[发明专利]一种无醛大豆改性木材胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种无醛大豆改性木材胶粘剂及其制备方法。属于基于蛋白质的黏合剂。特别涉及木材工业用降粘剂。

背景技术

大豆胶粘剂由于能够替代化石资源、原料来源丰富、价格低廉、安全环保而得到迅速发展。但是，其用于胶合板制造工业，在粘接强度、耐水性方面低于传统的脲醛树脂木材胶粘剂。

因此，在大豆基木材胶黏剂制备中，人们采用化学改性、物理改性和酶改性等方法对其性能进行优化提高，其中，以化学改性最为有效，包括酸碱改性、脲改性、酰化改性、表面活性剂改性、交联改性等。

现有技术中，大豆胶粘剂的制备一般采用大豆分离蛋白为原料，生产成本较高；甚至有人使用醛类交联剂或与脲醛树脂、酚醛树脂混用来提高其粘结强度和胶合耐水性，导致大豆基木材胶粘剂中，仍然存在甲醛危害；市售无醛大豆蛋白胶粘剂存在胶合强度低、耐水性差的缺点，用户不得不采用高温热压工艺，导致热能浪费；另外，大豆蛋白胶粘剂还存在粘度高、涂胶工艺性差等缺点，有待改进。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种原料成本低，粘结强度高，耐水性好，易于涂胶，无须高温热压的无醛大豆改性木材胶粘剂。

本发明的目的还在于提供一种工艺简单，生产成本较低的无醛大豆改性木材胶粘剂的制备方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的无醛大豆改性木材胶粘剂，以大豆豆粕粉为主要原料，经前期采用碱、乙醇混合溶液变性处理、中期采用复合交联剂交联修饰、最后采用无机酸降粘剂剪切降低粘度三步改性处理制备；所述碱、乙醇混合溶液变性所用的碱是氢氧化钠或其与氢氧化钙的混合物；所述复合交联剂是含适量消泡剂的多聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠、邻苯二酚的复合物；所述剪切降粘剂是水溶性无机酸；

无醛大豆改性木材胶粘剂由下列按照重量份数计的原料组成：

大豆是一年生草本植物，蝶形花科，大豆属，别名黄豆。大豆最主要的组分是油脂、蛋白质、碳水化合物、粗纤维和水分。利用豆粕制备胶黏剂时，粘接作用来自于豆粉内的大豆蛋白质。大豆蛋白质分子的天然状态是最稳定的状态，但分析稳定蛋白质二级、三级、四级结构构象的氢键、静电作用、范德华力等作用力，除共价键双硫键的键能较大外，其它作用能均较小。当蛋白质分子所处的环境，如温度、辐射、pH等变化到一定程度时，会使蛋白质分子二级以上的结构发生变化，从而导致某些性质的改变。

把大豆蛋白转化为性能优良的胶黏剂，首先必须将多肽链之间结构性连接键和相互作用打破，使蛋白质分子充分展开，才能形成一个被牢牢吸附在被粘固相界面的富有弹性、大分子长链交织交接层，这样形成网状结构能分散应力集中，保护胶粘层。

大豆蛋白属于球状蛋白，分子结构紧密，运动阻力小，胶接性能差。天然大豆蛋白通过改性，可破坏内部分子中氢键等次级键，破坏或改变蛋白质二、三、四级结构，使蛋白质失去原有生物活性，某些物理和化学性质发生改变。经改性蛋白质分子，结构疏松，棒状分子不对称增加，运动阻力相应增大，可在溶液中分散和伸展，粘结性能大为提高。同时蛋白改性也使蛋白质分子表面结构发生变化，亲水基团相对减少，原埋在分子内部疏水侧基大量暴露到分子表面，从而增加其耐水性能。

本发明的发明人经过多次实验与实用，筛选出了本发明的无醛大豆改性木材胶粘剂的原料配方，以及改性工艺。制备出性能良好的木材胶粘剂，得到了预想不到的技术效果，从而完成了本发明的任务。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的无醛大豆改性木材胶粘剂，所述无机酸降粘剂是从硫酸、亚硫酸、过硫酸、盐酸、磷酸、硅酸中选择出来的一种，或其任意两种以上组合。

本发明的无醛大豆改性木材胶粘剂，所述无醛大豆改性木材胶粘剂由下列按照重量份数计的原料组成：

是一个优选的技术方案。

下面提供一种本发明的无醛大豆改性木材胶粘剂的制备方法，包括如下工艺操作步骤：

a备料

①豆粕粉碎

将干燥后的豆粕粉碎，过100目筛，备用；

②.分别将所述复合交联剂原料配制成水溶液

其中，将含有适量消泡剂的多聚磷酸钠1～10重量份，配制成5～40％的水溶液；将十二烷基磷酸钠3～15重量份，配制成0.1～30％的水溶液，将邻苯二酚0.1～1重量份，配制成0.1～5％的水溶液，备用；

③.将无机酸降粘剂0.1～2重量份，配制成0.1～5％的水溶液，备用；

b.碱、乙醇混合溶液变性处理