本發明涉及一種耐水型生物質木材膠粘劑的制備方法，屬于木材膠粘劑制備技術領域。
背景技術：
膠粘劑是指能將同種或兩種以上同質或異質的制件（或材料）連接在一起，固化后具有足夠強度的有機或無機的、天然或合成的一類物質。木材加工行業是用膠大戶，在木材復合材料中，木材膠粘劑是最主要的一種非木質的物質。
我國木材加工使用的脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠和三聚氰胺甲醛樹脂膠是人造板應用最多的三大合成膠種，其中以脲醛樹脂膠粘劑的使用量最大，三醛膠持續地釋放甲醛對人體和環境造成重大危害。膠粘劑作為人造板等木質材料加工的重要原料，隨著現代木材加工業的發展，不僅其用量日益擴大、品種增多，而且對膠粘劑防潮、防水性以及環保性提出了更高要求。
因此在此基礎上，人們研制開發出了生物基膠粘劑，包括淀粉膠粘劑和木質生物質液化產物膠粘劑等。淀粉膠粘劑簡稱淀粉膠，是以淀粉為基料的天然膠粘劑，它是利用稻谷、小麥、玉米、薯類等農產品中淀粉，通過物理、化學方法（加入各種交聯劑、氧化劑、增塑劑等物質對其性能進行改善）加工成改性淀粉，以此為基礎配合相應的添加劑，制得性能各異的淀粉膠；原料易得、無毒無害、對環境友好，但其耐水性差、貯存穩定性差、流變性能差、膠合強度較低。木質生物質液化產物膠粘劑是指在某些有機物的存在下，將木質生物質轉化為液體的熱化學過程，酚存在下木質生物質液化后的液體產物經過處理制得；利用木質生物質液化生產膠粘劑，具有廣闊的前景，但目前工藝還不成熟；木質生物質液化是在某些有機物的存在下進行，可以一定程度上降低反應溫度，達到節約能源的目的，但液化劑的使用卻增加了工藝的復雜性；其次，由于液化劑主要是毒性較大的苯酚，存在不同程度的環境污染；且適用期較短，膠合強度低。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對目前以淀粉制得的生物質膠粘劑耐水性差，與基底膠合強度低，容易脫膠的弊端，提供了一種利用甘蔗制備糖漿，再用泔水和中藥發霉后壓榨提取微生物油脂，再將蘆葦、糖漿、微生物油脂與石灰乳混合發酵得到秸稈筋漿，再將筋漿乳化交聯后糊化，濃縮制得生物質木材膠粘劑的方法。本發明利用秸稈筋漿作為膠粘主體，起到增粘增稠作用，并增加膠體抗滑移性能，再用微生物油脂對其改性，增加筋漿中的疏水性酯基基團，使膠粘劑疏水性增強，而泔水和中藥等發酵后的產物又為膠體提供大量活性基團，增加了膠體和基底間的化學鍵合力，能與基底間形成網狀交聯結構，使膠粘劑粘合牢固。本發明制得的木材膠粘劑耐水性強，與木質基底膠合強度高，粘合牢固，無脫膠現象發生，具有廣闊的應用前景。
為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是：
（1）將收割的甘蔗用鍘刀切成5～10cm的小段，再用石磙反復碾壓甘蔗段20～30min，收集從石磙上流下的甘蔗汁，并用三層紗布過濾去除雜質，將得到的濾液倒入鍋中，熬至沸騰后，文火慢燉4～6h，得到濃縮糖漿，備用；
（2）按重量份數計，稱取20～30份青菜葉、10～20份肉桂、10～15份面粉和40～50份泔水，混合后裝入木桶中，放置在溫度為28～32℃、空氣相對濕度為60～70%的環境中自然發霉6～9天；
（3）待上述發霉結束后，取出發霉物過濾得到濾渣，將濾渣放入焙炒鍋中炒制20～30min，再將炒制后的濾渣用蒸鍋蒸煮50～60min，隨后將蒸煮后的濾渣放入帶有出油口的凹型木槽中，用木樁反復捶打擠壓，并收集出油口流出的微生物油脂；
（4）按質量比為3:1，用清水浸泡生石灰20～30min后，過100目篩，收集過篩石灰乳，隨后將石灰乳、步驟（1）備用的濃縮糖漿、上述微生物油脂和蘆葦秸稈按質量比為15:3:3:4混合后，放入發酵罐中，浸漬攪拌1～2h，密封罐口，在25～35℃下靜置發酵20～25天；
（5）待上述發酵結束后，稱取400～500g發酵物放入三口燒瓶中，同時向三口燒瓶中加入700～800mL質量分數為60%十二烷基硫酸鈉溶液，攪拌混合20～30min，再向三口燒瓶中分別加入8～12g硼砂、10～15mL乙二醛，升溫至90～100℃，攪拌糊化20～25min，再用濃縮罐以900～1000Pa的壓力將糊化產物減壓濃縮至其原體積的1/3，即得耐水型生物質木材膠粘劑。
