一种改性大豆蛋白基胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种胶粘剂，具体地说是一种用于制备胶合板的改性大豆蛋白基胶粘 剂及其制备方法，属于胶粘剂领域。
【背景技术】
[0002] 随着人民生活水平的提高和建筑、装饰装修、包装等行业的持续稳定发展，我国人 造板产量迅速增长。2013年，我国人造板总产量2.72亿m3,约占世界总产量的50%。其中 刨花板1358万m3,同比增长5. 3% ;纤维板5983万m3,同比增长4. 0% ;胶合板1. 57亿m3,同 比增长10. 5%。人造板总产量、胶合板产量、家具产量、木质地板产量连续多年位居世界首 位。
[0003] 人造板生产中普遍采用的胶粘剂是甲醛系合成树脂，主要是脲醛树脂及其改性产 品。经过多年的努力，我国人造板胶粘剂生产水平有了很大提高，人造板及其制品环保特性 有了很大改善，但是不能完全消除其制品甲醛释放，并且不少企业生产的人造板及其制品 (家具、木地板、室内木质装饰材料等）仍然存在着较为严重的甲醛释放问题，是室内空气污 染中甲醛污染的主要来源。
[0004] 目前，降低人造板甲醛释放量的方法主要有如下4种：1)采用低摩尔比改性脲醛 树脂胶粘剂；2)在改性脲醛树脂胶粘剂中加入甲醛捕捉剂；3)对人造板进行后处理；4)采 用其他环保型胶粘剂。但是，这些技术方法都存在着诸多缺陷。例如：1)采用低摩尔比改 性脲醛树脂胶粘剂虽然能够有效降低人造板产品甲醛释放量，但是产品胶合强度也往往降 低，不能满足使用要求；并且可导致固化时间延长，生产效率降低；2)在人造板用脲醛树脂 胶粘剂中加入甲醛捕捉剂，虽然能够有效降低人造板游离甲醛释放量，但是往往同时降低 人造板胶合强度；同时，一般甲醛捕捉剂价格往往远远高于脲醛树脂胶粘剂，其加入提高了 产品成本，降低了产品竞争力；3)对人造板进行后处理，如公开号为CN1526528的发明专 利申请中公开了一种采用氨气真空法制备E1/E0级环保型人造板的制造工艺；公开号为 CN2394770的实用新型专利中公开了一种降低人造板甲醛释放量的处理装置，这些后处理 方法，不仅使得人造板制造工艺复杂，而且后处理设备投资巨大，生产成本明显提高；4)采 用其他环保型胶粘剂，如异氰酸酯类胶粘剂，导致人造板生产成本大幅度增加、生产工艺难 度加大，企业和用户都难以接受；采用普通蛋白胶粘剂制备人造板胶合强度低，人造板易开 胶。综上所述，上述措施虽然能够有效降低人造板游离甲醛释放量，但不能彻底解决甲醛释 放问题，或由于生产成本过高等原因而无法推广。
[0005]另外，目前普遍采用的人造板胶粘剂也都存在着原料的化石资源依赖问题，不符 合可持续发展的要求。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明设计了一种改性大豆蛋白基胶粘剂及其制备方法，生 产工艺简单，操作方便，生产的胶粘剂不含甲醛，主要原料来源于可再生物质，是一种环保 型人造板用胶粘剂。
[0007] 本发明的技术方案为： 一种改性大豆蛋白基胶粘剂，由以下重量份的原料制备而成： 分散介质60-70份、脱脂豆蛋白粉20-35份、尿素0. 5-2份、交联增强剂2-15份、苯甲 酸钠1-8份；其中，所述交联增强剂为三聚氰胺-环氧氯丙烷-氢氧化钠反应物。
[0008] 优选地，分散介质62-68份、脱脂豆蛋白粉25-30份、尿素1-2份、交联增强剂5-12 份，苯甲酸钠2-4份。
[0009] 进一步地，所述分散介质选择软化水。
[0010] 一种上述改性大豆蛋白基胶粘剂的制备方法，包括以下步骤： 1) 按照上述重量配比称量各原料，使脱脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介质中； 2) 加入交联增强剂、苯甲酸钠，搅拌均匀。
