[发明专利]一种全生物基胶黏剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及胶黏剂领域，特别涉及一种全生物基胶黏剂及其制备方法和应用。包括脱甲基化纳米木质素的制备：将脱甲基化木质素进行纳米化处理；氧化纳米纤维素的制备；全生物基胶黏剂的制备：将脱甲基化纳米木质素悬浊液、氧化纳米纤维素悬浊液和果胶进行预交联聚合反应得到。本发明提供的全生物基胶黏剂及其制备方法，对木质素采用脱甲基化和纳米化处理，对纤维素也采用纳米化和氧化处理。如此显著提高了木质素和纤维素之间产生共价键的反应效率，提高了交联度，对板材的胶黏性好，胶合强度大。采用全生物基制备，得到的胶黏剂有害气体释放量低，而且木质素和纤维素胶合板材的主要成分提高了胶合板材整体的重复利用价值。

技术领域

本发明涉及胶黏剂领域，特别涉及一种全生物基胶黏剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的快速发展及人民生活水平的不断提高，家装等行业对原材料的需求不断增长。然而，因森林保护政策限制以及家装所需优质木材生长周期长、产量有限等缘故，高品质人造板已成为家装等行业的主要原材料。胶合板是人造板材中最重要的板材之一。通常，生产9～10立方米的胶合板需要1吨胶黏剂。传统胶黏剂主要包括酚醛和脲醛等树脂型胶黏剂。尽管这些传统胶黏剂具有易于施胶、干燥速度快、胶合强度高、耐水性强等优点，但其存在两方面的主要缺陷：(1)其生产和使用过程中可释放出甲醛和酚类等有毒有害气体，对人类健康产生极大威胁；(2)其原料主要来源于化石资源，具有不可持续性。

为克服上述缺陷，研究者探索利用植物蛋白和木质素等天然生物质来制备胶黏剂。然而，一方面，植物蛋白交联度低、胶合强度差，通常需加入化石基交联剂、固化剂和增强剂对植物蛋白胶黏剂进行改性(如中国发明专利：一种改性材用大豆蛋白胶黏剂及其制备方法，申请号201611207452.2；一种改性植物蛋白胶黏剂及其制备方法，申请号201810209225.6；一种植物蛋白胶黏剂及制备人造板的方法，申请号201910064132.3等)，其不仅成本较高、难于生物降解，且对胶合板材整体的重复利用(如经碎解后制备纤维板和纸张二次纤维等)产生不利影响；另一方面，木质素具有疏水性强、反应性低的不足，其通常仅用于替代部分苯酚来制备改性酚醛胶黏剂(如中国发明专利：木质素酚醛树脂胶黏剂的制备方法，申请号201711212549.7；一种利用卤素酸改性的脱甲基化木质素酚醛树脂胶黏剂，申请号201910432824.9；一种木质素基生物质无醛胶黏剂的制备方法和应用，申请号201910147935.5等)，但仍未完全克服有毒有害气体释放的问题。在无添加剂的前提下，全生物基胶黏剂已成为新型胶黏剂产业的发展方向。木质素和纤维素是自然界中最丰富的生物质原料，其也是胶合板材所采用单板的主要组成部分。将木质素和纤维素开发为胶黏剂不仅可解决有毒有害气体释放问题，而且有利于提升胶合板材整体的重复利用价值。然而，工业木质素通常以聚集态形式存在，大颗粒物的比表面积较低，与其它物质的反应性较差；同时，除对羟苯基结构外，木质素单元苯环酚羟基邻位通常含有1～2个甲氧基，其不利于木质素苯环酚羟基邻位与其它物质醛基的缩合反应，导致交联特性较低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中木质素、纤维素全生物基交联剂与其他物质反应性差，交联特性较低，以及胶合的板材重复利用价值低等问题，提供一种全生物基胶黏剂的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供上述制备方法所制备的全生物基胶黏剂。

本发明的另一个目的在于提供上述全生物基胶黏剂作为原木板或人造板生产用胶黏剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种全生物基胶黏剂的制备方法，包括：

脱甲基化纳米木质素的制备：将脱甲基化木质素进行纳米化处理，得到脱甲基化纳米木质素；

氧化纳米纤维素的制备：对纳米纤维素进行氧化，得到富含醛基的氧化纳米纤维素；

全生物基胶黏剂的制备：将脱甲基化纳米木质素、氧化纳米纤维素和果胶进行预交联聚合反应得到。