[发明专利]一种生物酶改性的植物蛋白基木材胶黏剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于木材胶黏剂制备技术领域，更具体涉及一种用于室内人造板、无毒环保的生物酶改性植物蛋白基木材胶黏剂配方及其制备方法。

背景技术

胶黏剂在人类社会中有广泛的应用，其原料主要为石化产品和天然可再生资源。其中，以可再生资源为原料的环保型胶黏剂，契合了人类环保和可持续发展要求，是胶黏剂研究中的重要方向。在各种可再生资源中，含植物蛋白的生物质有活性高、易改性等特点，是制备天然胶黏剂的首选原料。为提高此类胶黏剂的耐水性能，主要采用可与蛋白质反应的化学试剂对其进行改性。雷洪等选取甲醛和十二烷基苯磺酸钠对碱降解的大豆蛋白胶黏剂进行改性，研究认为这两种试剂均有利于胶黏剂耐水性能的提高[雷洪等, 甲醛和SDBS对碱降解改性大豆蛋白胶的影响, 林业科技开发, 2013,27(2):81-84]；Kai Gu等以聚乙烯亚胺、马来酸酐和氢氧化钠改性豆粉制备木材胶粘剂，并用于刨花板制作，其性能符合M-2级刨花板的最低工业要求；公开号为CN 101565597A的发明专利公布的“十二烷基硫酸钠和戊二醛改性的豆粉基木材胶黏剂”，由水、低温脱脂豆粉、十二烷基硫酸钠和戊二醛制成，改性后的胶黏剂性能有一定提高；这些研究虽然提高了大豆基胶黏剂的性能，但均消耗了大量的化学药品作为改性剂，对生产者及使用者的健康有潜在危害。专利号分别为ZL201010550481.5、ZL201010550477.9、ZL201110117020.3的发明专利均提供了改性大豆基胶黏剂配方及其制备方法；但都需要添加一定量的固化剂或交联剂以获得较好的耐水性能。这增加了生产者与使用者的操作难度，不利于胶黏剂的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物酶改性的植物蛋白基木材胶黏剂配方及其制备方法，利用了小分子碳水化合物与蛋白质间发生美拉德反应可提高产物耐水性能的原理，提高了胶黏剂的耐水性能；该胶黏剂原料来源可再生，无毒环保，耐水胶合强度可达到II类胶的水平，适合用于室内人造板的生产；且制备方法简单，无有毒有害物质参与反应，减少了对化学试剂的使用，有节能减排的效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生物酶改性的植物蛋白基木材胶黏剂的制备方法为含植物蛋白的生物质经过均质、调节pH、生物酶酶解、再调节pH、防腐处理，即得植物蛋白基木材胶黏剂。

所述方法的具体步骤如下：

1）按比例将含植物蛋白的生物质与水在容器中混合均匀，通过均质机以5-20 MPa的压力均质2-5次；

2）将均质后的生物质-水混合物置于反应釜中，控制温度20-35 ℃，加入酸，反应5-15分钟；

3）升温至40-65 ℃，加入生物酶，反应15-50分钟；

4）降温至20-35 ℃，加入碱，反应10-40分钟；

5）加入防腐剂，继续搅拌20-60分钟即得植物蛋白基木材胶黏剂。

所述植物蛋白基木材胶黏剂的制备方法中各原料配比为：含植物蛋白的生物质20-30份，水60-120份，生物酶0.20-1.50份，酸0.3-0.8份，碱0.2-2.0份，防腐剂0.24-1.10份。

所述的反应釜采用可控制温度和搅拌器转速的反应釜，胶黏剂制备过程自始至终开动搅拌器；搅拌速度为80-120转/分钟；步骤1）容器为敞口式常规容器，均质机为高压均质机。

所述含植物蛋白的生物质为脱脂豆粉、玉米蛋白粉、花生粉中的一种或几种混合物，粒度80-300目。

所述水为蒸馏水或锅炉冷凝水。

所述生物酶为纤维素酶、半纤维素复合酶中的一种或两种混合物。

所述酸为30-45wt%的盐酸、乙酸、柠檬酸中的一种或几种混合物；所述碱为5-30wt%的氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种混合物。

所述防腐剂为苯甲酸钠、水杨酸、1,2-苯并异噻唑-3-酮、季铵铜中的一种或几种混合物。

所述制备方法制得的生物酶改性的植物蛋白基木材胶黏剂。