[发明专利]一种酶改性生物大分子木材胶黏剂及制备方法

说明书

本发明属于木材胶粘剂技术领域，具体涉及一种酶改性生物大分子木材胶黏剂及制备方法。本发明的制备方法包括以下步骤：取植物蛋白、纤维素和木质素，超声，使之均匀分散于水中，用碱性氢氧化物调溶液pH值为7‑11，在50℃下搅拌2h；加入蛋白酶，37℃下搅拌3h或4℃过夜；高压均质后得到木材胶黏剂。本发明大豆基木材胶黏剂配方只含有生物大分子，如蛋白质、纤维素、木质素及低浓度碱，不含甲醛，绿色无污染；蛋白酶改性使三种生物大分子相互作用，形成一个有机的、稳定的高分子复合体系，从而使得本发明胶黏剂的胶合强度和耐水性得以提升，同时解决了农作物资源再利用的问题，具有一定的经济效益。

技术领域

本发明属于木材胶粘剂技术领域，具体涉及一种酶改性生物大分子木材胶黏剂及制备方法。

背景技术

板材在我们生活中应用非常广，且都离不开胶黏剂。胶黏剂，也称为胶水、粘合剂、粘液或糊状物，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；是应用于两个单独物品的一个表面或两个表面，将它们粘合在一起并阻碍它们的分离。

从当初天然胶粘剂的耐水性差、固含量低、胶合强度低、易霉变，贮存期短，逐渐被粘接强度大、固化时间短、浓度高、黏度低、易与水混合、工艺简单、操作方便的“三醛胶”所取代。然而，应用三醛胶所制得的木材产品，会释放出甲醛气体，对人体的危害十分巨大。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。甲醛是人体健康的一大杀手，其释放期长达5-15年，许多国家制定了严格的室内空气和木制品中甲醛释放限值，面对越来越严格的环保标准，木材工业面临着严峻挑战。

近年来，随着国际市场竞争压力的增大，人造板环保等级的不断提升和全球公民对家居生活环保意识的不断增强，国内诸多人造板生产商已率先涉足环保产品的开发与推广，并占据了一定的市场地位。尽管很多甲醛低微量释放的合成树脂正在被研发，但研究过程中又出现了很多复杂的问题。此外，由于世界各国不断出现能源危机，使得合成树脂的价格也不断增长，研究成本偏高，产品竞争乏力，生产商很难突破出口“瓶颈”。因此，在当今社会的各种压力下，以可再生材料，特别是以粮基种子蛋白为原料进行改性或修饰的木材胶粘剂已成为科研工作者的研究热点。目前已有利用大豆基为材料的胶黏剂的公开专利(200710164080.4，201910064132.3,201910147935.5,201910336245.5)，这些专利多用环氧丙烷、乙烯三胺、戊二醛、多异氰酸酯等作为大豆蛋白的交联剂来增加粘合强度，然而这些胶黏剂或有致癌性、或有毒性、或易燃、或对眼睛和皮肤有刺激作用等，与民众的需求和环保理念相违背。因此，寻求以生物质为交联剂或是增加粘合强度的辅助材料，并用植物蛋白基为主要材料的胶黏剂已然成为一种趋势。

发明内容

针对目前胶粘剂甲醛释放量大、危害人体健康，且制作成本高，工艺适用性差，产品无竞争力，大豆蛋白交联剂危害性强等问题，本发明提供了一种酶改性生物大分子木材胶黏剂及制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种酶改性生物大分子木材胶黏剂，包含以下质量百分数的组份：植物蛋白4～12％，碱性氢氧化物0.1～0.8％，蛋白酶0.001～0.005％，纤维素1～3％，木质素2～10％，余量为水。

进一步地，所述植物蛋白为豆类蛋白、乳清蛋白、黍米谷朊蛋白、花生蛋白、玉米醇溶蛋白、木薯粗蛋白或者蛋白混合物中的任意一种；所述的蛋白混合物由豆类蛋白与乳清蛋白、黍米谷朊蛋白、花生蛋白、玉米醇溶蛋白和木薯粗蛋白中的任意一种以质量比为10～20:1的比例构成；

所述碱性氢氧化物为IA族碱金属氢氧化物或IIA碱土金属氢氧化物；

所述蛋白酶为蛋白质交联用酶或直接交联酶；

所述的木质素是IA族或IIA族木质素磺酸盐。