一种酒糟大豆分离蛋白胶粘剂及其制备方法和应用

本发明属于胶粘剂，具体地，涉及一种酒糟大豆分离蛋白胶粘剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着全球木材工业的稳步发展，人造板的年产量将继续稳步增长。木材行业使用大量的胶粘剂，全球木材胶粘剂的产量约占胶粘剂总产量的75％。目前，甲醛胶粘剂仍在我国木业中占有重要地位，然而，甲醛胶粘剂及其制备的木制品在生产和使用过程中会释放甲醛等挥发性有害物质。醛类胶粘剂的合成原料主要来自于化石燃料等不可再生资源，而以绿色、可再生的生物质为原料的环保型胶粘剂可以在一定程度上缓解化石燃料型胶粘剂带来的资源和环境问题。

2、生物质材料具有可回收性和可持续性，在环境条件下可以自我降解，不会给生态环境增加负担，是一种天然绿色材料。其中蛋白胶粘剂在生物质材料中占有重要地位，近年来，国内外蛋白质胶粘剂的使用原料主要集中在植物蛋白胶粘剂中的大豆蛋白胶，蛋白胶粘剂由于本身的蛋白质结构存在诸多缺陷，粘结强度低、耐水性差导致其无法满足产品的强度需求，粘度过大不易施胶限制了其在木材工业的应用范围等。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，首要目的在于提供一种酒糟大豆分离蛋白胶粘剂，该酒糟大豆分离蛋白胶粘剂具备优良的耐水性、高强度和防腐效果，湿强度可达到1.24～1.38mpa

2、本发明的另一目的在于提供上述方法制备的蛋白胶粘剂的制备方法，该方法通过对酒糟粕蛋白提纯、蛋白基预处理、蛋白基胶粘和进一步丙烯酰胺聚合，从而有效的提高了胶粘剂的耐水性和胶合强度，降低了蛋白胶粘剂的制造成本。

3、本发明的另一目的在于提供上述方法制备的蛋白胶粘剂应用在家具或木质材料等领域。

4、本发明的目的通过下述技术方案来实现：

5、一种酒糟大豆分离蛋白胶粘剂，所述酒糟大豆分离蛋白胶粘剂是将酒糟粕和强碱添加入水中搅拌均匀，在60～80℃反应，经离心提取，得到酒糟清蛋白水溶液；将酒糟清蛋白水溶液、大豆分离蛋白、尿素、防腐剂共混，在60～80℃进行预处理，然后加入丙烯酰胺与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，调节ph为11～12，在50～70℃进行交联反应，当黏度为12000～16000mpa·s时，再加入过硫酸胺，在50～70℃进行聚合反应，至黏度为25000～38000mpa·s制得。

6、优选地，所述酒糟粕、水和强碱的质量比为(50～100):(120～200):(2.5～6)；所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

7、优选地，所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑-3-酮、硼酸锌、苯甲酸钠或对羟基苯甲酸丁酯中的一种以上。

8、优选地，所述酒糟清蛋白水溶液、大豆分离蛋白、尿素和防腐剂的质量比为(120～180):(10～20):(3～6):(0.015～0.02)。

9、优选地，所述丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和过硫酸胺的质量比为(3～6):(6～10):(0.05～0.1)。

10、所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂的制备方法，包括如下具体步骤：

11、s1.将酒糟粕和强碱添加入水中搅拌均匀，在60～80℃反应，经离心提取，得到酒糟清蛋白水溶液；

12、s2.将酒糟清蛋白水溶液、大豆分离蛋白、尿素、防腐剂共混，在60～80℃进行预处理；

13、s3.在步骤s2中加入丙烯酰胺与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，调节ph为11～12，在50～70℃进行交联反应，当黏度为12000～16000mpa·s时，再加入过硫酸胺，在50～70℃进行聚合反应，至黏度为25000～38000mpa·s，制得酒糟大豆分离蛋白胶粘剂。

14、优选地，步骤s1中反应的时间为30～60min；所述离心提取的离心转数为6000～800r/min，离心时间为10～15min；步骤s2中所述预处理的时间为40～70min。

