一種交聯型環保棉籽粕基膠粘劑及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及膠粘劑及其制備技術領域，具體涉及一種交聯型環保棉籽柏基膠粘劑 及其制備與應用。
【背景技術】
[0002] 無醛膠是不含甲醛的膠粘劑，主要用在人造板和建材行業。由于近年來，甲醛的危 害越來越受到重視，甲醛是一種無色易溶的刺激性氣體，對人體有較大傷害。含有甲醛膠粘 劑制作的木制品用于室內，甲醛釋放期可長達15年。甲醛為較高毒性的物質，在我國有毒 化學品優先控制名單上甲醛高居第二位。甲醛已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物 質，是公認的變態反應源，也是潛在的強致突變物之一。
[0003] 傳統三醛膠屬石油加工產物，隨著人們環保意識的增強和國家環保法規的健全、 石油儲量的減少和基于石油的高分子材料帶來的價格上揚和環境污染問題使得生物基膠 粘劑越來越受到重視。生物基膠粘劑是以可降解可再生的生物質原料如淀粉、植物蛋白、單 寧、木質素等制備的可替代脲醛樹脂等傳統膠粘劑的天然高分子類膠粘劑。
[0004] 棉籽柏是將棉籽壓榨并將殘油分離后得到的，棉籽柏中含有40%以上的粗蛋白質 及20%左右的粗脂肪和粗纖維。棉籽柏通常用于飼料，棉籽柏中蛋白質的組成不均衡，且通 常含有游離棉酚對動物的毒性較大，限制了其在食品領域的應用。
[0005] 目前中國申請201210521655. 4公開了一種利用棉柏制備蛋白膠的方法，該膠粘 劑通過加入纖維素酶、脂肪酶酶解，而后加入燒堿制備得到，該膠粘劑在生產和使用過程中 幾乎無甲醛釋放。但是該膠粘劑在制備過程中使用了價格昂貴的酶類且其改性劑使用的燒 堿。最終該膠粘劑的應用效果以抗拉強度為指標。因此有待建立一種廉價、環保且性能優 良的棉籽柏基膠粘劑制備方法。目前未見以棉籽柏作為原料并使用交聯增強劑的木材膠粘 劑制備工藝的相關報道。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種交聯型環保棉籽柏基膠粘劑及其制備方法，所述方法工藝簡單， 操作方便，所生產的膠粘劑不含甲醛，安全環保，具有廣闊的應用前景。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：
[0008] 一種交聯型環保棉籽柏基膠粘劑，由包括以下重量份的原料制備而成：軟化水 60-70份、棉籽柏25-30份、蛋白改性劑0. 5-2份、交聯增強劑1-8份、苯甲酸鈉1-8份。
[0009] 其中，優選由包括以下重量份的原料制備而成：軟化水62-65份、棉籽柏25份、蛋 白改性劑〇. 8-1份、交聯增強劑1. 5份、苯甲酸鈉4份。
[0010] 本發明所述的膠粘劑，所述棉籽柏經粉碎過100目或100目以上篩以獲得適宜粒 徑。
[0011] 本發明所述棉籽柏中，優選蛋白的質量百分比含量不低于40%，殘油含量在10% 以下。
[0012] 本發明可采用現有技術公開的符合上述條件的棉籽柏，但為了確保更理想的應用 效果，作為一個優選方案，本發明所述棉籽柏是棉籽柏是棉籽經脫絨、脫殼、仁殼分離、乳 胚、高水分蒸炒（優選蒸炒水分16-18% )、壓榨（螺旋式榨油機或液壓式榨油機）、六號溶 劑浸出（優選浸出溫度50-60°C、浸出時間90-120min)提取油脂后得到的副產物。
[0013] 本發明用棉籽柏開發生物基蛋白膠粘劑將提高棉籽柏綜合利用價值、節約能源資 源、保護生態環境。
[0014] 本發明所述的棉籽柏膠粘劑中，所述蛋白改性劑可采用多種物質，如燒堿、尿素、 十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等，但其中應用效果尤為突出的為十二烷基硫酸鈉，該 改性劑價格便宜、且能夠降低蛋白質非極性側鏈從疏水內部到水介質的轉移自由能、破壞 蛋白質分子內的疏水相互作用從而提高其膠合強度。
