一種改性大豆蛋白基膠粘劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種膠粘劑，具體地說是一種用于制備膠合板的改性大豆蛋白基膠粘 劑及其制備方法，屬于膠粘劑領域。
【背景技術】
[0002] 隨著人民生活水平的提高和建筑、裝飾裝修、包裝等行業的持續穩定發展，我國人 造板產量迅速增長。2013年，我國人造板總產量2.72億m3,約占世界總產量的50%。其中 刨花板1358萬m3,同比增長5. 3% ;纖維板5983萬m3,同比增長4. 0% ;膠合板1. 57億m3,同 比增長10. 5%。人造板總產量、膠合板產量、家具產量、木質地板產量連續多年位居世界首 位。
[0003] 人造板生產中普遍采用的膠粘劑是甲醛系合成樹脂，主要是脲醛樹脂及其改性產 品。經過多年的努力，我國人造板膠粘劑生產水平有了很大提高，人造板及其制品環保特性 有了很大改善，但是不能完全消除其制品甲醛釋放，并且不少企業生產的人造板及其制品 (家具、木地板、室內木質裝飾材料等）仍然存在著較為嚴重的甲醛釋放問題，是室內空氣污 染中甲醛污染的主要來源。
[0004] 目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有如下4種：1)采用低摩爾比改性脲醛 樹脂膠粘劑；2)在改性脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑；3)對人造板進行后處理；4)采 用其他環保型膠粘劑。但是，這些技術方法都存在著諸多缺陷。例如：1)采用低摩爾比改 性脲醛樹脂膠粘劑雖然能夠有效降低人造板產品甲醛釋放量，但是產品膠合強度也往往降 低，不能滿足使用要求；并且可導致固化時間延長，生產效率降低；2)在人造板用脲醛樹脂 膠粘劑中加入甲醛捕捉劑，雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但是往往同時降低 人造板膠合強度；同時，一般甲醛捕捉劑價格往往遠遠高于脲醛樹脂膠粘劑，其加入提高了 產品成本，降低了產品競爭力；3)對人造板進行后處理，如公開號為CN1526528的發明專 利申請中公開了一種采用氨氣真空法制備E1/E0級環保型人造板的制造工藝；公開號為 CN2394770的實用新型專利中公開了一種降低人造板甲醛釋放量的處理裝置，這些后處理 方法，不僅使得人造板制造工藝復雜，而且后處理設備投資巨大，生產成本明顯提高；4)采 用其他環保型膠粘劑，如異氰酸酯類膠粘劑，導致人造板生產成本大幅度增加、生產工藝難 度加大，企業和用戶都難以接受；采用普通蛋白膠粘劑制備人造板膠合強度低，人造板易開 膠。綜上所述，上述措施雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但不能徹底解決甲醛釋 放問題，或由于生產成本過高等原因而無法推廣。
[0005]另外，目前普遍采用的人造板膠粘劑也都存在著原料的化石資源依賴問題，不符 合可持續發展的要求。
【發明內容】
[0006] 為了解決上述問題，本發明設計了一種改性大豆蛋白基膠粘劑及其制備方法，生 產工藝簡單，操作方便，生產的膠粘劑不含甲醛，主要原料來源于可再生物質，是一種環保 型人造板用膠粘劑。
[0007] 本發明的技術方案為： 一種改性大豆蛋白基膠粘劑，由以下重量份的原料制備而成： 分散介質60-70份、脫脂豆蛋白粉20-35份、尿素0. 5-2份、交聯增強劑2-15份、苯甲 酸鈉1-8份；其中，所述交聯增強劑為三聚氰胺-環氧氯丙烷-氫氧化鈉反應物。
[0008] 優選地，分散介質62-68份、脫脂豆蛋白粉25-30份、尿素1-2份、交聯增強劑5-12 份，苯甲酸鈉2-4份。
[0009] 進一步地，所述分散介質選擇軟化水。
[0010] 一種上述改性大豆蛋白基膠粘劑的制備方法，包括以下步驟： 1) 按照上述重量配比稱量各原料，使脫脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介質中； 2) 加入交聯增強劑、苯甲酸鈉，攪拌均勻。