15、优选地，步骤s3中所述交联反应的时间为20～40min；聚合反应的时间为10～20min。

16、所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂在家具或木质材料领域中的应用。

17、本发明酒糟大豆分离蛋白胶粘剂的主要原料为酒糟粕，酒糟粕源于酿酒而产生的粮食副产品，通过利用丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚对蛋白质进行交联，再利用过硫酸胺对丙烯酰胺进行聚合，形成复杂的胶粘网络，解决了蛋白胶粘剂的耐水性和胶接强度，另一方面对酒糟粕的充分利用不仅可以顺应粮食安全的国际背景，还可以提高其经济附加值，可以大大缩减胶粘剂企业制造成本。该方法将酒糟蛋白与大豆分离蛋白经过脲碱体系在高温下进行预处理，通过丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚对预处理蛋白进行交联，最后加入过硫酸胺使得反应自由聚合，得到的胶粘剂的质地均匀、耐水性好、胶合强度高的蛋白质基胶粘剂。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、1.本发明酒糟大豆分离蛋白胶粘剂的质地均匀，具备优良的耐水性、胶合高强度和防腐效果，通过加入1，2-苯并异噻唑-3-酮起到胶粘剂防腐作用，利用丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚对蛋白质进行交联，再利用过硫酸胺对丙烯酰胺进行聚合，湿强度可达到1.24～1.38mpa，可应用在细木工板、胶合板等单板类木材工业领域。

20、2.本发明制备工艺简单，大大降低了工人的操作难度；反应条件温和、大大降低了工作环境所带来的危险性；所用药剂毒性小，挥发性低，降低了储藏成本。

21、3.本发明主要使用酒糟粕蛋白作为蛋白基胶粘剂材料，大豆蛋白基为辅，对酒糟粕的充分利用不仅可以顺应粮食安全的国际背景，还可以提高其经济附加值，从而变废为宝，市场上酒糟价格仅仅是大豆蛋白价格的1/4，可以大大缩减胶粘剂企业制造成本。

22、4.本发明利用酒糟粕蛋白为主要原料，作为生物质材料，在自然生活中可以自然降解大大降低了对大自然的危害，从而改善人类的生存环境，顺应绿色可持续发展社会的大方向。

技术特征：

1.一种酒糟大豆分离蛋白胶粘剂，其特征在于，所述酒糟大豆分离蛋白胶粘剂是将酒糟粕和强碱添加入水中搅拌均匀，在60～80℃反应，经离心提取，得到酒糟清蛋白水溶液；将酒糟清蛋白水溶液、大豆分离蛋白、尿素、防腐剂共混，在60～80℃进行预处理，然后加入丙烯酰胺与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，调节ph为11～12，在50～70℃进行交联反应，当黏度为12000～16000mpa·s时，再加入过硫酸胺，在50～70℃进行聚合反应，至黏度为25000～38000mpa·s制得。

2.根据权利要求1所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂，其特征在于，所述酒糟粕、水和强碱的质量比为(50～100):(120～200):(2.5～6)；所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

3.根据权利要求1所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂，其特征在于，所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑-3-酮、硼酸锌、苯甲酸钠或对羟基苯甲酸丁酯中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂，其特征在于，所述酒糟清蛋白水溶液、大豆分离蛋白、尿素和防腐剂的质量比为(120～180):(10～20):(3～6):(0.015～0.02)。

5.根据权利要求1所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂，其特征在于，所述丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和过硫酸胺的质量比为(3～6):(6～10):(0.05～0.1)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

7.根据权利要求6所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中反应的时间为30～60min；所述离心提取的离心转数为6000～800r/min，离心时间为10～15min；步骤s2中所述预处理的时间为40～70min。

8.根据权利要求6所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述交联反应的时间为20～40min；聚合反应的时间为10～20min。

9.权利要求1-5任一项所述的酒糟大豆分离蛋白胶粘剂在家具或木质材料领域中的应用。

技术总结
本发明属于胶粘剂技术领域，公开了一种酒糟大豆分离蛋白胶粘剂及其制备方法和应用。该酒糟大豆分离蛋白胶粘剂是将酒糟粕和强碱添加入水中搅拌均匀，在60～80℃反应，经离心提取，得到酒糟清蛋白水溶液；将酒糟清蛋白水溶液、大豆分离蛋白、尿素、防腐剂共混，在60～80℃进行预处理，然后加入丙烯酰胺与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，调节pH为11～12，在50～70℃进行交联反应，当黏度为12000～16000mPa·s时，再加入过硫酸胺，在50～70℃进行聚合反应，至黏度为25000～38000mPa·s制得。本发明的胶粘剂的质地均匀、耐水性好、胶合强度高，可应用在细木工板、胶合板等单板类木材工业领域。

技术研发人员：侯贤锋,钟成龙,罗宇新,莫清林,何文斌,王昱昕
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13