一种改性蛋白基胶黏剂的制备方法与流程

文档序号:11105652阅读:676来源:国知局

本发明涉及一种改性蛋白基胶黏剂的制备方法,属于胶黏剂技术领域。



背景技术:

木材胶黏剂是指在一定条件下能使不同形态的木材相互之间通过表面粘附作用紧密的胶合在一起并具有足够强度的物质。人造板先分后合的特点决定了木材胶黏剂对木材工业的决定性作用。木材胶黏剂可使小径材、木材加工剩余物等得到充分利用,提高木材的综合利用。目前,全世界生产的胶黏剂绝大多部分都是用于木材行业,并且木材胶黏剂的用量已经成为衡量一个国家或者一个地区木材工业技术发展水平的重要标志。

中国木材和人造板行业使用的胶黏剂仍然是"兰醇"胶黏剂(即脈醒树脂、三聚氯胺树脂、酷酸树脂)是目前木材加工工业中应用最为广泛的胶黏剂,使用量占人造板行业总用胶量的60~70%,甚至以上。三醛胶共同存在一个非常突出的社会和环境问题,即胶黏剂在制备、使用及其制备的人造板在加工和使用的过程中会释放甲醒,危及环境和人体的健康。随着人们环保意识的不断提高,木材胶黏剂行业越来越倾向于生物质材料制备无醛、绿色环保型木材胶黏剂。

生物质胶黏剂以其来源丰富、性能优良、反应活性高和操作简单及胶接产品无游离甲醛释放等特点,日益受到人们的重视和青睐,成为天然胶黏剂研究中的热点。但是,目前的生物质胶黏剂粘结强度低,使用后韧性、抗剥离、抗开裂性能不理想,因此,对于生物质胶黏剂的研究显得尤为重要。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对目前生物质胶黏剂粘结强度低,使用后韧性、抗剥离、抗开裂性能不理想的问题,本发明提供了一种改性蛋白基胶黏剂的制备方法,本发明以花生提取油脂后的花生粕为原料,通过分离其中的蛋白质制备花生蛋白,再将其与大豆粕粉中的大豆蛋白混合,并通过弱酸性亚硫酸氢钠破坏大豆蛋白分子间的氢键,同时,通过盐的作用破坏蛋白分子间的二硫键,破坏蛋白空间结构使蛋白活性基团外露,再与杜仲胶交联改性处理,提高胶黏剂的耐水性和粘结强度,制得改性蛋白基胶黏剂。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

(1)称取200~300g花生粕,加入粉碎机粉碎,过200目筛,将过筛后的花生粕粉加入1.0~1.2L去离子水中,以300~400r/min搅拌10~15min,得混合液,再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.0~9.0后,将混合液转入离心机中,以5000~6000r/min离心分离30~40min,收集上清液,得预处理花生蛋白混合液;

(2)用质量分数为5%盐酸调节上述预处理花生蛋白混合液pH为4.5~5.0,并静置20~30min,随后转入离心机中,以5000~6000r/min离心分离20~30min,收集沉淀,并用去离子水洗涤沉淀2~3次,再将沉淀置于干燥箱中,在55~60℃下干燥7~8h,得花生分离蛋白;

(3)称取3.6~4.0g亚硫酸氢钠,加入300~400mL去离子水中混合均匀,并加热至30~32℃,再加入70~80g上述花生分离蛋白,8~10g过100目筛的大豆粕粉,并以300~400r/min搅拌20~30min,保持温度反应30~40min,得反应液;

(4)用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节上述反应液pH为8.0~9.0,再加入0.6~0.9g双氰胺,10~20mL杜仲胶,继续加热至60~70℃,保持温度反应30~40min,冷却至室温后,转入旋转蒸发仪中,在50~60℃下蒸发浓缩至原液体积的15~20%,得改性蛋白基胶黏剂。

本发明的应用方法是:将木单板干燥至含水量小于8%后,涂抹本发明制备的改性蛋白基胶黏剂,涂胶量为400g/m2,组成5层板坯,在1.0~1.2MPa压力下预压40~50min,再装入热压机中,在1.2~1.5MPa下热压成胶合板,经检测,粘结强度达18.6 ~21.5MPa,在160~170℃下剪切强度为14.8~16.2MPa,室温剥离强度为7.8~8.9kN/m,在 200~300℃下使用4~7个月无开裂现象发生,值得推广与使用。

本发明的有益技术效果是:

(1)本发明制备的改性蛋白基胶黏剂粘结力强,使用后抗剥离、抗开裂性能好,剥离强度高;

(2)本发明制备的改性蛋白基胶黏剂原料来源广,制备方法安全环保,简单方便。

具体实施方式

称取200~300g花生粕,加入粉碎机粉碎,过200目筛,将过筛后的花生粕粉加入1.0~1.2L去离子水中,以300~400r/min搅拌10~15min,得混合液,再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.0~9.0后,将混合液转入离心机中,以5000~6000r/min离心分离30~40min,收集上清液,得预处理花生蛋白混合液;用质量分数为5%盐酸调节上述预处理花生蛋白混合液pH为4.5~5.0,并静置20~30min,随后转入离心机中,以5000~6000r/min离心分离20~30min,收集沉淀,并用去离子水洗涤沉淀2~3次,再将沉淀置于干燥箱中,在55~60℃下干燥7~8h,得花生分离蛋白;称取3.6~4.0g亚硫酸氢钠,加入300~400mL去离子水中混合均匀,并加热至30~32℃,再加入70~80g上述花生分离蛋白,8~10g过100目筛的大豆粕粉,并以300~400r/min搅拌20~30min,保持温度反应30~40min,得反应液;用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节上述反应液pH为8.0~9.0,再加入0.6~0.9g双氰胺,10~20mL杜仲胶,继续加热至60~70℃,保持温度反应30~40min,冷却至室温后,转入旋转蒸发仪中,在50~60℃下蒸发浓缩至原液体积的15~20%,得改性蛋白基胶黏剂。