[0011] 其中，所述反應增強劑為三聚氰胺-環氧氯丙烷-氫氧化鈉反應物，制備方法為： 將lmol三聚氰胺與lOmol水置于四口燒瓶中恒溫至60°C，加入三氟化硼1%和0? 05mol的 氫氧化鈉溶，混合均勻后緩慢滴入4mol的環氧氯丙烷單體在70-90°C反應5小時，后降溫至 50°C，加入0. 15mol氫氧化鈉，攪拌20分鐘，中和多余的堿，減壓蒸餾游離的環氧氯丙烷，在 乙醇中精制烘干得到本發明的反應增強劑。
[0012] 本發明的優點在于： 1) 本發明對豆蛋白進行處理后作為人造板用膠粘劑，不含有游離甲醛，膠接的人造板 不存在甲醛釋放問題，徹底解決人造板帶來的室內空氣中的甲醛污染問題； 2) 豆蛋白作為一種可再生的資源，作為膠粘劑的主要原料，有助于解決常規人造板膠 粘劑中使用合成化石原料的枯竭問題，符合環境保護與可持續發展原則； 3) 本發明的豆蛋白膠粘劑是利用脫脂豆蛋白粉加工而成，有效的利用了大豆加工剩余 物，綜合利用資源，節約生產成本，提高產品附加值； 4) 本發明采三聚氰胺-環氧氯丙烷-氫氧化鈉反應物為交聯增強劑，解決了普通豆蛋 白膠粘劑耐水性差的問題，能夠滿足人造板用膠粘劑的耐水要求，保證了豆蛋白膠粘劑的 實用性能，并且由本發明的膠粘劑制備的膠合板達到國標中II類膠合板要求。
[0013] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0014] 以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用 于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0015] 除非另有說明，本發明中所采用的百分數均為重量百分數。
[0016]實施例1 一種改性大ii蛋白基J3父粘劑及其制備方法 1)按以下重量配比進行備料： 軟化水 68kg 尿素 1kg 脫脂豆蛋白粉 26kg 增強劑 6kg 苯甲酸鈉 2kg 2) 在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中，加入全部的軟化水、豆蛋白粉、尿素， 攪拌均勻； 3) 水浴加熱至40-45°C，保溫反應3小時； 4) 反應物降溫至30°C，制得均勻豆蛋白粘液； 5) 將增強劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，后加入苯甲酸鈉，制成豆蛋白膠粘 劑。
[0017] 其中，膠粘劑的性能質量指標見表1。
[0018] 實施例2 一種改性大ii蛋白基J3父粘劑及其制備方法 1) 按以下重量配比進行備料： 軟化水 64kg 尿素 1. 5kg 脫脂豆蛋白粉 29kg 增強劑 8kg 苯甲酸鈉 4kg 2) 在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中，加入全部的軟化水、豆蛋白粉、尿素， 攪拌均勻； 3) 水浴加熱至40-45°C，反應6小時； 4) 反應物降溫至30°C，制得均勻豆蛋白粘液。
[0019] 5)將增強劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，后加入苯甲酸鈉，制成豆蛋白膠 粘劑。
[0020] 其中，蛋白膠粘劑的質量指標見表1。
[0021] 實施例3 一種改性大ii蛋白基J3父粘劑及其制備方法 1) 按以下重量配比進行備料： 軟化水 62kg 尿素 2kg 脫脂豆蛋白粉 29kg 增強劑 l〇kg 苯甲酸鈉 3kg 2) 在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中，加入全部的軟化水、豆蛋白粉，攪拌 均勻； 3) 水浴加熱至65-70°C，反應5小時； 4) 反應物降溫至30°C，制得均勻豆蛋白粘液； 5) 將增強劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，后加入苯甲酸鈉，制成豆蛋白膠粘 劑。