本發明的應用方法：將本發明制得的耐水型生物質木材膠粘劑均勻涂抹于桉木板上，控制涂抹厚度為0.8～1.5mm，涂覆完成后，取一塊等同的桉木板，將其與涂膠后的桉木板進行粘合，控制壓力為2.0～2.5MPa，于180～220℃下壓制3～6min，壓制完成后，將復合板取出并置于型材切割機中，切割成10cm×3.5cm的試件即可。本發明生物質木材膠粘劑與基材膠合強度高，經檢測，制得的試件在80～105℃的恒溫水浴鍋中蒸煮8～10h后，膠合強度達1.2～1.8MPa，剪切強度達3.5～4.2MPa，具有較好的耐水性能，值得推廣與使用。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發明制備步驟簡單，所得生物質木材膠粘劑具有較好的耐水性；
（2）本發明生物質木材膠粘劑與基底膠合強度高，與傳統木材膠粘劑相比膠合強度提高了15～22%，無脫膠現象發生。
具體實施方式
首先將收割的甘蔗用鍘刀切成5～10cm的小段，再用石磙反復碾壓甘蔗段20～30min，收集從石磙上流下的甘蔗汁，并用三層紗布過濾去除雜質，將得到的濾液倒入鍋中，熬至沸騰后，文火慢燉4～6h，得到濃縮糖漿，備用；然后按重量份數計，稱取20～30份青菜葉、10～20份肉桂、10～15份面粉和40～50份泔水，混合后裝入木桶中，放置在溫度為28～32℃、空氣相對濕度為60～70%的環境中自然發霉6～9天；待上述發霉結束后，取出發霉物過濾得到濾渣，將濾渣放入焙炒鍋中炒制20～30min，再將炒制后的濾渣用蒸鍋蒸煮50～60min，隨后將蒸煮后的濾渣放入帶有出油口的凹型木槽中，用木樁反復捶打擠壓，并收集出油口流出的微生物油脂；再按質量比為3:1，用清水浸泡生石灰20～30min后，過100目篩，收集過篩石灰乳，隨后將石灰乳、備用的濃縮糖漿、上述微生物油脂和蘆葦秸稈按質量比為15:3:3:4混合后，放入發酵罐中，浸漬攪拌1～2h，密封罐口，在25～35℃下靜置發酵20～25天；最后待上述發酵結束后，稱取400～500g發酵物放入三口燒瓶中，同時向三口燒瓶中加入700～800mL質量分數為60%十二烷基硫酸鈉溶液，攪拌混合20～30min，再向三口燒瓶中分別加入8～12g硼砂、10～15mL乙二醛，升溫至90～100℃，攪拌糊化20～25min，再用濃縮罐以900～1000Pa的壓力將糊化產物減壓濃縮至其原體積的1/3，即得耐水型生物質木材膠粘劑。
實例1
首先將收割的甘蔗用鍘刀切成5cm的小段，再用石磙反復碾壓甘蔗段20min，收集從石磙上流下的甘蔗汁，并用三層紗布過濾去除雜質，將得到的濾液倒入鍋中，熬至沸騰后，文火慢燉4h，得到濃縮糖漿，備用；然后按重量份數計，稱取20份青菜葉、10份肉桂、10份面粉和40份泔水，混合后裝入木桶中，放置在溫度為28℃、空氣相對濕度為60%的環境中自然發霉6天；待上述發霉結束后，取出發霉物過濾得到濾渣，將濾渣放入焙炒鍋中炒制20min，再將炒制后的濾渣用蒸鍋蒸煮50min，隨后將蒸煮后的濾渣放入帶有出油口的凹型木槽中，用木樁反復捶打擠壓，并收集出油口流出的微生物油脂；再按質量比為3:1，用清水浸泡生石灰20min后，過100目篩，收集過篩石灰乳，隨后將石灰乳、備用的濃縮糖漿、上述微生物油脂和蘆葦秸稈按質量比為15:3:3:4混合后，放入發酵罐中，浸漬攪拌1h，密封罐口，在25℃下靜置發酵20天；最后待上述發酵結束后，稱取400g發酵物放入三口燒瓶中，同時向三口燒瓶中加入700mL質量分數為60%十二烷基硫酸鈉溶液，攪拌混合20min，再向三口燒瓶中分別加入8g硼砂、10mL乙二醛，升溫至90℃，攪拌糊化20min，再用濃縮罐以900Pa的壓力將糊化產物減壓濃縮至其原體積的1/3，即得耐水型生物質木材膠粘劑。