实例1

称取200g花生粕,加入粉碎机粉碎,过200目筛,将过筛后的花生粕粉加入1.0L去离子水中,以300r/min搅拌10min,得混合液,再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.0后,将混合液转入离心机中,以5000r/min离心分离30min,收集上清液,得预处理花生蛋白混合液;用质量分数为5%盐酸调节上述预处理花生蛋白混合液pH为4.5,并静置20min,随后转入离心机中,以5000r/min离心分离20min,收集沉淀,并用去离子水洗涤沉淀2次,再将沉淀置于干燥箱中,在55℃下干燥7h,得花生分离蛋白;称取3.6g亚硫酸氢钠,加入300mL去离子水中混合均匀,并加热至30℃,再加入70g上述花生分离蛋白,8g过100目筛的大豆粕粉,并以300r/min搅拌20min,保持温度反应30min,得反应液;用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节上述反应液pH为8.0,再加入0.6g双氰胺,10mL杜仲胶,继续加热至60℃,保持温度反应30min,冷却至室温后,转入旋转蒸发仪中,在50℃下蒸发浓缩至原液体积的15%,得改性蛋白基胶黏剂。

本发明的应用方法是:将木单板干燥至含水量为8%后,涂抹本发明制备的改性蛋白基胶黏剂,涂胶量为400g/m2,组成5层板坯,在1.0MPa压力下预压40min,再装入热压机中,在1.2MPa下热压成胶合板,经检测,粘结强度达18.6MPa,在160℃下剪切强度为14.8MPa,室温剥离强度为7.8kN/m,在 200℃下使用4个月无开裂现象发生,值得推广与使用。

实例2

称取250g花生粕,加入粉碎机粉碎,过200目筛,将过筛后的花生粕粉加入1.1L去离子水中,以360r/min搅拌12min,得混合液,再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.5后,将混合液转入离心机中,以5500r/min离心分离36min,收集上清液,得预处理花生蛋白混合液;用质量分数为5%盐酸调节上述预处理花生蛋白混合液pH为4.8,并静置25min,随后转入离心机中,以5500r/min离心分离25min,收集沉淀,并用去离子水洗涤沉淀2次,再将沉淀置于干燥箱中,在58℃下干燥7.5h,得花生分离蛋白;称取3.8g亚硫酸氢钠,加入360mL去离子水中混合均匀,并加热至31℃,再加入75g上述花生分离蛋白,9g过100目筛的大豆粕粉,并以360r/min搅拌25min,保持温度反应35min,得反应液;用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节上述反应液pH为8.5,再加入0.8g双氰胺,16mL杜仲胶,继续加热至65℃,保持温度反应35min,冷却至室温后,转入旋转蒸发仪中,在55℃下蒸发浓缩至原液体积的18%,得改性蛋白基胶黏剂。

本发明的应用方法是:将木单板干燥至含水量为5%,涂抹本发明制备的改性蛋白基胶黏剂,涂胶量为400g/m2,组成5层板坯,在1.1MPa压力下预压45min,再装入热压机中,在1.3MPa下热压成胶合板,经检测,粘结强度达19.5MPa,在165℃下剪切强度为15.2MPa,室温剥离强度为8.1kN/m,在 250℃下使用5个月无开裂现象发生,值得推广与使用。

实例3

称取300g花生粕,加入粉碎机粉碎,过200目筛,将过筛后的花生粕粉加入1.2L去离子水中,以400r/min搅拌15min,得混合液,再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为9.0后,将混合液转入离心机中,以6000r/min离心分离40min,收集上清液,得预处理花生蛋白混合液;用质量分数为5%盐酸调节上述预处理花生蛋白混合液pH为5.0,并静置30min,随后转入离心机中,以6000r/min离心分离30min,收集沉淀,并用去离子水洗涤沉淀3次,再将沉淀置于干燥箱中,在60℃下干燥8h,得花生分离蛋白;称取4.0g亚硫酸氢钠,加入400mL去离子水中混合均匀,并加热至32℃,再加入80g上述花生分离蛋白, 10g过100目筛的大豆粕粉,并以400r/min搅拌30min,保持温度反应40min,得反应液;用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节上述反应液pH为9.0,再加入0.9g双氰胺,20mL杜仲胶,继续加热至70℃,保持温度反应40min,冷却至室温后,转入旋转蒸发仪中,在60℃下蒸发浓缩至原液体积的15~20%,得改性蛋白基胶黏剂。

本发明的应用方法是:将木单板干燥至含水量小于8%后,涂抹本发明制备的改性蛋白基胶黏剂,涂胶量为400g/m2,组成5层板坯,在1.0~1.2MPa压力下预压40~50min,再装入热压机中,在1.2~1.5MPa下热压成胶合板,经检测,粘结强度达18.6 ~21.5MPa,在160~170℃下剪切强度为14.8~16.2MPa,室温剥离强度为7.8~8.9kN/m,在 200~300℃下使用4~7个月无开裂现象发生,值得推广与使用。

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