一种亚麻籽粕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，涉及一种亚麻籽粕蛋白胶粘剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、根据2019年5月22日国家林业和草原局规划财务司发布的《2018年全国林业和草原发展统计公报》数据显示，2018年我国人造板总产量为29909万立方米。根据前瞻产业研究院官方数据预测，2019年我国人造板产量将达到3.25亿立方米，2020年人造板产量将达到3.43亿立方米，且2019～2023年均复合增长率约为3.57％。随着全球木材行业的稳步发展，人造板年产量将会持续稳定增长。人造板产业对于胶黏剂使用量巨大，全球木材胶黏剂的产量约占胶黏剂总产量的75％。当前甲醛类胶黏剂仍在我国木材行业当中占重要地位，约占木材工业总用胶量的80％以上，主要归因于醛类胶黏剂所具备一些特有的优势，包括较高的胶合强度与耐水性，合适的粘度以及良好的耐久性等。然而，甲醛类胶黏剂以及利用其所制备的木质品在生产以及使用过程当中会释放出甲醛等挥发性有机物。

2、近年来，人们对生物基可生物降解粘合剂的各种应用越来越感兴趣。生物质材料作为天然的的高分子材料，具有循环利用和可持续开发利用的特点，不仅可以缓解石油资源的危机，在自然条件下可以自我降解从而降低生态环境负担。国内外蛋白质胶粘剂的原料使用主要集中在植物蛋白胶中的大豆蛋白胶，亚麻籽粕作为亚麻籽粮油副产物，其具有丰富的蛋白质，将其作为蛋白胶粘剂可以增加附加值和经济效益。通过对蛋白质化学预处理和交联改性，可以解决蛋白质胶粘剂由于其蛋白质结构有很多缺陷，粘合强度低，耐水性差，导致其不能满足产品的强度要求，粘性太强，涂胶困难，限制了其在木材行业的应用的问题。

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亚麻籽粕蛋白胶粘剂，该亚麻籽粕蛋白胶粘剂湿强度可达到1.21mpa以上。

2、本发明的另一目的在于提供上述亚麻籽粕蛋白胶粘剂的制备方法，该方法通过对亚麻籽粕蛋白预处理、预处理蛋白胶粘剂与多环氧预聚物交联，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亚麻籽粕蛋白胶粘剂在家具或木质材料等领域的应用。

4、本发明的目的通过下述技术方案来实现：

5、一种亚麻籽粕蛋白胶粘剂，所述亚麻籽粕蛋白胶粘剂是将亚麻籽粕、强碱和尿素添加入水中搅拌均匀，在60～80℃预处理反应至黏度为4000～6000mpa·s，得到小分子的亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂；将乙二胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入水中搅拌均匀，调节ph为10～12，在30～50℃反应，制得多环氧预聚物；将亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂和防腐剂混合均匀后按流速为100～150ml·s-1加入多环氧预聚物中搅拌均匀，调节ph为10～12，在50～70℃反应至黏度为20000～40000mpa·s制得。

6、优选地，所述亚麻籽粕、强碱、尿素和水的质量比为(20～30):(2.5～6):(2.5～4):(120～200)；所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

7、优选地，所述乙二胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和水的质量比为(1～2.5):(7～10):20。

8、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。

9、优选地，所述亚麻籽粕预处理胶粘剂、多环氧预聚物和防腐剂的质量比为(100～200):(8～12):(0.015～0.02)。

10、优选地，所述亚麻籽粕蛋白胶粘剂的湿强度为1.21～1.32mpa。

11、所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂的制备方法，包括如下具体步骤：

12、s1.将亚麻籽粕、强碱和尿素添加入水中搅拌均匀，在60～80℃预处理反应40～70min至黏度为4000～6000mpa·s，得到小分子的亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂；

13、s2.将乙二胺和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入水中搅拌均匀，调节ph为10～12，在30～50℃反应2～6min，制得多环氧预聚物；

14、s3.将亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂和防腐剂混合均匀后按流速为100～150ml·s-1加入多环氧预聚物中搅拌均匀，调节ph为10～12，在50～70℃反应10～30min，至黏度为20000～40000mpa·s，制得亚麻籽粕蛋白胶粘剂。

15、所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂在家具或木质材料领域中的应用。

16、本发明亚麻籽粕蛋白胶粘剂的主要原料为亚麻籽粕，亚麻籽粕源于亚麻籽粮油副产物，利用尿碱预处理以及蛋白质交联骨架等方法对亚麻籽粕进行改性处理。结果表明，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与乙二胺的加入能够显著提高亚麻籽粕蛋白胶粘剂的湿强度和粘合性能，得到的胶粘剂的质地均匀、耐水性好、胶合强度高。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、1.本发明亚麻籽粕蛋白胶粘剂具备优良的耐水性、高强度和防腐效果，通过加入防腐剂，利用乙二胺和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚对蛋白质进行交联，湿强度可达到1.21～1.32mpa。

19、2.本发明主要使用亚麻籽粕蛋白作为蛋白基胶粘剂材料，充分利用亚麻籽粕不仅可以应对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，亚麻籽粕的市场价格仅为大豆蛋白价格的1/3，可以大大降低胶粘剂企业的制造成本。

20、3.本发明利用亚麻籽粕蛋白为主要原料，作为可在自然界自然降解的生物质材料，大大减少了自然界降解的负担，从而改善了人类的生存环境，符合社会绿色可持续发展的总体方向。

技术特征：

1.一种亚麻籽粕蛋白胶粘剂，其特征在于，所述亚麻籽粕蛋白胶粘剂是将亚麻籽粕、强碱和尿素添加入水中搅拌均匀，在60～80℃预处理反应至黏度为4000～6000mpa·s，得到小分子的亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂；将乙二胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入水中搅拌均匀，调节ph为10～12，在30～50℃反应，制得多环氧预聚物；将亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂和防腐剂混合均匀后按流速为100～150ml·s-1加入多环氧预聚物中搅拌均匀，调节ph为10～12，在50～70℃反应至黏度为20000～40000mpa·s制得。

2.根据权利要求1所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂，其特征在于，所述亚麻籽粕、强碱、尿素和水的质量比为(20～30):(2.5～6):(2.5～4):(120～200)；所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

3.根据权利要求1所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂，其特征在于，所述乙二胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和水的质量比为(1～2.5):(7～10):20。

4.根据权利要求1所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂，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。

5.根据权利要求1所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂，其特征在于，亚麻籽粕预处理胶粘剂、多环氧预聚物和防腐剂的质量比为(100～200):(8～12):(0.015～0.02)。

6.根据权利要求1所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂，其特征在于，所述亚麻籽粕蛋白胶粘剂的湿强度为1.21～1.32mpa。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的亚麻籽粕蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

8.权利要求1-6任一项所述的亚麻籽粕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，公开了一种亚麻籽粕蛋白胶粘剂及其制备方法和应用。该胶粘剂是将亚麻籽粕、强碱和尿素添加入水中搅拌均匀，在60～80℃预处理反应至黏度为4000～6000mPa·s，得到亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂；将乙二胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入水中搅拌均匀，调节pH为10～12，在30～50℃反应，制得多环氧预聚物；将亚麻籽粕蛋白预处理胶粘剂和防腐剂混合均匀后加入多环氧预聚物中搅拌均匀，调节pH为10～12，在50～70℃反应至黏度为20000～40000mPa·s制得。本发明的亚麻籽粕蛋白胶粘剂的质地均匀、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,吴慧娟,胡硕飞,莫清林,王昱
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：2024/1/14