[发明专利]大豆蛋白生物质无醛胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂及其制备方法，特别涉及一种无醛胶粘剂及其制备方法。

背景技术

2016年中国人造板产量883558m³，我国胶粘剂的需求量快速增长，10多年来平均年增长率在20％左右，其中三醛胶即脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛树脂胶约600万吨，产量最大，占胶粘剂总产量的40％左右。虽然经过多年的努力，我国人造板胶粘剂生产水平有了很大提高，人造板及其制品环保特性有了很大改善，但是不少企业生产的人造板及其制品，如家具、木地板、室内木质装饰材料等仍然存在着较为严重的甲醛释放问题，是室内空气污染中甲醛污染的主要来源。目前，降低人造板甲醛释放量的方法包括：采用低摩尔比改性脲醛树脂胶粘剂；采用其他环保型胶粘剂；在人造板用脲醛树脂胶粘剂中加入甲醛捕捉剂；对人造板进行后处理。但是，这些技术方法都存在着诸多缺陷，例如降低了产品的胶合强度、耐水性及稳定性，不能满足使用要求；固化时间延长，生产效率降低；大幅度增加了生产成本，降低了产品竞争力。面对环境污染、石油资源的不可再生性和石油化工产品价格的不断上涨的困境，利用价格低廉的可再生资源，开发环保型胶黏剂，再次成为木材工业产业升级面临的紧迫任务。

大豆蛋白质胶粘剂因此被广泛关注，大豆蛋白具有来源广、可再生性强和反应活性高等优点，早在1923年就有学者申请了大豆蛋白基胶粘剂的专利。然而，与多数合成树脂胶粘剂相比，大豆蛋白质胶粘剂的耐水性很差，这是因为蛋白质大多是亲水性物质，氢键在湿润状态下易断裂，因此大豆蛋白质与木材界面间形成的氢键结合只能产生良好的干态强度，而湿态强度则很差。由于这类胶粘剂的粘接强度较弱、生产成本过高，故其应用范围受到限制。因此需要通过改进现有的大豆蛋白基胶粘剂，对大豆蛋白进行改性，使其具备实用性强的耐水性和胶结强度。

发明内容

性能优良的木材胶粘剂，必须在其固化之后产生共价键的复合体，本发明通过对大豆蛋白进行改性处理，获得了具备优异耐水胶结强度的大豆蛋白生物质无醛胶。

本发明提供了一种大豆蛋白生物质无醛胶，其至少包括以下原料：水、大豆蛋白、碱、硅酸盐、表面活性剂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂、结构式(1)所示的化合物；

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅可分别独立地为氢或氟，且R₁、R₂、R₃、R₄、R₅不可同时为氢。

在一种实施方式中，以重量份计，其制备原料包括：水100份；大豆蛋白15-40份；碱0.5-5份；硅酸盐0.75-2.8份；表面活性剂1.2-4.8份；聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂0.1-5份；结构式(1)所示的化合物0.01-3份。

在一种实施方式中，所述碱为无机碱或路易斯碱；所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、或硼酸钠中的任意一种或几种的组合；所述路易斯碱为三乙胺或乙酸钙；所述硅酸盐包括硅酸钠和/或硅酸钾。

在一种实施方式中，所述的表面活性剂包括十二烷基硫酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠。

在一种实施方式中，所述结构式(1)所示的化合物由包含氨基苯并冠醚与含氟苯基异氰酸酯的原料制备得到。

在一种实施方式中，所述聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂与式(1)所示的化合物的质量比为2.5-4：1。

在一种实施方式中，所述大豆蛋白生物质无醛胶的原料还包括用于调节无醛胶pH值的酸、改善无醛胶粘度的填料、菊酯类防虫剂、杀菌防腐剂亚硝酸钠和山梨酸钾。

本发明还提供了一种制备上述任意一项所述的大豆蛋白生物质无醛胶的方法，具体包括以下步骤：

(1)将碱与水混合配成碱液，再向碱液中加入硅酸盐和表面活性剂，搅拌3-10min，得到改性预混液；

(2)向步骤(1)获得的改性预混液中加入大豆蛋白，搅拌混合60-120min，获得大豆预混液；

(3)向步骤(2)获得的大豆混合液中加入聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和结构式(1)所示的化合物，搅拌10-60min，获得大豆混合液；

(4)调节步骤(3)获得的大豆混合液的pH值至6-8之间，搅拌均匀，即获得大豆蛋白生物质无醛胶。

在一种实施方式中，在配制步骤(1)改性预混液和步骤(2)大豆预混液时，配制温度为50-75℃；在配制步骤(3)大豆混合液时，配制温度为30-60℃。