[发明专利]大豆粉浆液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稳定的水性大豆粉浆液，其包含：脱脂大豆粉、水和 分子量为1000-20000的水溶性聚合物，采用DV-III Ultra LV布鲁克菲尔德 (Brookfield)粘度计，在6rpm转速、使用31号心轴、25℃的条件下测得 所述浆液的粘度为200-2,000厘泊；本发明还涉及了制备这样的浆液的方 法。将大豆粉分散在水中的方法包括将脱脂大豆粉与水混合，以及在存在 水溶性聚合物分散物质的条件下用高剪切科勒斯高速分散机(Cowles-type dissolver)进行研磨以使得大豆颗粒稳定化。

由于苯酚/甲醛(PF)树脂或脲/甲醛(UF)树脂具有极佳的性价比， 它们被用于许多的应用，包括用于玻璃纤维绝缘垫或屋顶垫的热固性粘合 剂，以及用于外部和内部木材复合体的树脂。但是，由于甲醛所造成的健康 和环境问题，目前在许多的产品中，非常需要甲醛含量极少或不含甲醛的 可固化组合物。现有的商业无甲醛粘合剂包含羧酸聚合物和多元醇，它们 在热固化的时候会酯化形成热固性聚合物。

尽管这些不含甲醛的粘合剂适于使用，但是生产商们在寻找更廉价的 PF树脂和UF树脂的无甲醛替代品。之前，人们考虑了天然产品，其中甚 至在二十世纪四十年代开发出PF树脂和UF树脂之前，基于大豆的粘合剂 就已经被用于木材复合结构中。基于大豆的树脂无法保持优于PF/UF树脂 的成本优势，这是因为要使基于大豆的树脂能够使用需要进行大量的加工 操作。

大豆材料可以是以下形式的市售产品：研磨的全豆(包括外壳，油，蛋 白，矿物等)，粗粉(提取的或部分提取的)，粉末(即通常包含约小于1.5％的 油和约30-35％的碳水化合物)，或分离物(即包含约小于0.5％的油和约小于 5％的碳水化合物的高度加工的基本纯的蛋白粉)。在本文中，″粉末″的范围 包括能够满足脱脂大豆粉、大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物的定义的材 料。在本文中，术语“脱脂大豆粉”排除了浓缩物和分离物，这是本领域的 惯例，其表示油份含量降低到(“脱脂”)低于1.5％的大豆粉。

使用大豆蛋白的大多数实践人员使用大豆分离物或大豆浓缩物，这是 因为这两种物质更容易加工；它们大体上是水溶性的。但是，所述大豆浓 缩物和分离物都过于昂贵而无法作为粘合剂获得任何广泛的使用。从成本 上来看，研磨的全豆或脱脂大豆粉更吸引人，但是这两种材料都不溶于水， 不易进行加工。

人们需要一种经济、环保(即水性的，不含甲醛的)的、易于加工、可 用于最终生产商的大豆基树脂。这种大豆基树脂可能需要或不需要进行聚 合物改性，以便与PF/UF树脂粘合剂的性能特性相符。为此，生产商需要 一种可以在混合物中使用的细小大豆颗粒的稳定独立应用的分散体。另外， 粒度必须足够小，使得颗粒物质不会对树脂的美观或功能性质造成负面影 响。例如，许多生产商通过幕涂技术将这类树脂施涂于纤维基材(例如用于 绝缘的玻璃纤维，或者用于屋顶板的玻璃垫)，通过真空抽吸从纤维基材下 方除去过量的水和分散的树脂，用于随后的回收和循环利用。在此常规组 合件中，不希望的大颗粒材料实际上会被优选俘获在基材上，因为纤维起到 过滤器的作用。

Wescott等人在Wood Adhesives 2005：第3A期-生物基粘合剂 (Bio-Based Adhesives)，第263-269页中描述了耐久性的大豆基粘合剂分 散体。但是，这些体系还包括对大豆组分、大豆粉进行大量的加工处理。 具体来说，首先使得大豆粉变性，暴露出极性的主链酰胺和极性的侧链基 团，另外，在加热的条件下将大豆粉分散在甲醛和苯酚的混合物中。这两个 步骤都显著增加了生产商的成本，但是对于树脂粘合剂市场当中迅速出现 的无甲醛部分来说，甲醛处理是特别不希望采用的。

因此，人们仍然需要一种对更廉价的大豆原料，例如脱脂大豆粉进行 分散的方法。本发明人惊奇地开发了一种制备稳定地分散在水中的无甲醛、 可用(低粘度)的脱脂大豆粉的方法。所述方法包括将脱脂大豆粉与水混 合，在存在水溶性聚合物分散剂的条件下，用科勒斯高速分散机研磨，以 使得大豆颗粒稳定化。

发明内容