[发明专利]一种纯生物质木材胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种纯生物质木材胶粘剂的制备方法，属于木材胶粘剂领域。

背景技术

木质复合材料被广泛应用于房屋、家具等行业，其生产分为2步，首先将木材加工为单板、木片、刨花以及纤维等，再用木材胶粘剂将其粘合成大的复合板材。所用的木材胶粘剂以“三醛”胶为主，“三醛”胶中挥发的甲醛已成为潜在的致癌物，威胁着消费者的健康。现在酚醛树脂的改性已基本解决了游离甲醛的释放问题，而脲醛树脂的甲醛释放问题依然没有得到有效的解决。另一方面商业用木材胶粘剂一般均是以石油产品为原料，全球石油资源紧缺也迫使人们又把研究的焦点对准了生物质材料木材胶粘。

传统生物制淀粉胶粘剂工艺比较复杂；需要借助于价格昂贵的、在使用生产过程中有剧毒的多异氰酸酯等辅助剂；或所制备的胶黏剂的热压温度要求高、固化时间长；或胶的活性期短，而且它们的胶接性能很少超过国标Ⅱ类板用胶标准，因此和工业化实际应用还有不小的距离。

魔芋具有来源广、资源丰富、可以再生等特点，并且魔芋葡甘聚糖的一些良好的化学特性适于制作胶黏剂。要获得高性能的魔芋多糖木材胶黏剂，应本着绿色化学的指导思想。为了彻底消除甲醛、苯酚、异氰酸酯等的有毒挥发性物质对人体的危害，应停止利用以脲醛树脂、酚醛树脂、多异氰酸酯和各种挥发性的甲醛供体作为蛋白胶的交联剂。从而争取最大限度利用生物质来合成耐水性的胶黏剂，最终彻底摆脱胶黏剂工业对合成树脂的依赖。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前木材胶粘剂以“三醛”胶为主，挥发出的甲醛已成为潜在的致癌物，传统生物质淀粉胶粘剂需要借助于价格昂贵、在使用生产过程中有剧毒的多异氰酸酯等辅助剂，热压温度要求高、固化时间长、胶的活性期短的问题，提供了一种纯生物质木材胶粘剂的制备方法，本发明从魔芋中得浆液，氧化反应后得氧化魔芋淀粉浆液，放入石英坩埚中，再与黄原胶和麒麟菜酸解皂化处理得到的麒麟菜海藻多糖混合加热至凝胶状，再加入微晶纤维素熬制得纯生物质木材胶粘剂，本发明选用富含葡甘聚糖和淀粉的魔芋多糖为胶粘剂原料，有效避免了对有害化学品的依赖，并与麒麟菜海藻多糖和黄原胶结合制备得木材胶黏剂，可以替代有害的脲醛树脂胶，在降低人造板生产成本的同时防止甲醛释放对人类健康的伤害，绿色环保，而且粘度强，固化时间短，胶的活性期长，具有广阔的市场前景。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取2～3kg新鲜魔芋，用水洗净表面泥土后削去外皮，切成粒径为1～2cm的小块，将魔芋块放入石磨中进行研磨，边研磨边从石磨中间的孔洞倒入20～25L蒸馏水，收集从石墨边缘流下的乳白色冲洗液；

（2）量取1～2L冲洗液装入5L玻璃杯中，移入冰水浴在4～6℃下静置沉淀1～2天，静置结束后用注射器吸取并去除上层清液，留下杯底浓稠的乳白色浆液，量取200～300mL乳白色浆液装入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，滴加5～10mL浓度为0.8mol/L烧碱溶液和8～10mL质量浓度为30%过氧化氢溶液；

（3）待烧碱和过氧化氢滴加完毕后，将三口烧瓶移入油浴锅中并启动搅拌器，于70～75℃下保温搅拌进行氧化反应40～60min后，用浓度为0.5mol/L盐酸调节pH至5～6，待其冷却至室温后即得氧化魔芋淀粉浆液，备用；

（4）称取1～2kg麒麟菜放入超声清洗仪，用无水乙醇在100～200W功率下超声清洗15～20min，清洗后晾干切成厚度为1～3mm薄片，将薄片分别用浓度为0.5mol/L盐酸和浓度为1mol/L氢氧化钠浸泡2～3h，浸泡结束后用蒸馏水冲洗至淋洗液呈中性；

（5）将上述酸解皂化处理后的麒麟菜薄片放入烘箱中，在105～110℃下干燥1～3h，再将干燥后的薄片移入气流粉碎机粉碎后过200目标准筛，得到麒麟菜海藻多糖；

（6）量取200～250mL备用的氧化魔芋淀粉浆液倒入500mL石英坩埚中，再加入20～30g上述制得的麒麟菜海藻多糖和5～10g黄原胶，对坩埚加热至90～95℃并边加热边用玻璃棒进行搅拌，待混合液中水分逐渐蒸发呈凝胶状时，再向坩埚中加入凝胶总质量3～5%微晶纤维素，继续搅拌熬制10～20min后出料，装罐后即得一种纯生物质木材胶粘剂。