一种抗菌阻燃胶黏剂及其制备方法与流程

本发明涉及胶黏剂，尤其涉及一种抗菌阻燃胶黏剂及其制备方法。

背景技术：

1、传统石油基胶粘剂由于其具有粘接强度高、耐水性良好、储存时间长等优点被广泛的应用在胶合剂的制造中。但是粘合剂却存在严重的甲醛排放问题，有导致人类致癌的风险。随着人类生活水平的不断提高，对无醛胶黏剂的要求也日益增加，因此，人们尝试用蛋白质、多糖、木质素和植物油等绿色资源开发无甲醛粘合剂。其中，植物蛋白被认为是开发木质复合材料(包括胶合板、刨花板、刨花板和纤维板)的木材粘合剂的有前途的候选者。但是植物蛋白因为本身含有羟基，氨基等亲水性基团，导致其耐水性差，抗菌性差，保存时间短的问题阻碍了植物蛋白胶黏剂商业化的发展。因此，需要加入改性剂与交联剂等来增加其耐水性，胶结强度和抗菌性。小麦蛋白主要由麦球蛋白、麦清蛋白、麦谷蛋白和麦醇溶蛋白蛋白组成，小麦蛋白中含有的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白，可以通过共价键和非共价键形成面筋，面筋呈网络结构具有很好地粘性和延展性。除此之外，在小麦蛋白中含有大量的二硫键，与游离的巯基，羟基基团等。

2、层状双氢氧化物(ldh)被称为阴离子粘土或水滑石，ldhs在受热时，其结构水和层间离子会以水，二氧化碳和金属氧化物的形式脱出，在较低的温度范围内(200～800℃)释放阻燃物质，可以降低燃烧气体浓度，阻隔氧气助燃还有形成致密的氧化层阻止燃烧。同时水滑石在阻燃过程中，吸热量大，有利于降低燃烧时产生的高温达到阻燃目的。因此其被广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。

3、壳聚糖是由天然多糖甲壳素脱乙酰基后的的产物，具有优异的抗菌性，因此常被用作抗菌剂添加，其对应的脱乙酰度越大，氨基基团越多，则其水溶性越好。

4、目前并没有利用层状双氢氧化物(ldh)和壳聚糖制备胶黏剂的技术方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种抗菌阻燃胶黏剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的缺陷。

2、第一方面，本发明提供了一种抗菌阻燃胶黏剂，包括重量份原料：小麦蛋白粉20～40份、水80～120份、聚乙烯醇10～30份、尿素2～4份、十二烷基硫酸钠0.5～3份、表面附着高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs 3～8份。

3、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，所述表面附着有高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs的制备方法，包括以下步骤：

4、将氢氧化钠、碳酸钠溶于水中，得到第一溶液；

5、将铜盐、镁盐、铝盐溶于水中，得到第二溶液；

6、将第二溶液滴加至第一溶液中，搅拌反应，离心，洗涤，干燥，研磨后得到cu-ldhs；

7、将壳聚糖溶于盐酸溶液中，然后加入乙基二甲基胺丙基碳化二亚胺、巯基乙酸，并调节溶液ph至2.5～3.5，搅拌，得到第三溶液；

8、将第三溶液进行透析，得到保留液；

9、将cu-ldhs加入保留液中，冷冻干燥，得到表面附着有高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs。

10、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，将第三溶液进行透析，得到保留液，具体包括：

11、将第三溶液置于透析袋中，于盐酸溶液中透析20～30h，然后再于nacl溶液中再次透析20～30h，得到保留液。

12、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，于盐酸溶液中透析20～30h的步骤中，所述盐酸溶液的浓度为3～7mm；

13、于nacl溶液中再次透析20～30h的步骤中，所述nacl溶液的质量浓度为0.5～2％。

14、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，所述透析袋的截留分子量为12000～14000da。

15、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，所述铜盐包括硝酸铜、硫酸铜、氯化铜中的至少一种；