[0011] 其中，所述反应增强剂为三聚氰胺-环氧氯丙烷-氢氧化钠反应物，制备方法为： 将lmol三聚氰胺与lOmol水置于四口烧瓶中恒温至60°C，加入三氟化硼1%和0? 05mol的 氢氧化钠溶，混合均匀后缓慢滴入4mol的环氧氯丙烷单体在70-90°C反应5小时，后降温至 50°C，加入0. 15mol氢氧化钠，搅拌20分钟，中和多余的碱，减压蒸馏游离的环氧氯丙烷，在 乙醇中精制烘干得到本发明的反应增强剂。
[0012] 本发明的优点在于： 1) 本发明对豆蛋白进行处理后作为人造板用胶粘剂，不含有游离甲醛，胶接的人造板 不存在甲醛释放问题，彻底解决人造板带来的室内空气中的甲醛污染问题； 2) 豆蛋白作为一种可再生的资源，作为胶粘剂的主要原料，有助于解决常规人造板胶 粘剂中使用合成化石原料的枯竭问题，符合环境保护与可持续发展原则； 3) 本发明的豆蛋白胶粘剂是利用脱脂豆蛋白粉加工而成，有效的利用了大豆加工剩余 物，综合利用资源，节约生产成本，提高产品附加值； 4) 本发明采三聚氰胺-环氧氯丙烷-氢氧化钠反应物为交联增强剂，解决了普通豆蛋 白胶粘剂耐水性差的问题，能够满足人造板用胶粘剂的耐水要求，保证了豆蛋白胶粘剂的 实用性能，并且由本发明的胶粘剂制备的胶合板达到国标中II类胶合板要求。
[0013] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0014] 以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015] 除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
[0016]实施例1 一种改性大ii蛋白基J3父粘剂及其制备方法 1)按以下重量配比进行备料： 软化水 68kg 尿素 1kg 脱脂豆蛋白粉 26kg 增强剂 6kg 苯甲酸钠 2kg 2) 在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中，加入全部的软化水、豆蛋白粉、尿素， 搅拌均匀； 3) 水浴加热至40-45°C，保温反应3小时； 4) 反应物降温至30°C，制得均匀豆蛋白粘液； 5) 将增强剂加入所得的豆蛋白粘液中，混合均匀，后加入苯甲酸钠，制成豆蛋白胶粘 剂。
[0017] 其中，胶粘剂的性能质量指标见表1。
[0018] 实施例2 一种改性大ii蛋白基J3父粘剂及其制备方法 1) 按以下重量配比进行备料： 软化水 64kg 尿素 1. 5kg 脱脂豆蛋白粉 29kg 增强剂 8kg 苯甲酸钠 4kg 2) 在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中，加入全部的软化水、豆蛋白粉、尿素， 搅拌均匀； 3) 水浴加热至40-45°C，反应6小时； 4) 反应物降温至30°C，制得均匀豆蛋白粘液。
[0019] 5)将增强剂加入所得的豆蛋白粘液中，混合均匀，后加入苯甲酸钠，制成豆蛋白胶 粘剂。
[0020] 其中，蛋白胶粘剂的质量指标见表1。
[0021] 实施例3 一种改性大ii蛋白基J3父粘剂及其制备方法 1) 按以下重量配比进行备料： 软化水 62kg 尿素 2kg 脱脂豆蛋白粉 29kg 增强剂 l〇kg 苯甲酸钠 3kg 2) 在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中，加入全部的软化水、豆蛋白粉，搅拌 均匀； 3) 水浴加热至65-70°C，反应5小时； 4) 反应物降温至30°C，制得均匀豆蛋白粘液； 5) 将增强剂加入所得的豆蛋白粘液中，混合均匀，后加入苯甲酸钠，制成豆蛋白胶粘 剂。
[0022] 其中，胶粘剂的性能质量指标见表1。
