[发明专利]羽毛角蛋白改性脲醛树脂的制备方法及其应用有效
申请号: | 202010304851.0 | 申请日: | 2020-04-17 |
公开(公告)号: | CN111484590B | 公开(公告)日: | 2022-03-08 |
发明(设计)人: | 雍宬;黄红英;关明杰;孙恩惠;曲萍;杜珂珂;徐跃定 | 申请(专利权)人: | 江苏省农业科学院;南京林业大学 |
主分类号: | C08G12/46 | 分类号: | C08G12/46;C08G12/38;C09J161/30;C09J161/32;C07K14/47;C07K1/12;C07K1/14;A01G9/02 |
代理公司: | 江苏圣典律师事务所 32237 | 代理人: | 杨文晰 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 羽毛 角蛋白 改性 脲醛树脂 制备 方法 及其 应用 | ||
本发明公开一种畜禽羽毛角蛋白改性脲醛树脂制备及其应用,包括:1)从废弃畜禽羽毛中尿素水解方法提取角蛋白,2)角蛋白和增韧剂接枝共聚制备可降解脲醛树脂;该改性脲醛树脂可应用于制备秸秆花盆;该改性脲醛树脂制备操作便捷、收效显著,为废弃羽毛提供了一条新的应用途径,为废弃秸秆的田间利用问题提供新的思路,变废为宝;同时解决脲醛树脂难降解和脆性大的问题,有利于环境保护,并提供了一种应用于秸秆花盆的制作工艺。
技术领域
本发明属于化工胶黏剂技术领域,具体涉及一种羽毛角蛋白改性脲醛树脂制备及其应用。
背景技术
脲醛树脂胶黏剂是种带有氨基基团的热固性高分子合成树脂,广泛应用于木材加工工业。脲醛树脂由于制造工艺简单,原料价格低廉,粘结强度高等优点而被大量使用。但由于脲醛树脂固化后短链段(醚键,次甲基键等)交织形成体型网状结构,结构致密孔隙率小,暴露在外的可生物降解基团少,起分解作用的生物酶难以完全渗透进入体型结构内部导致脲醛树脂废弃后难以自然生物降解。
目前,我国废弃农作物秸秆应用于花盆制备使用较多的工艺是热压工艺,其中多以脲醛树脂为胶黏剂或作为主要胶黏成分。脲醛树脂用作胶黏剂用于秸秆花盆的制作本意为延缓秸秆花盆使用寿命,但秸秆本身属于草本科植物,易于被微生物侵蚀,粉碎后颗粒小接触面增加又容易吸水膨胀,导致以秸秆为主的产品耐候性较差,使用周期较短,破损后通常使用堆腐或还田方式处理,其中残留的难降解脲醛树脂影响材料整体降解效率。同时,使用脲醛树脂制备的秸秆花盆脆性大韧性小,限制了其进一步应用。
专利CN108530829A公布了一种玉米淀粉-大豆分离蛋白改性脲醛树脂制作秸秆花盆的方法,所述方法通过玉米淀粉胶黏剂制备、与脲醛树脂和大豆分离蛋白混合溶液的共混得到改性脲醛树脂,将所得胶黏剂和稻壳搅拌后注入液压机模具热压成型获得秸秆花盆;专利CN104130732A公布了一种棉籽蛋白改性脲醛树脂胶粉体,所述方法通过将棉籽蛋白、粉状脲醛树脂胶、固化剂在干态下预成型获得改性脲醛树脂;专利CN102277114A公布了一种菌体蛋白脲醛胶黏剂的制备方法,所述方法通过在脲醛树脂生产过程中添加氨基酸菌体蛋白降低胶黏剂中游离甲醛;专利CN104745129A公布了一种可生物降解的改性脲醛树脂胶黏剂及其应用,所述方法通过共聚和共混相结合的方法制备可降解的脲醛树脂,并制作幼苗生长的育苗容器。但这些蛋白改性脲醛树脂胶黏剂的蛋白多以植物蛋白为主,并未解决产品脆性大的问题。
我国畜禽饲养与加工中每年废弃羽毛年产约140多万吨,除小部分用于动物饲料,绝大部分都作为废弃物处理造成资源浪费和环境污染。羽毛中角蛋白含量在90%以上,角蛋白也因为富含易被微生物侵蚀的氨基、羧基等活性基团而属于天然降解高分子可直接用于胶黏剂制备。专利CN102838967B公布了一种利用羽毛制备角蛋白胶粘剂的方法,所述方法通过羽毛洗净、干燥和剪碎后浸入溶解液中获得可溶性羽毛角蛋白,但该方法获得的角蛋白胶黏剂粘度为39000mpas,属于超高粘度范畴,不利于施胶过程胶黏剂的延展性和渗透性,且单纯以角蛋白为胶黏剂的胶合强度并不能满足花盆的性能要求(湿强度1.0MPa左右)。文献《角蛋白改性脲醛树脂胶》(吉林林业科技,2012,41(3))研究表明,角蛋白与脲醛树脂通过共聚反应可以制备环保型改性脲醛树脂,角蛋白改性后的脲醛树脂游离甲醛含量降低,胶接制品释放甲醛减少。这些公开文献使用角蛋白改性脲醛树脂主要是用于降低人造板行业的甲醛释放,并未解决胶黏剂脆性问题。目前利用角蛋白改性脲醛树脂应用于降解性秸秆花盆的相关研究尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种畜禽羽毛角蛋白改性脲醛树脂胶黏剂,用较为温和的化学方式获得水解后的羽毛角蛋白,与尿素、甲醛、增韧剂进行接枝共聚反应,使合成的改性脲醛树脂胶黏剂具备秸秆花盆所要求的生物降解性和韧性。
本发明的目的通过如下技术方案实现,一种羽毛角蛋白改性脲醛树脂制备及其应用,其具体制备方法如下:
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