一种交联型环保棉籽粕基胶粘剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及胶粘剂及其制备技术领域，具体涉及一种交联型环保棉籽柏基胶粘剂 及其制备与应用。
【背景技术】
[0002] 无醛胶是不含甲醛的胶粘剂，主要用在人造板和建材行业。由于近年来，甲醛的危 害越来越受到重视，甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，对人体有较大伤害。含有甲醛胶粘 剂制作的木制品用于室内，甲醛释放期可长达15年。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒 化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物 质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。
[0003] 传统三醛胶属石油加工产物，随着人们环保意识的增强和国家环保法规的健全、 石油储量的减少和基于石油的高分子材料带来的价格上扬和环境污染问题使得生物基胶 粘剂越来越受到重视。生物基胶粘剂是以可降解可再生的生物质原料如淀粉、植物蛋白、单 宁、木质素等制备的可替代脲醛树脂等传统胶粘剂的天然高分子类胶粘剂。
[0004] 棉籽柏是将棉籽压榨并将残油分离后得到的，棉籽柏中含有40%以上的粗蛋白质 及20%左右的粗脂肪和粗纤维。棉籽柏通常用于饲料，棉籽柏中蛋白质的组成不均衡，且通 常含有游离棉酚对动物的毒性较大，限制了其在食品领域的应用。
[0005] 目前中国申请201210521655. 4公开了一种利用棉柏制备蛋白胶的方法，该胶粘 剂通过加入纤维素酶、脂肪酶酶解，而后加入烧碱制备得到，该胶粘剂在生产和使用过程中 几乎无甲醛释放。但是该胶粘剂在制备过程中使用了价格昂贵的酶类且其改性剂使用的烧 碱。最终该胶粘剂的应用效果以抗拉强度为指标。因此有待建立一种廉价、环保且性能优 良的棉籽柏基胶粘剂制备方法。目前未见以棉籽柏作为原料并使用交联增强剂的木材胶粘 剂制备工艺的相关报道。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种交联型环保棉籽柏基胶粘剂及其制备方法，所述方法工艺简单， 操作方便，所生产的胶粘剂不含甲醛，安全环保，具有广阔的应用前景。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0008] 一种交联型环保棉籽柏基胶粘剂，由包括以下重量份的原料制备而成：软化水 60-70份、棉籽柏25-30份、蛋白改性剂0. 5-2份、交联增强剂1-8份、苯甲酸钠1-8份。
[0009] 其中，优选由包括以下重量份的原料制备而成：软化水62-65份、棉籽柏25份、蛋 白改性剂〇. 8-1份、交联增强剂1. 5份、苯甲酸钠4份。
[0010] 本发明所述的胶粘剂，所述棉籽柏经粉碎过100目或100目以上筛以获得适宜粒 径。
[0011] 本发明所述棉籽柏中，优选蛋白的质量百分比含量不低于40%，残油含量在10% 以下。
[0012] 本发明可采用现有技术公开的符合上述条件的棉籽柏，但为了确保更理想的应用 效果，作为一个优选方案，本发明所述棉籽柏是棉籽柏是棉籽经脱绒、脱壳、仁壳分离、乳 胚、高水分蒸炒（优选蒸炒水分16-18% )、压榨（螺旋式榨油机或液压式榨油机）、六号溶 剂浸出（优选浸出温度50-60°C、浸出时间90-120min)提取油脂后得到的副产物。
[0013] 本发明用棉籽柏开发生物基蛋白胶粘剂将提高棉籽柏综合利用价值、节约能源资 源、保护生态环境。
[0014] 本发明所述的棉籽柏胶粘剂中，所述蛋白改性剂可采用多种物质，如烧碱、尿素、 十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等，但其中应用效果尤为突出的为十二烷基硫酸钠，该 改性剂价格便宜、且能够降低蛋白质非极性侧链从疏水内部到水介质的转移自由能、破坏 蛋白质分子内的疏水相互作用从而提高其胶合强度。
