一种耐水豆粕胶黏剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于黏合剂领域，具体涉及一种基于大豆蛋白的黏合剂，及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 改革开放以来，我国人造板产业迅猛发展，年产量从1980年99.6万立方米猛增长 到2014年3. .02亿立方米。2003年产量就超过美国成为世界上人造板及木材胶黏剂第一大 生产与消耗国。
[0003] "十一"五期间，木材工业伴随着国家经济的高速增长获得了巨大发展，但仍面临 着集中度不高、现代化生产和手工作坊并存以及整体产品质量堪忧等问题。林业"十二五" 规划纲要中明确提出，要依靠科技创新推动产业升级。"十二五"期间，木材工业用胶粘剂的 消耗量仍将保持高速增长，脲醛树脂胶粘剂比例将不断下降，更多的生物基胶粘剂将被引 入到生产应用中。
[0004] 我国是农业大国，大豆产量居世界第四，为大豆蛋白基胶粘剂的开发利用提供了 原料来源，蛋白改性技术的发展也为大豆蛋白基胶粘剂性能的改善提供了技术保证。在颁 布实施的国家长期科技发展规划（2005-2020)中，"农林生物质工程"被列为重大专项，其 中，将大宗农产品等可再生资源转化为高附加值的环境友好型生物材料是具有长远战略意 义的研究课题，大豆基生物质胶粘剂的研究开发也具有重要价值。
[0005] 豆柏为大宗农产品加工剩余物，无毒、可再生，用其替代以化石资源为主要原料的 "三醛类"胶粘剂，符合经济社会可持续、协调发展要求。用其制造的人造板不仅能用于建筑 装修和家具，还可用于食品包装，具有很大的优势。因此，很多国家在重点研究开发耐水大 豆蛋白木材胶粘剂。但是，由于分子结构中存在大量亲水基团，制备的胶黏剂存在耐水性和 胶合强度、粘度、稳定性等缺点，阻碍了其在人造板制造中的大规模推广应用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种胶合板用改性大豆蛋白胶粘 剂，该胶粘剂不含甲醛，是一种环保型人造板用胶粘剂。
[0007] 本发明的另一目的是提出纳米纤维素改性的耐水豆柏胶黏剂的制备方法。本发明 方法工艺简单，操作方便。
[0008] 实现本发明上述目的的技术方案为：
[0009] -种耐水豆柏胶黏剂，由重量份的以下组分组成： 水 70~80份 改性纳米纤维素 0.2~1.0份
[0010] 脱脂豆粕 20~35份 增强剂 1~10份。
[0011]其中，所述改性纳米纤维素是用具有环氧基团的表面修饰剂修饰的纳米纤维素， 所述改性纳米纤维素的制备方法包括步骤：
[0012] 1)将表面修饰剂分散在分散介质中，所述分散介质为水和/或有机溶剂；
[0013] 2)调节pH值至4.0~4.5;调节pH值的物质选自醋酸、甲酸、柠檬酸中的一种或多 种；
[0014] 3)加入纳米纤维素，回流反应3~5小时；
[0015] 4)反应混合物过滤，充分干燥，备用。
[0016]进一步地，所述表面修饰剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。双(三乙氧 基硅烷丙基)二硫化物、γ -氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种;所述分散介质为水、乙 醇、乙醚、甲苯、丙酮中的一种或多种。
[0017] 进一步地，所述表面修饰剂为γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，所述分散介质 为水和乙醇体积比为1:8~10的混合物。
[0018] 优选地，制备改性纳米纤维素加入的原料的质量份为:分散介质90~100份、纳米 纤维素1 〇份、表面修饰剂1 〇~30份。
[0019] 其中，所述脱脂豆柏为生产食用大豆油的加工剩余物，脱脂豆柏的粒度为100目以 上。
[0020] 脱脂豆柏是指大豆经清理、调质、破裂、去皮、压片，由有机溶剂正己烷及其同类碳 氢化合物脱脂，再经烘烤、粉碎后制成的粉状物。豆柏中含有40~45%的粗蛋白质，10~ 15%的低聚糖，20~25%的多糖等，其中蛋白质分子与改性成分反应可得到高强度的胶黏 剂。
[0021]其中，所述增强剂为乙二醇二缩水甘油醚或丙三醇三缩水甘油醚，所述增强剂的 质量份为6~10份。
[0022] 制备本发明所述大豆蛋白胶黏剂的方法，包括步骤：
[0023] Sl在配有搅拌器的反应釜中，加入水、豆柏粉搅拌均匀；
[0024] S2加入增强剂和改性纳米纤维素并搅拌均匀，制得大豆蛋白粘液；
[0025] S3大豆蛋白粘液过胶体磨和均质机处理，均质处理的压力为20~40MPa。
[0026] 制备中加入的水可以是自来水、软化水、去离子水中的一种或多种。工业生产中采 用自来水即可。
[0027] 本发明所述大豆蛋白胶黏剂在木器加工中的应用。
[0028]本发明的有益效果在于：
[0029] 1)本发明制备的胶合板用改性大豆蛋白胶黏剂主要成分是豆柏，具有价格低、易 处理可再生的优势，且胶接的胶合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。
[0030] 2)本发明的大豆蛋白胶黏剂是利用脱脂豆柏粉加工而成，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，提高了产品的附加值。
[0031] 3)通过表面修饰，使纳米纤维素表面接枝上了环氧基团等活性基团，易与能与蛋 白质中-NH 2和-COOH等基团，提高固化产物交联密度，从而显著提高改性大豆蛋白胶黏剂耐 水性能。实验结果表明制备的胶黏剂不仅能够满足胶合板用胶粘剂的耐水要求达到国标中 II类胶合板要求。
【具体实施方式】
[0032]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0033]本发明实施例中所采用的豆柏购自山东香驰粮油有限公司，蛋白质含量43%以 上，经粉碎处理，过100目筛。
[0034]胶体磨型号JMS-110,购自廊坊冠通机械有限公司。均质机为同一厂家的配套设 备。
[0035]实施例中，如无特殊说明，所使用的手段均为本领域常规的技术手段。
[0036]实施例1改性纳米纤维素的制备
[0037]纳米纤维素改性原料的重量份配比为:分散介质:90份，纳米纤维素：10份、表面修 饰剂:20份。改性过程按如下的步骤进行：
[0038] 1)将表面修饰剂γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷分散在乙醇/水混合溶剂中 (90/10，￥八），2)用醋酸调节?田直至4.0;3)加入纳米纤维素;4)回流反应4小时；5)过滤，干 燥，备用。
[0039] 本实施例制备的改性纳米纤维素用于后续试验。
[0040] 实施例2
[0041] 1)按以下重量配比进行备料： 自来水 75 Kg 改性纳米纤维素 0.5Kg
[0042] 脱脂豆粕粉 25 Kg 丙三醇三缩水甘油醚 6kg
[0043] 2)在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中（反应在常温下进行），加入全部 的自来水、豆柏粉搅拌均匀。
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