[发明专利]一种自交联棉籽蛋白胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自交联棉籽蛋白胶黏剂，由下列按重量份计的组分制成：棉粕120‑150份，去离子水800‑1000份、溶剂300‑450份、pH调节剂5‑10份、蛋白处理剂20‑30份、催化剂3‑5份；其制备方法包括以下步骤：(1)将提取油后的棉粕干燥，研磨，筛分得棉粕粉；(2)将部分去离子水、棉粕粉、蛋白处理剂加入反应釜，在70‑80℃下搅拌，静置分层，分离出上层水分，将剩余的反应混合物在70‑80℃下烘干至恒重；(3)将烘干后的反应混合物研磨成细粉，加入溶剂、pH调节剂和催化剂，加热回流；(4)在剩余的反应物混合物中加入剩余去离子水，搅拌均匀。本发明工艺简单，成本低，无可挥发性有机化合物。

技术领域

本发明涉及木材胶黏剂技术领域，具体涉及一种自交联棉籽蛋白胶黏剂及其制备方法。

背景技术

2019年，我国人造板产量为3.09亿立方米，人造板用甲醛系胶黏剂消耗量为1518万吨(以固体含量100％计)。甲醛系胶黏剂胶接制造的人造板存在不同程度的甲醛释放问题，近年来，随着T/CNFPIA 3002-2018《无醛人造板及其制品》、T/CNFPIA 1001-2019《人造板甲醛释放限量》等团体标准的实施，无甲醛添加的木材胶黏剂得到迅速发展，采用这类胶黏剂是彻底解决人造板甲醛释放问题的根本办法。

植物蛋白基胶黏剂是目前主要研究的无醛胶种之一，主要集中在大豆蛋白胶黏剂的研究，一般通过外加交联剂、增强剂或固化剂等，将大豆蛋白化学改性后转变成为网状交联结构，或者将大豆蛋白与其他热固性合成树脂共混。棉籽蛋白是植物蛋白中的一种，我国年产棉籽800-1000万吨，棉籽经预压浸提或直接溶剂浸提取油后的副产品为棉粕，其中蛋白含量可达40％以上。目前棉粕主要用于配制动物饲料，但添加量不可过高，主要原因是棉粕中含有对动物有害的棉酚及环丙烯脂肪酸，尤其是棉酚的危害较大，食用过多会影响动物生长，因此棉粕作为蛋白饲料一般需经过脱酚处理。

目前棉粕应用于人造板用木材胶黏剂的报道较少，专利号201510324752.8，名称为一种交联型环保棉籽粕基胶黏剂及其制备方法与应用的发明专利，和专利号201710332752.1，专利名称为一种人造板用无醛复合胶黏剂及其制备方法的发明专利中介绍了棉籽蛋白胶黏剂的制备方法，其中均提及需加入交联增强剂将棉籽蛋白交联共聚后得到满足性能要求的胶黏剂，然而这些物质普遍为成本较高的有机物，一方面增加了胶黏剂制造成本，另一方面可能带来了可挥发性有机化合物(VOC)的污染(例如加入异氰酸酯可能带来芳香苯环类化合物)。目前未见采用低成本、无污染的交联增强剂或者不使用交联增强剂制备棉籽蛋白胶黏剂的相关报道。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种自交联棉籽蛋白胶黏剂及其制备方法，本发明未加入交联增强剂，通过本发明工艺使棉籽蛋白实现自交联，有效降低胶黏剂成本，简化生产工艺，且无可挥发性有机化合物污染。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种自交联棉籽蛋白胶黏剂，由下列按重量份计的组分制成：

棉粕120-150份，去离子水800-1000份、溶剂300-450份、pH调节剂5-10份、蛋白处理剂20-30份、催化剂3-5份。

优选的，所述溶剂为无水甲醇、无水乙醇、无水丙醇、无水丁醇中的一种或几种。

优选的，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或几种。

优选的，所述催化剂为N,N-二甲基环已胺、三亚乙基二胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、N,N,N',N”-五甲基二亚乙基三胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基十六胺、N,N-二甲基丁胺、二亚甲基三胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或几种。

优选的，所述蛋白处理剂为尿素、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。