[0015] 本发明所述的棉籽柏胶粘剂中，所述交联增强剂为二硫化碳、二硫（或三硫）代碳 酸乙烯酯、硫脲和黄原酸钾等其中一种，优选黄原酸钾和硫脲，更优选黄原酸钾，此类交联 增强剂有利于与棉籽柏及十二烷基硫酸钠混合使用，有助于制备更高质量的胶粘剂。
[0016] 本发明所述的胶粘剂中，软化水作为分散介质，但本领域技术人员可以预见的是， 其他常用的分散介质也可用于实现本发明，软化水仅作优选方案。
[0017] 本发明同时还提供了上述胶粘剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0018] (1)将棉籽柏、蛋白改性剂（十二烷基硫酸钠）加入软化水中，搅拌均匀后进行改 性处理；
[0019] (2)将步骤（1)得到的混合物降温至室温，加入交联增强剂和苯甲酸钠，搅拌均 勾，即得。
[0020] 优选地，步骤（1)中所述的改性处理在在温度60-80°C、搅拌速度800-1200r/min 下进行3-4小时，使改性更为充分彻底。
[0021] 优选地，步骤（2)中所述搅拌均匀为在搅拌速度800-1200r/min下搅拌8-15min。
[0022] 本发明同时保护上述胶粘剂在木材加工中的应用，尤其在胶合板的应用中，施胶 量可在 180g/m2-220g/m2 之间。
[0023] 本发明的优点在于：
[0024] 1)棉籽柏作为一种可再生的资源，作为胶粘剂的主要原料，有助于解决传统三醛 胶使用石油资源的问题，符合环境保护与可持续发展原则；
[0025] 2)制备的胶粘剂不含游离甲醛，胶接的人造板不存在甲醛释放问题，从源头解决 了人造板带来的室内空气中甲醛污染问题；
[0026] 3)本发明直接以棉籽柏制备胶粘剂，有效解决了棉籽柏含有棉酚对动物毒性较 大、食品领域利用率低的问题，增加棉籽柏利用价值。
[0027] 4)本发明采用十二烷基硫酸钠作为蛋白改性剂，同时使用交联增强剂，有效解决 了普通蛋白胶粘剂胶合强度差的问题，能够满足人造板用胶粘剂的强度要求，保证了交联 型环保棉籽柏基胶粘剂的实用性能。
[0028] 下面结合实施对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明所述方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0030] 实施例1
[0031] 本实施例提供了一种交联型环保棉籽柏基胶粘剂，由以下重量的原料制备而成 (工艺流程参见图1):
[0032] 软化水 65kg
[0033] 十二烷基硫酸纳Ikg
[0034] 棉籽柏 25kg
[0035] 交联增强剂硫脲1.5kg
[0036] 苯甲酸钠4kg
[0037] 1)按照上述重量配比称量各原料；
[0038] 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、棉籽柏、 十二烷基硫酸纳，搅拌均匀；
[0039] 3)水浴加热至60°C，在搅拌速度lOOOr/min下搅拌反应3小时，反应物降温至 30°C，制得均匀棉籽柏蛋白粘液；
[0040] 4)将交联增强剂硫脲加入所得的棉籽柏蛋白粘液中，混合均匀，后加入苯甲酸纳， 在搅拌速度l〇〇〇r/min下搅拌12min制成交联型环保棉籽柏基胶粘剂。
[0041] 实施例2
[0042] 本实施例提供了一种交联型环保棉籽柏基胶粘剂，由以下重量的原料制备而成：
[0043] 软化水Mkg
[0044] 十一烷基硫酸纳0· 8kg
[0045] 棉籽柏 25kg
[0046] 交联增强剂黄原酸钾1.5kg
[0047] 苯甲酸钠4kg
[0048] 1)按照上述重量配比称量各原料；
[0049] 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、棉籽柏、 十二烷基硫酸纳，搅拌均匀；