將本發明制得的耐水型生物質木材膠粘劑均勻涂抹于桉木板上，控制涂抹厚度為0.8mm，涂覆完成后，取一塊等同的桉木板，將其與涂膠后的桉木板進行粘合，控制壓力為2.0MPa，于180℃下壓制3min，壓制完成后，將復合板取出并置于型材切割機中，切割成10cm×3.5cm的試件即可。本發明生物質木材膠粘劑與基材膠合強度高，經檢測，制得的試件在80℃的恒溫水浴鍋中蒸煮8h后，膠合強度達1.2MPa，剪切強度達3.5MPa，具有較好的耐水性能，值得推廣與使用。
實例2
首先將收割的甘蔗用鍘刀切成8cm的小段，再用石磙反復碾壓甘蔗段25min，收集從石磙上流下的甘蔗汁，并用三層紗布過濾去除雜質，將得到的濾液倒入鍋中，熬至沸騰后，文火慢燉5h，得到濃縮糖漿，備用；然后按重量份數計，稱取25份青菜葉、15份肉桂、13份面粉和45份泔水，混合后裝入木桶中，放置在溫度為30℃、空氣相對濕度為65%的環境中自然發霉7天；待上述發霉結束后，取出發霉物過濾得到濾渣，將濾渣放入焙炒鍋中炒制25min，再將炒制后的濾渣用蒸鍋蒸煮55min，隨后將蒸煮后的濾渣放入帶有出油口的凹型木槽中，用木樁反復捶打擠壓，并收集出油口流出的微生物油脂；再按質量比為3:1，用清水浸泡生石灰25min后，過100目篩，收集過篩石灰乳，隨后將石灰乳、備用的濃縮糖漿、上述微生物油脂和蘆葦秸稈按質量比為15:3:3:4混合后，放入發酵罐中，浸漬攪拌2h，密封罐口，在30℃下靜置發酵23天；最后待上述發酵結束后，稱取450g發酵物放入三口燒瓶中，同時向三口燒瓶中加入750mL質量分數為60%十二烷基硫酸鈉溶液，攪拌混合25min，再向三口燒瓶中分別加入10g硼砂、13mL乙二醛，升溫至95℃，攪拌糊化23min，再用濃縮罐以950Pa的壓力將糊化產物減壓濃縮至其原體積的1/3，即得耐水型生物質木材膠粘劑。
將本發明制得的耐水型生物質木材膠粘劑均勻涂抹于桉木板上，控制涂抹厚度為1.2mm，涂覆完成后，取一塊等同的桉木板，將其與涂膠后的桉木板進行粘合，控制壓力為2.3MPa，于200℃下壓制5min，壓制完成后，將復合板取出并置于型材切割機中，切割成10cm×3.5cm的試件即可。本發明生物質木材膠粘劑與基材膠合強度高，經檢測，制得的試件在92℃的恒溫水浴鍋中蒸煮9h后，膠合強度達1.5MPa，剪切強度達3.9MPa，具有較好的耐水性能，值得推廣與使用。
實例3
首先將收割的甘蔗用鍘刀切成10cm的小段，再用石磙反復碾壓甘蔗段30min，收集從石磙上流下的甘蔗汁，并用三層紗布過濾去除雜質，將得到的濾液倒入鍋中，熬至沸騰后，文火慢燉6h，得到濃縮糖漿，備用；然后按重量份數計，稱取30份青菜葉、20份肉桂、15份面粉和50份泔水，混合后裝入木桶中，放置在溫度為32℃、空氣相對濕度為70%的環境中自然發霉9天；待上述發霉結束后，取出發霉物過濾得到濾渣，將濾渣放入焙炒鍋中炒制30min，再將炒制后的濾渣用蒸鍋蒸煮60min，隨后將蒸煮后的濾渣放入帶有出油口的凹型木槽中，用木樁反復捶打擠壓，并收集出油口流出的微生物油脂；再按質量比為3:1，用清水浸泡生石灰30min后，過100目篩，收集過篩石灰乳，隨后將石灰乳、備用的濃縮糖漿、上述微生物油脂和蘆葦秸稈按質量比為15:3:3:4混合后，放入發酵罐中，浸漬攪拌2h，密封罐口，在35℃下靜置發酵25天；最后待上述發酵結束后，稱取500g發酵物放入三口燒瓶中，同時向三口燒瓶中加入800mL質量分數為60%十二烷基硫酸鈉溶液，攪拌混合30min，再向三口燒瓶中分別加入12g硼砂、15mL乙二醛，升溫至100℃，攪拌糊化25min，再用濃縮罐以1000Pa的壓力將糊化產物減壓濃縮至其原體積的1/3，即得耐水型生物質木材膠粘劑。
將本發明制得的耐水型生物質木材膠粘劑均勻涂抹于桉木板上，控制涂抹厚度為1.5mm，涂覆完成后，取一塊等同的桉木板，將其與涂膠后的桉木板進行粘合，控制壓力為2.5MPa，于220℃下壓制6min，壓制完成后，將復合板取出并置于型材切割機中，切割成10cm×3.5cm的試件即可。本發明生物質木材膠粘劑與基材膠合強度高，經檢測，制得的試件在105℃的恒溫水浴鍋中蒸煮10h后，膠合強度達1.8MPa，剪切強度達4.2MPa，具有較好的耐水性能，值得推廣與使用。