一种胶合板用豆粕胶黏剂及其制备方法

1.本发明涉及人造板胶黏剂技术领域，尤其涉及一种胶合板用豆粕胶黏剂及其制备方法。


背景技术：

2.豆粕为大豆榨油后副产品，一般蛋白质含量约42～52％。豆粕胶黏剂够解决“三醛类”胶黏剂原料的化石资源依赖问题及胶接产品的甲醛释放问题，具有广阔应用前景。但蛋白基胶黏剂存在耐水胶接性能差的问题，限制了其规模化应用。
3.大豆蛋白具有紧密的四级结构，大量极性基团和具有天然疏水作用的非极性基团被包裹在分子内部，需要经改性提高其理化性质才能拓展大豆蛋白的应用。研究学者往往选择用酸、碱改性基础上进一步交联改性，来提高大豆蛋白胶黏剂的内聚强度，从而改善胶黏剂的耐水性能。但是酸、碱改性过程添加量较大，会影响胶黏剂体系的稳定性，也会导致酸碱污染等问题。
4.因此，如何提供一种能够改善胶黏剂的耐水性能，同时不会影响胶黏剂体系的稳定性的方法，是本领域技术人员所要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种胶合板用豆粕胶黏剂及其制备方法，以解决现有技术存在的缺陷。
6.本发明提供了一种胶合板用豆粕胶黏剂，由包括以下重量份的原料制备得到：25～35份豆粕、3～5份三环氧丙烷基胺、1～10份锂皂石、60～100份丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液。
7.优选的，所述豆粕是豆粕粉经射流空化预处理后得到的豆粕。
8.优选的，所述射流空化预处理包括以下步骤：
9.将豆粕粉与磷酸盐缓冲液混合，在室温、0.02～0.2mpa条件下射流空化处理1～15min，得到样品溶液经冷冻干燥后磨粉，即得豆粕。
10.优选的，所述豆粕的粒径为100～300目。
11.优选的，所述豆粕粉与磷酸盐缓冲液的质量比为1:20～100。
12.优选的，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.008～0.013mol/l。
13.优选的，所述丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液的质量浓度为75～85％，溶剂为水。
14.本发明还提供了一种上述胶合板用豆粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
15.(1)将锂皂石与丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液混合后搅拌2～4天，得到混合液；
16.(2)将三环氧丙烷基胺、混合液、豆粕混合后得到胶合板用豆粕胶黏剂。
17.优选的，所述步骤(2)的混合是先将三环氧丙烷基胺与混合液混合后，搅拌8～
12min，再加入豆粕，搅拌20～40min。
18.优选的，所述加入豆粕时分2～4次等份加入。
19.经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
20.本发明选用射流空化技术处理豆粕粉，改变大豆蛋白的理化性能(如使蛋白质展开，疏水区域暴露)，所需设备操作简单、能耗低、改性蛋白性能稳定、易于实现工业化应用。
21.本发明模仿藤壶蛋白结构特点，引入阳离子改性锂皂石作为交联增强剂，在大豆蛋白疏水性氨基酸协同作用下，阳离子能够与单板表面形成强静电相互作用，从而赋予胶黏剂强的耐水粘接性能。
22.本发明中交联增强剂为阳离子改性锂皂石，锂皂石表面具有负电荷，边缘具有正电荷，能够和大豆蛋白中氨基、羧基以及木材单板表面羟基产生静电相互作用，建立静电交联网络，赋予胶黏剂内聚强度，从而提高胶黏剂耐水粘接强度。此外，纳米锂皂石的纳米效应可改善胶黏剂的胶合性能。
23.本发明中胶合板用胶黏剂源于天然可再生资源豆粕，制备过程能耗低，制备工艺仅需简单机械搅拌混合，方便、快捷，且仿生藤壶蛋白特点，制备胶黏剂具有优异耐水胶接性能，满足胶合板生产对胶黏剂的要求。
具体实施方式
24.本发明提供了一种胶合板用豆粕胶黏剂，由包括以下重量份的原料制备得到：25～35份豆粕、3～5份三环氧丙烷基胺、1～10份锂皂石、60～100份丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液。
25.在本发明中，所述豆粕为25～35份，优选为28～32份，进一步优选为29～30份。
26.在本发明中，所述三环氧丙烷基胺为3～5份，优选为3.5～4.5份，进一步优选为4份。
27.在本发明中，所述锂皂石为1～10份，优选为2～8份，进一步优选为4～6份。
28.在本发明中，所述丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液为60～100份，优选为70～90份，进一步优选为75～85份。
29.在本发明中，所述豆粕是豆粕粉经射流空化预处理后得到的豆粕。
30.在本发明中，所述射流空化预处理包括以下步骤：
31.将豆粕粉与磷酸盐缓冲液混合，在室温、0.02～0.2mpa条件下射流空化处理1～15min，优选为在0.05～0.18mpa条件下射流空化处理2～13min，进一步优选为在0.08～0.12mpa条件下射流空化处理4～8min，得到样品溶液经冷冻干燥后磨粉，即得豆粕。
32.在本发明中，所述豆粕的粒径为200～300目，优选为220～280目，进一步优选为240～260目。
33.在本发明中，所述豆粕粉与磷酸盐缓冲液的质量比为1:20～100，优选为1:30～90，进一步优选为1:40～70。
