制备原料包含以下重量份的组分：粘度调节剂100份、油茶饼粕粉40～50份、改性剂1～1.5份、交联剂10～20份、固化剂2～4份、稀释剂10～15份和填料3～4份。优选地，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基磺酸钠；所述蛋白变性剂包括二硫苏糖醇和/或β-巯基乙醇、尿素和/或盐酸胍；所述碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
优选地，所述油茶饼粕粉的粒径为80～100目且油茶饼粕粉中粗蛋白的含量为12％～16％，粗脂肪的含量为4～6％，粗纤维含量在4～8％，茶皂素含量为10～14％，单宁含量为2～5％，所述含量为质量含量。
进一步地，所述交联剂包括二缩水甘油醚类化合物和/或环氧树脂。
优选地，所述二缩水甘油醚类化合物包括乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚中的至少一种。
优选地，所述固化剂包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺中的至少一种物质。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用本发明方案的固化剂小分子在热压过程中不仅可以与交联剂分子间发生固化反应，也可以与油茶饼粕中的蛋白质大分子、茶皂素分子反应，加速胶粘剂的固化，促进了蛋白质大分子、茶皂素分子与交联剂分子间的交联反应，使其相互链接，形成稳固的三维网状结构，进一步增强其胶合强度和耐水性能。
优选地，稀释剂为甘油、乙二醇、丙二醇中的至少一种物质。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：添加稀释剂可增强粘胶中的固含量和黏度，从而进一步提升胶合强度和耐水性。
进一步地，所述填料包括蒙脱土、坡缕石、氧化铝、高岭土、滑石粉中的至少一种物质；优选地，所述填料粒径不大于100nm。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：改性剂、交联剂及填料来源广泛，制造成本低廉；填料粒径优选在100nm以下，粒径越低，对胶黏剂有胶合强度增强效果越明显。
进一步地，所述油茶饼粕胶黏剂的制备原料还包含防霉剂。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：原料无甲醛添加，加工及制品应用过程中均无甲醛释放的问题，胶合强度好，耐水性强，还具有防腐、防霉功能。
优选地，所述防霉剂为咪唑，也可为其他防霉剂。
优选地，所述防霉剂与所述粘度调节剂的重量比为100:(0.1～1.6)。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：添加防霉剂，可使得本发明方案的胶黏剂更好地起到防霉的效果，提升产品的存储性能。
优选地，所述粘度调节剂为水。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：使用水作为粘度调节剂，减少有机物的使用，使得胶黏剂更环保。
上述油茶饼粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、将粘度调节剂和改性剂加入到容器中，再将温度升至40～60℃后，加入油茶饼粕粉，边加边搅拌，加入完毕后，保温1h～5h，冷却出料，制备得到油茶饼粕基胶乳液；
s2、向所述油茶饼粕基胶乳液中加入剩余制备原料，在常温下混合并搅拌30～60分钟至均相即得。
进一步地，所述步骤s1中，将油茶饼粕粉加入完毕后，使用球磨机研磨，再进行保温操作；优选地，所述球磨机将物料研磨2～5h；更优选地，所述研磨操作是将所有物料粒径研磨至不大于200目。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将油茶饼粕和碱等改性剂混合后，利用球磨机湿磨法，使油茶饼粕组分降解改性效果更好，同时减小不可降解物质粒径，球磨后粒度变小，在粘度调节剂中的分散效果更好，使得胶黏剂的黏合效果更好，同时大大提升了产品的存储稳定性。
本发明的实施例1为一种油茶饼粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应容器中加入100份水和0.5份氢氧化钠，将温度升至50℃后，缓慢加入30份油茶饼粕粉，并边加边快速搅拌，加入完毕后，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向步骤(1)制备得到的油茶饼粕胶乳液中加入10份乙二醇二缩水甘油醚、2份二乙烯二胺、3份氧化铝、5份甘油和0.6份咪唑，在常温条件(25℃)下混合搅拌直至搅拌均匀(约30min)。
实施例2：
(1)向反应容器中加入100份水和1份十二烷基磺酸钠，将温度升至50℃后，缓慢加入40份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下混合直至搅拌均匀(约45min)。
实施例3：