[0015] 本發明所述的棉籽柏膠粘劑中，所述交聯增強劑為二硫化碳、二硫（或三硫）代碳 酸乙烯酯、硫脲和黃原酸鉀等其中一種，優選黃原酸鉀和硫脲，更優選黃原酸鉀，此類交聯 增強劑有利于與棉籽柏及十二烷基硫酸鈉混合使用，有助于制備更高質量的膠粘劑。
[0016] 本發明所述的膠粘劑中，軟化水作為分散介質，但本領域技術人員可以預見的是， 其他常用的分散介質也可用于實現本發明，軟化水僅作優選方案。
[0017] 本發明同時還提供了上述膠粘劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：
[0018] (1)將棉籽柏、蛋白改性劑（十二烷基硫酸鈉）加入軟化水中，攪拌均勻后進行改 性處理；
[0019] (2)將步驟（1)得到的混合物降溫至室溫，加入交聯增強劑和苯甲酸鈉，攪拌均 勾，即得。
[0020] 優選地，步驟（1)中所述的改性處理在在溫度60-80°C、攪拌速度800-1200r/min 下進行3-4小時，使改性更為充分徹底。
[0021] 優選地，步驟（2)中所述攪拌均勻為在攪拌速度800-1200r/min下攪拌8-15min。
[0022] 本發明同時保護上述膠粘劑在木材加工中的應用，尤其在膠合板的應用中，施膠 量可在 180g/m2-220g/m2 之間。
[0023] 本發明的優點在于：
[0024] 1)棉籽柏作為一種可再生的資源，作為膠粘劑的主要原料，有助于解決傳統三醛 膠使用石油資源的問題，符合環境保護與可持續發展原則；
[0025] 2)制備的膠粘劑不含游離甲醛，膠接的人造板不存在甲醛釋放問題，從源頭解決 了人造板帶來的室內空氣中甲醛污染問題；
[0026] 3)本發明直接以棉籽柏制備膠粘劑，有效解決了棉籽柏含有棉酚對動物毒性較 大、食品領域利用率低的問題，增加棉籽柏利用價值。
[0027] 4)本發明采用十二烷基硫酸鈉作為蛋白改性劑，同時使用交聯增強劑，有效解決 了普通蛋白膠粘劑膠合強度差的問題，能夠滿足人造板用膠粘劑的強度要求，保證了交聯 型環保棉籽柏基膠粘劑的實用性能。
[0028] 下面結合實施對本發明作進一步說明。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明所述方法的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 實施例1
[0031] 本實施例提供了一種交聯型環保棉籽柏基膠粘劑，由以下重量的原料制備而成 (工藝流程參見圖1):
[0032] 軟化水 65kg
[0033] 十二烷基硫酸納Ikg
[0034] 棉籽柏 25kg
[0035] 交聯增強劑硫脲1.5kg
[0036] 苯甲酸鈉4kg
[0037] 1)按照上述重量配比稱量各原料；
[0038] 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、棉籽柏、 十二烷基硫酸納，攪拌均勻；
[0039] 3)水浴加熱至60°C，在攪拌速度lOOOr/min下攪拌反應3小時，反應物降溫至 30°C，制得均勻棉籽柏蛋白粘液；
[0040] 4)將交聯增強劑硫脲加入所得的棉籽柏蛋白粘液中，混合均勻，后加入苯甲酸納， 在攪拌速度l〇〇〇r/min下攪拌12min制成交聯型環保棉籽柏基膠粘劑。
[0041] 實施例2
[0042] 本實施例提供了一種交聯型環保棉籽柏基膠粘劑，由以下重量的原料制備而成：
[0043] 軟化水Mkg
[0044] 十一烷基硫酸納0· 8kg
[0045] 棉籽柏 25kg
[0046] 交聯增強劑黃原酸鉀1.5kg
[0047] 苯甲酸鈉4kg
[0048] 1)按照上述重量配比稱量各原料；
[0049] 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、棉籽柏、 十二烷基硫酸納，攪拌均勻；