[0022] 其中，膠粘劑的性能質量指標見表1。
[0023] 實施例4 一種改性大ii蛋白基J3父粘劑及其制備方法 1) 按以下重量配比進行備料： 軟化水 62kg 尿素 2kg 脫脂豆蛋白粉 28kg 增強劑 12kg 苯甲酸鈉 3kg 2) 在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中，加入全部的軟化水、豆蛋白粉，攪拌 均勻； 3) 水浴加熱至70-75°C，反應5小時； 4) 反應物降溫至30°C，制得均勻豆蛋白粘液； 5) 將增強劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，后加入苯甲酸鈉，制成豆蛋白膠粘 劑。
[0024] 其中，蛋白膠粘劑的質量指標見表1。
[0025] 表1 蛋白J3父粘劑的性能指標
【主權項】
1. 一種改性大豆蛋白基膠粘劑，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成： 分散介質60-70份、脫脂豆蛋白粉20-35份、尿素0. 5-2份、交聯增強劑2-15份、苯甲 酸鈉1-8份；其中，所述交聯增強劑為三聚氰胺-環氧氯丙烷-氫氧化鈉反應物。
2. 根據權利要求1所述的一種改性大豆蛋白基膠粘劑，其特征在于，由以下重量份的 原料制備而成： 分散介質62-68份、脫脂豆蛋白粉25-30份、尿素1-2份、交聯增強劑5-12份，苯甲酸 鈉2-4份。
3. 根據權利要求1或2所述的一種改性大豆蛋白基膠粘劑，其特征在于：所述分散介 質選擇軟化水。
4. 根據權利要求1所述的一種改性大豆蛋白基膠粘劑，其特征在于：所述反應增強劑 為三聚氰胺-環氧氯丙烷-氫氧化鈉反應物，制備方法為：將Imol三聚氰胺與IOmol水置 于四口燒瓶中恒溫至60°C，加入三氟化硼1%和0. 05mol的氫氧化鈉溶，混合均勻后緩慢 滴入4mol的環氧氯丙烷單體在70-90°C反應5小時，后降溫至50°C，加入0. 15mol氫氧化 鈉，攪拌20分鐘，中和多余的堿，減壓蒸餾游離的環氧氯丙烷，在乙醇中精制烘干得到本發 明的反應增強劑。
5. -種如權利要求1-4任意一項所述的一種改性大豆蛋白基膠粘劑的制備方法，其特 征在于，包括以下步驟： 1) 按照上述重量配比稱量各原料，使脫脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介質中； 2) 加入交聯增強劑、苯甲酸鈉，攪拌均勻。
6. 根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述反應增強劑為三聚氰胺-環氧 氯丙烷-氫氧化鈉反應物，制備方法為：將Imol三聚氰胺與IOmol水置于四口燒瓶中恒溫 至60°C，加入三氟化硼1%和0. 05mol的氫氧化鈉溶，混合均勻后緩慢滴入4mol的環氧氯 丙烷單體在70-90°C反應5小時，后降溫至50°C，加入0. 15mol氫氧化鈉，攪拌20分鐘，中 和多余的堿，減壓蒸餾游離的環氧氯丙烷，在乙醇中精制烘干得到本發明的反應增強劑。
【專利摘要】本發明公開了一種改性大豆蛋白基膠粘劑及其制備方法，由分散介質60-70份、脫脂豆蛋白粉20-35份、尿素0.5-2份、交聯增強劑2-15份、苯甲酸鈉1-8份制備而成，制備步驟包括使脫脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介質中，加入交聯增強劑、苯甲酸鈉，攪拌均勻得到；本發明的優點在于：生產工藝簡單，操作方便，生產的膠粘劑不含甲醛，主要原料來源于可再生物質。
【IPC分類】C09J11-06, C09J189-00
【公開號】CN104762059
【申請號】CN201510134908
【發明人】高強, 李建章, 羅晶, 周文瑞, 張偉, 陳惠
【申請人】北京林業大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月26日