[发明专利]漆酶活化木素磺酸盐植物纤维粘合剂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种除胶外的应用于植物纤维粘合的粘合剂及其生产方法，特别是一种漆酶活化木素磺酸盐植物纤维粘合剂及其生产方法，主要适用于植物纤维的粘合，尤其是竹、木及类似材料的粘合。

背景技术

植物纤维的粘合，尤其是木、竹及类似材料的粘合多采用高分子树脂作粘合剂，普遍存在着释放游离甲醛、游离酚等有害气体的问题，近年涉及的酶粘合技术是利用漆酶能够催化氧化多种有机物的特性，通过自由基反应，在自然界的木素的合成与降解中起重要作用。漆酶是一种氧化还原酶，在有氧条件下能催化酚羟基进行单电子氧化反应，生成酚氧自由基和水，通过自由基反应，漆酶能使木素合成和降解。木素是天然的高分子化合物，木素磺酸盐由木素改性而来，是一种高分子阴离子表面活性剂，具有分散、粘结和螯合等性能，造纸黑液经提取、浓缩、磺化反应、喷雾干燥工序可制得木素磺酸盐。论文“漆酶活化木素磺酸盐条件对胶合板强度的影响”（林产工业，2006）得出两个结论：一个结论是pH值和处理时间是影响漆酶活化木素及其磺酸铵和磺酸钠盐粘合剂的重要工艺因子；另一个结论是在热压时间30min、压力4.5-5.0MPa、温度150℃条件下热压，酶处理条件为pH3.5、时间60min、20℃得到的漆酶木素粘合体系及酶处理条件为pH5.5、酶处理时间60min、酶处理温度20℃，得到的漆酶木素磺酸铵粘合剂的杨木胶合板的强度要求值，均达到国家标准中Ⅲ类胶合板的指标，而与漆酶木素磺酸铵粘合体系比，漆酶木素磺酸钠粘合体系在相同条件下达不到该国标规定的Ⅲ类板要求。《林业科学》2004年第40卷第40期中刊登了“酶活化处理条件及其对松木纤维胶合性能的影响初探”一文，介绍了漆酶处理松木纤维压制纤维板的方法及相关因子对强度的影响，认为：漆酶处理后的松木纤维压成的纤维板的强度显著高于水处理纤维的板材；较好的处理工艺和压板工艺参数为酶剂量12-15u/g纤维、底物浓度5%、pH3.0-4.0、酶促反应温度26±4℃、酶处理时间2h、热压温度140℃以上。其他林产化工学者在同行业论文中，介绍了以漆酶液、毛竹刨花、相关试剂为原料，进行漆酶活化处理竹材的有关研究，有基本一致的认同感，认为：用漆酶处理竹材能显著提高产生的活性氧类（以下简称ROS）自由基的浓度；还认为酶用量、反应体系pH值、处理温度、处理时间及Cu²⁺浓度5个因子，对漆酶处理毛竹材产生ROS自由基有极显著影响，经单因子试验后，得出酶用量为30u/g、处理时间2h、反应体系的pH为4、处理温度60℃、Cu²⁺浓度为30mmo1/L条件下，产生ROS自由基浓度最高。学界公认，ROS自由基浓度愈高，板材的物理力学性能愈好。

上述论文中均介绍了用漆酶、用或不用木素磺酸盐、在一定的漆酶加入量、一定的pH值的反应体系、一定的处理时间和温度条件下，对植物纤维活化制得的粘合剂可替代传统的高分子树脂胶粘剂，杜绝了游离甲醛和酚的产生，减少了制树脂胶所需的反应釜、锅炉的设备投资和热能的消耗，并且对造纸黑液作了合理的消污利用。但这些方法都存在调整反应体系pH值的麻烦，而且酶处理时间长达60min，甚至2h，影响工效。现有技术也未见在漆酶活化反应中应用促进剂的有关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种采用水作溶剂、不必专门预留酶处理时间，并且可以不需调节反应体系pH值的漆酶活化木素磺酸盐植物纤维粘合剂及其生产方法，以简化生产工艺，提高工效。

本发明所采用的技术方案是：漆酶活化木素磺酸盐植物纤维粘合剂，其特征在于：它包含有木素磺酸盐、漆酶、滑石粉和水。

所述各原料的配比为，

15-20重量份的木素磺酸盐；

每克重木素磺酸盐绝干粉中添加30-50个酶活力单位的漆酶；

0.075-0.2重量份的滑石粉；

115-135重量份作溶剂的水。

所述木素磺酸盐为木素磺酸铵或木素磺酸钠或木素磺酸钙。

所述漆酶为干燥的漆酶粉或漆酶液，其中漆酶液的液量计入115-135重量份作溶剂的水中。

所述粘合剂还包含有磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲液。

所述磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲液的液量为调节反应体系pH值至3.5-4.5的用量，且该液量计入115-135重量份作溶剂的水中。

漆酶活化木素磺酸盐植物纤维粘合剂的生产方法，其特征在于步骤如下：

a、按配比称取所述原料；

b、将漆酶、滑石粉和水混合后搅拌均匀；