16、和/或，所述镁盐包括硫酸镁、硝酸镁、氯化镁中的至少一种；

17、和/或，所述铝盐包括硝酸铝、硫酸铝、氯化铝中的至少一种。

18、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，所述将氢氧化钠、碳酸钠溶于水的步骤中，氢氧化钠、碳酸钠、水的质量比为(3～4):(6～7):(50～70)；

19、所述将铜盐、镁盐、铝盐溶于水的步骤中，铜盐、镁盐、铝盐、水的质量比为(0.5～2):(5～10):(1～3):(20～40)；

20、氢氧化钠和铜盐的质量比为(3～4):(0.5～2)；

21、所述将壳聚糖溶于盐酸溶液中，然后加入乙基二甲基胺丙基碳化二亚胺、巯基乙酸，并调节溶液ph至2.5～3.5，搅拌，得到第三溶液，将第三溶液进行透析，得到保留液；将cu-ldhs加入保留液中，冷冻干燥的步骤中，所述壳聚糖、盐酸溶液、乙基二甲基胺丙基碳化二亚胺、巯基乙酸、cu-ldhs的质量比为(3～7):(20～40):(1～3):(1～3):(3～8)。

22、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，所述将壳聚糖溶于盐酸溶液的步骤中，盐酸溶液的质量浓度为0.5～2％。

23、优选的是，所述的抗菌阻燃胶黏剂，将第二溶液滴加至第一溶液中于50～70℃下搅拌反应5～10h，离心，洗涤，干燥，研磨后得到cu-ldhs。

24、第二方面，本发明还提供了一种所述的抗菌阻燃胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

25、将小麦蛋白粉、尿素、十二烷基硫酸钠加入至水中，搅拌，然后加入表面附着有高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs继续搅拌，最后加入聚乙烯醇，再次搅拌，得到抗菌阻燃胶黏剂。

26、本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：

27、1、本发明的抗菌阻燃胶黏剂，包括小麦蛋白粉、水、聚乙烯醇、尿素、十二烷基硫酸钠、表面附着有高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs，本发明通过向胶黏剂中加入表面附着有高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs作为填料；首先，水滑石层上的金属离子和碳酸根离子等可以与小麦蛋白的羟基和氨基等基团形成配位键和大量的氢键；其次cu-ldhs填料表面高巯基浓度壳聚糖网络在热压后与小麦蛋白基质之间形成大量二硫键，大大增强了小麦蛋白的交联密度和强度，增强了整个胶黏剂的胶结强度和耐水性；最后水滑石本身的疏水性也增加了胶黏剂的耐水性。本发明加入高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs作为填料，水滑石颗粒表面十分粗糙并含有大量反应位点，增加了界面粗糙度和反应活性，增强胶黏剂与基体之间的相互作用，起到增强增韧的作用。本发明选用小麦蛋白作为基质，小麦蛋白中含有的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白在制备胶黏剂过程中，可以通过共价键和非共价键形成面筋网络，这种结构具有很好地粘性和延展性，有利于提升胶黏剂内聚力；

28、2、本发明的抗菌阻燃胶黏剂的制备方法，将小麦蛋白粉、尿素、十二烷基硫酸钠加入至水中处理，在尿素、十二烷基硫酸钠的作用下，小麦蛋白的球状结构舒展开并且断裂了其蛋白链内与链间的二硫键，之后将高巯基浓度壳聚糖的cu-ldhs填料均匀混合在蛋白质基质中，填料与小麦蛋白基质发生通过二硫键等交联反应，提升了胶黏剂交联网络密度，增强了胶黏剂的胶结强度，同时填料的加入也赋予胶黏剂良好的的阻燃性和抗菌性。加入聚乙烯醇使得胶黏剂有更好的施胶性，制备简单，有望实现大规模生产。本发明制备出的小麦蛋白胶黏剂改变了以往同类胶黏剂的缺点，有较高的流动性，耐水性和胶结强度，与此同时还赋予胶黏剂阻燃性和抗菌性的特点，使得本产品对比以往的产品有更加广泛的用途，同时本产品也不会有甲醛等有毒有害物质的释放，对人体健康有重大意义。