[发明专利]高涂布预压性植物蛋白胶黏剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种高涂布预压性植物蛋白胶黏剂及其制备方法与应用。所述胶黏剂是将植物蛋白和交联剂均匀分散在去离子水中，再将漆酚‑丙烯酰胺共聚物均匀分散在上述体系中，最后将纳米羟基磷灰石均匀分散在上述混合体系中得到的。本发明制备的植物蛋白胶黏剂涂布性能好，预压性高，耐水胶接性能高，防霉、抗菌、阻燃，制备的胶合板可满足人造板实际应用的要求。

技术领域

本发明涉及生物质胶黏剂、高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种高涂布预压性植物蛋白胶黏剂及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，我国人造板年产量约3亿立方米，广泛应用于室内装饰和家具制造中。人造板胶黏剂的消耗量约1500万吨，其中以合成原料为“醛类”树脂胶黏剂及其改性产品(脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂)为主，占人造板用胶黏剂的90％以上，带来人居环境甲醛污染问题。植物蛋白胶黏剂因其原料丰富、可再生、安全环保等优点成为世界木材工业研究焦点，是人造板工业中最有希望大规模替代“醛类”树脂生产绿色环保木制品的胶黏剂。交联改性常被用于提高传统植物蛋白胶黏剂的耐水性，已被广泛用于实际生产，但交联改性后的胶黏剂与木材粘附界面相互作用弱，导致其预压性低，涂布均匀性差，固化胶层分布不均匀，且不具有抗菌防霉的特性，使得植物蛋白胶黏剂胶接胶合板稳定性差、产品机械加工性能差，限制其规模化工业应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的高涂布预压性植物蛋白胶黏剂及其制备方法与应用。

本发明人受到拓扑粘附的启发，在植物蛋白胶黏剂体系中构建分子拓扑结构以增强植物蛋白胶黏剂与木材界面粘附性能，有助于在保持植物蛋白胶黏剂胶接性能的同时解决胶黏剂涂布预压性差、胶接不稳定的问题，同时拓展胶黏剂功能性。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种高涂布预压性植物蛋白胶黏剂，所述胶黏剂是将植物蛋白和交联剂均匀分散在去离子水(分散介质)中得到溶液I，再将漆酚-丙烯酰胺共聚物均匀分散在溶液I中得到溶液II，最后将纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液II中得到的植物蛋白胶黏剂。

以质量份计，各组分用量如下：植物蛋白15份、交联剂1-3份，去离子水53-85份、漆酚-丙烯酰胺共聚物7-21份和纳米羟基磷灰石1-3份。

所述漆酚-丙烯酰胺共聚物的制备方法如下：

(1)将1-3g十二烷基硫酸钠和2-4g漆酚与30ml水混合，在室温下10000-20000rpm乳化分散5-10min；

(2)将15g丙烯酰胺、0.06g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和1g过硫酸铵溶解于上述分散体系中，25℃搅拌均匀即得。

图1为本发明通过ATR-FTIR表征漆酚-丙烯酰胺共聚物的结构。其中，U：漆酚，PUAM：漆酚-丙烯酰胺共聚物。

所述植物蛋白为水溶性大豆、花生、棉籽分离蛋白单独使用或混合使用。所述植物蛋白的粒径小于200目，蛋白质量百分含量高于90％。

所述交联剂可选自聚酰胺环氧氯丙烷、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三缩水甘油胺等中的至少一种。

第二方面，本发明提供所述胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量配比称量各组分，将植物蛋白和聚酰胺环氧氯丙烷均匀分散在去离子水中，得到溶液I；

(2)将漆酚-丙烯酰胺共聚物均匀分散在溶液I中，室温下搅拌15-20min，得到溶液II；

(3)将纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液II中，室温下搅拌15-20min，即得。

图2为本发明制备的植物蛋白胶粘剂的扫描电镜图。从微观扫描电镜结果可以看出，本发明制备的植物蛋白胶粘剂具有致密的交联结构，改善了其耐水胶接性能。

图3为本发明制备的植物蛋白胶粘剂的涂布性能图。