[0023] 实施例4 一种改性大ii蛋白基J3父粘剂及其制备方法 1) 按以下重量配比进行备料： 软化水 62kg 尿素 2kg 脱脂豆蛋白粉 28kg 增强剂 12kg 苯甲酸钠 3kg 2) 在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中，加入全部的软化水、豆蛋白粉，搅拌 均匀； 3) 水浴加热至70-75°C，反应5小时； 4) 反应物降温至30°C，制得均匀豆蛋白粘液； 5) 将增强剂加入所得的豆蛋白粘液中，混合均匀，后加入苯甲酸钠，制成豆蛋白胶粘 剂。
[0024] 其中，蛋白胶粘剂的质量指标见表1。
[0025] 表1 蛋白J3父粘剂的性能指标
【主权项】
1. 一种改性大豆蛋白基胶粘剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成： 分散介质60-70份、脱脂豆蛋白粉20-35份、尿素0. 5-2份、交联增强剂2-15份、苯甲 酸钠1-8份；其中，所述交联增强剂为三聚氰胺-环氧氯丙烷-氢氧化钠反应物。
2. 根据权利要求1所述的一种改性大豆蛋白基胶粘剂，其特征在于，由以下重量份的 原料制备而成： 分散介质62-68份、脱脂豆蛋白粉25-30份、尿素1-2份、交联增强剂5-12份，苯甲酸 钠2-4份。
3. 根据权利要求1或2所述的一种改性大豆蛋白基胶粘剂，其特征在于：所述分散介 质选择软化水。
4. 根据权利要求1所述的一种改性大豆蛋白基胶粘剂，其特征在于：所述反应增强剂 为三聚氰胺-环氧氯丙烷-氢氧化钠反应物，制备方法为：将Imol三聚氰胺与IOmol水置 于四口烧瓶中恒温至60°C，加入三氟化硼1%和0. 05mol的氢氧化钠溶，混合均匀后缓慢 滴入4mol的环氧氯丙烷单体在70-90°C反应5小时，后降温至50°C，加入0. 15mol氢氧化 钠，搅拌20分钟，中和多余的碱，减压蒸馏游离的环氧氯丙烷，在乙醇中精制烘干得到本发 明的反应增强剂。
5. -种如权利要求1-4任意一项所述的一种改性大豆蛋白基胶粘剂的制备方法，其特 征在于，包括以下步骤： 1) 按照上述重量配比称量各原料，使脱脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介质中； 2) 加入交联增强剂、苯甲酸钠，搅拌均匀。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述反应增强剂为三聚氰胺-环氧 氯丙烷-氢氧化钠反应物，制备方法为：将Imol三聚氰胺与IOmol水置于四口烧瓶中恒温 至60°C，加入三氟化硼1%和0. 05mol的氢氧化钠溶，混合均匀后缓慢滴入4mol的环氧氯 丙烷单体在70-90°C反应5小时，后降温至50°C，加入0. 15mol氢氧化钠，搅拌20分钟，中 和多余的碱，减压蒸馏游离的环氧氯丙烷，在乙醇中精制烘干得到本发明的反应增强剂。
【专利摘要】本发明公开了一种改性大豆蛋白基胶粘剂及其制备方法，由分散介质60-70份、脱脂豆蛋白粉20-35份、尿素0.5-2份、交联增强剂2-15份、苯甲酸钠1-8份制备而成，制备步骤包括使脱脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介质中，加入交联增强剂、苯甲酸钠，搅拌均匀得到；本发明的优点在于：生产工艺简单，操作方便，生产的胶粘剂不含甲醛，主要原料来源于可再生物质。
【IPC分类】C09J11-06, C09J189-00
【公开号】CN104762059
【申请号】CN201510134908
【发明人】高强, 李建章, 罗晶, 周文瑞, 张伟, 陈惠
【申请人】北京林业大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月26日