本发明涉及人造板胶黏剂,尤其涉及一种蛋白基胶黏剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、甲醛基胶黏剂及其改性产品(如脲醛、酚醛和三聚氰胺-甲醛基木材胶黏剂)依然占据木材胶黏剂的大部分比例。然而,甲醛基胶黏剂的原料来自于不可再生的化石资源。此外,在人造板生产和使用过程中,甲醛基胶黏剂释放的游离甲醛对人体的健康有害。随着人们环保意识的不断提升及其人造板环保要求等级的不断提高,植物蛋白胶黏剂、木质素胶黏剂、单宁胶黏剂和淀粉胶黏剂等环保生物质基胶黏剂越来越受到关注,而植物蛋白凭借其原材料资源丰富、价格低廉、可再生、可生物降解、易加工、易化学修饰改性等优点,成为生物质基胶黏剂关注的焦点。
2、目前制备蛋白基胶黏剂的原料主要是植物蛋白和植物蛋白饼粕,植物分离蛋白的提取过程复杂且价格昂贵,限制了工业化应用。因此,人造板生产中,多以蛋白含量相对较低和成本均较低的植物蛋白饼粕为原料制备蛋白基胶黏剂为了提高蛋白基胶黏剂的耐水性,现有的方法大多是基于植物蛋白饼粕中的蛋白分子进行改性,而较少涉及碳水化合物的改性。植物蛋白饼粕中的碳水化合物中有一半是可溶的,如蔗糖、棉子糖和水苏糖,一半是不溶的,如含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、半乳糖醛酸、木糖和甘露糖的聚合物。考虑到这些碳水化合物有吸收水分的倾向,它们很可能会影响蛋白基胶黏剂的胶合强度。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种蛋白基胶黏剂及其制备方法和应用、人造板的制备方法。所述制备方法制备得到得到蛋白基胶黏剂安全无毒且对板材具有较高的胶合强度和耐水性。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、本发明提供了一种蛋白基胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
4、将植物蛋白饼粕、水、表面活性剂和氧化剂混合进行自交联反应后,加入交联剂进行多重交联,得到所述蛋白基胶黏剂。
5、优选的,所述植物蛋白饼粕、表面活性剂和氧化剂的质量比为1:(0~0.1):(0~1);
6、所述植物蛋白饼粕和水的质量比为1:(2~6);
7、所述植物蛋白饼粕和交联剂的质量比为1:(0~1);
8、且所述表面活性剂、氧化剂和交联剂的用量不为0。
9、优选的,所述植物蛋白饼粕包括大豆分离蛋白饼粕、脱脂豆粉饼粕、小桐子饼粕、油茶饼粕、棉籽饼粕和油菜籽饼粕中的一种或几种。
10、优选的,所述表面活性剂包括甘油、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基二甲基氯化铵和月桂基磺化琥珀酸单酯二钠中的一种或几种。
11、优选的,所述氧化剂包括高锰酸钾、重铬酸钾、高碘酸钠、双氧水、次氯酸钠和过硫酸钠中的一种或几种。
12、优选的,所述交联剂包括多元酸和/或酸酐类物质。
13、优选的,所述多元酸包括顺丁烯二酸、酒石酸、乙二酸、丙二酸、己二酸、丁二酸、苹果酸、柠檬酸、衣康酸和柠康酸中的一种或几种;
14、所述酸酐类物质包括顺丁烯二酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、琥珀酸酐和己二酸酐中的一种或几种。
15、优选的,所述混合在搅拌的条件下进行;
16、所述搅拌的温度为20~55℃,时间为10~20min。
17、本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的蛋白基胶黏剂。
18、本发明还提供了上述技术方案所述蛋白基胶黏剂在人造板中的应用。
19、本发明提供了一种蛋白基胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:将植物蛋白饼粕、水、表面活性剂和氧化剂混合进行自交联反应后,加入交联剂进行多重交联,得到所述蛋白基胶黏剂。本发明将植物蛋白饼粕、水、表面活性剂和氧化剂混合,促使植物蛋白饼粕发生自交联反应。随后交联剂的加入将在植物蛋白饼粕中形成另一重交联网络结构。利用本发明提供的蛋白基胶黏剂制备人造板时,在热压过程中植物蛋白饼粕发生自交联反应、交联剂和植物蛋白饼粕发生酯化、酰胺反应,形成多重网络结构的大分子蛋白基胶黏剂,所述胶黏剂结构聚合形成稳定的胶层,有效提高了胶黏剂的结合强度和耐水性。本发明提供的蛋白基胶黏剂的制备方法简单,成本低廉,易于实现工业化生产。
1.一种蛋白基胶黏剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述植物蛋白饼粕、表面活性剂和氧化剂的质量比为1:(0~0.1):(0~1);
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述植物蛋白饼粕包括大豆分离蛋白饼粕、脱脂豆粉饼粕、小桐子饼粕、油茶饼粕、棉籽饼粕和油菜籽饼粕中的一种或几种。
4.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂包括甘油、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基二甲基氯化铵和月桂基磺化琥珀酸单酯二钠中的一种或几种。
5.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述氧化剂包括高锰酸钾、重铬酸钾、高碘酸钠、双氧水、次氯酸钠和过硫酸钠中的一种或几种。
6.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述交联剂包括多元酸和/或酸酐类物质。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述多元酸包括顺丁烯二酸、酒石酸、乙二酸、丙二酸、己二酸、丁二酸、苹果酸、柠檬酸、衣康酸和柠康酸中的一种或几种;
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述混合在搅拌的条件下进行;
9.如权利要求1~8任一项所述的制备方法制备得到的蛋白基胶黏剂。
10.权利要求9所述蛋白基胶黏剂在人造板中的应用。