(1)向反应容器中加入100份水和2份氢氧化钾，将温度升至50℃后，缓慢加入60份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入20份聚乙烯亚胺环氧氯丙烷、2份三亚乙基四胺、4份氧化铝、10份甘油和1份咪唑，在常温条件下混合搅拌直至搅拌均匀(约60min)。
实施例4：
(1)向反应容器中加入100份水和1份十二烷基磺酸钠，将温度升至50℃后，缓慢加入40份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，用球磨机研磨至所有物料的粒径均在200目以下，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下混合直至搅拌均匀(约45min)。
实施例5：
(1)向反应容器中加入100份水和1份十二烷基磺酸钠，将温度升至50℃后，缓慢加入40份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，用球磨机研磨至所有物料的粒径均在150目以下，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下混合直至搅拌均匀(约45min)。
实施例6：
(1)向反应容器中加入100份水和1份十二烷基磺酸钠，将温度升至50℃后，缓慢加入50份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，用球磨机研磨至所有物料的粒径均在200目以下，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下混合直至搅拌均匀(约45min)。
实施例7：
(1)向反应容器中加入100份水和1份十二烷基磺酸钠，将温度升至50℃后，缓慢加入50份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下混合直至搅拌均匀(约45min)。
实施例8：
(1)向反应容器中加入100份水、1份二硫苏糖醇和0.5份尿素，将温度升至60℃后，缓慢加入50份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下混合直至搅拌均匀(约45min)。
实施例9：
(1)向反应容器中加入100份水和0.5份尿素，将温度升至60℃后，缓慢加入50份油茶饼粕粉，并快速搅拌。加入完毕后，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。
(2)向所述油茶饼粕胶乳液中加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下混合直至搅拌均匀(约45min)。
对比例1：
向反应容器中加入100份水，缓慢加入40份油茶饼粕粉，并快速搅拌至均匀。加入完毕后，保温1小时，冷却出料，制备得到油茶饼粕胶乳液，再向油茶饼粕胶乳液加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下(25℃)混合搅拌直至搅拌均匀(约45min)。
对比例2：
向反应容器中加入100份水和1份十二烷基磺酸钠，将温度升至50℃后，缓慢加入40份油茶饼粕粉，快速搅拌至均匀。加入完毕后，保温1小时，冷却至室温后出料，制备得到油茶饼粕胶乳液。再向油茶饼粕胶乳液加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下(25℃)混合搅拌直至搅拌均匀(约45min)。
对比例3：
向反应容器中加入100份水和1份十二烷基磺酸钠，将温度升至50℃后，缓慢加入40份脱脂豆粉，快速搅拌至均匀。加入完毕后，保温1小时，冷却至室温后出料，再加入15份聚丙二醇二缩水甘油醚、2份二亚乙基三胺、4份高岭土、10份乙二醇和1份咪唑，在常温条件下(25℃)混合搅拌直至搅拌均匀(约45min)，制备得到大豆基胶粘剂。
应用效果试验：
分别以实施例1-9及对比例1-3制备的胶粘剂压制三层胶合板，采用以下工艺参数：
单板：桉木，厚度1.8毫米，含水率6％-8％；
施胶量：450g/m2(双面)；
陈化时间：10-15分钟；
预压工艺：预压压力1.0mpa，预压时间30分钟；
热压工艺：热压压力1.2mpa，热压时间9分钟，热压温度110℃。
按上述工艺制备三层胶合板，依据gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》测试胶合板的干态和湿态胶合强度。其中湿态胶合强度是将试件在63℃下浸泡3小时，取出后室温条件下冷却10分钟即进行检测。
本发明实施例和对比例中的干态胶合强度和湿态胶合强度均在上述条件下测试。实验例1-9和对比例1-3的性能检测结果如表1所示：
表1油茶饼粕胶粘剂胶合强度测试结果
从上表中可以看出，以本发明实施例方案的油茶饼粕胶粘剂制备三层胶合板，胶粘效果良好，其干态和湿态胶合强度均超过0.70mpa，达到了ⅱ类胶合板要求。同时，本发明实施例方案制得的胶合板在存放过程中并无甲醛释放。
综上所述，本发明方案的胶黏剂原料来源广泛、价格低廉，制备工艺简单，可控性强，易于各种规模工业化生产，原料无甲醛添加，加工及制品应用过程中均无甲醛释放的问题，胶合强度好，耐水性强，同时还具有防腐、防霉功能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。