34.在本发明中，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.008～0.013mol/l，优选为0.009～0.012mol/l，进一步优选为0.01～0.011mol/l。
35.在本发明中，所述豆粕粉蛋白含量为40～45％，优选为41～44％，进一步优选为42～43％。
36.在本发明中，所述丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液的质量浓度为75～85％，优选为76～84％，进一步优选为78～82％，溶剂为水。
37.本发明还提供了一种上述胶合板用豆粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
38.(1)将锂皂石与丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液混合后搅拌2～4天，得到混合液；
39.(2)将三环氧丙烷基胺、混合液、豆粕混合后得到胶合板用豆粕胶黏剂。
40.在本发明中，所述锂皂石与丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵溶液混合后优选为搅拌3天。
41.在本发明中，所述步骤(2)的混合是先将三环氧丙烷基胺与混合液混合后，搅拌8～12min，优选为9～10min，再加入豆粕，搅拌20～40min，优选为25～35min。
42.在本发明中，所述加入豆粕时分2～4次等份加入，优选为3次。
43.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
44.实施例1
45.一种胶合板用豆粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
46.(1)将蛋白含量为40％的豆粕粉与浓度为0.008mol/l的磷酸盐缓冲液按质量比为1:20混合后，经射流空化机在室温、0.02mpa条件下射流空化处理1min，得到样品溶液经冷冻干燥后磨粉，得到粒径为200目的豆粕；
47.(2)将1份锂皂石与60份质量浓度为85％的丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵水溶液混合后搅拌2天，得到混合液；
48.(3)先将3份三环氧丙烷基胺与混合液混合后，搅拌8min，再分2次等份加入25份豆粕，搅拌20min得到胶合板用豆粕胶黏剂。
49.实施例2
50.一种胶合板用豆粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
51.(1)将蛋白含量为42％的豆粕粉与浓度为0.01mol/l的磷酸盐缓冲液按质量比为1:70混合后，经射流空化机在室温、0.1mpa条件下射流空化处理8min，得到样品溶液经冷冻干燥后磨粉，得到粒径为250目的豆粕；
52.(2)将6份锂皂石与80份质量浓度为80％的丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵水溶液混合后搅拌3天，得到混合液；
53.(3)先将4份三环氧丙烷基胺与混合液混合后，搅拌10min，再分3次等份加入30份豆粕，搅拌30min得到胶合板用豆粕胶黏剂。
54.实施例3
55.一种胶合板用豆粕胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
56.(1)将蛋白含量为45％的豆粕粉与浓度为0.013mol/l的磷酸盐缓冲液按质量比为1:100混合后，经射流空化机在室温、0.2mpa条件下射流空化处理15min，得到样品溶液经冷冻干燥后磨粉，得到粒径为300目的豆粕；
57.(2)将10份锂皂石与100份质量浓度为75％的丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵水溶液混合后搅拌4天，得到混合液；
58.(3)先将5份三环氧丙烷基胺与混合液混合后，搅拌12min，再分4次等份加入35份
豆粕，搅拌40min得到胶合板用豆粕胶黏剂。
59.对比例1
60.一种胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
61.将4份三环氧丙烷基胺溶解在70份水中，机械搅拌10min，继续分三次添加30份原始豆粕粉，机械搅拌30min，即得。
62.对比例2
63.对比例2与实施例2的区别在于，对比例2中未使用锂皂石。
64.对比例3
65.对比例3与实施例2的区别在于，使用的是未经射流空化处理的豆粕粉。
66.将实施例1～3及对比例1～3所得的胶黏剂制备三层胶合板，选用杨木单板(含水率8％，厚度0.15cm)经双面施胶(涂胶量375g/m2)后，在120℃、1.0mpa条件下热压6min。
67.按照gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》检测制备的三层胶合板胶合强度(ⅱ类)，检测结果见下表1。
68.表1胶合板的性能指标
[0069][0070][0071]
由以上实施例及对比例可知，本发明提供了一种胶合板用豆粕胶黏剂，本发明的豆粕胶黏剂制备胶合板的干状胶合强度达到2.14mpa，耐水胶合强度达到1.18mpa，较对比例提升显著。
[0072]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。