一种复合蛋白胶黏剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明一种复合蛋白胶黏剂的制备方法。属于胶黏剂及其制备领域。
【背景技术】
[0002] 脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺-甲醛胶是木材工业用胶的主要品种，在中国，脲醛胶 的产量占"三醛胶"的80%以上。"三醛胶"的原材料均来自于石化资源，随着全球能源的日 益枯竭，各种石化产品的价格必将会大幅上升；另外，"三醛胶"及其木制品在生产和应用过 程中，会持续不断地释放游离甲醛，严重危害了产业工人和消费者的身心健康。甲醛被世界 卫生组织国际癌症研宄机构（IARC)归为第I类致癌物质，即对人类和动物都有致癌作用。 近年来，由甲醛导致的婴儿畸形、败血病等报道层出不穷，为木材产业的可持续发展敲响了 警钟。
[0003] 为了应对现有木材胶黏剂存在的问题和危害，以可再生资源为原材料开发绿色环 保的无醛胶黏剂具有重要意义，其中，动植物蛋白来源丰富、价格低廉，是研宄的热点。国内 外人造板以及地板企业虽迫切希望无醛大豆胶黏剂应用于实际生产，但新型无甲醛大豆胶 黏剂对生产设备要求高、工艺复杂、原料损耗大、成本较高等。美国专利US2004/0089418、 US2005/0282988 Al、US2005/0282988 A1，公开了利用阳离子高聚物，聚胺酰胺环氧氯丙 烷，与大豆蛋白交联，很大程度上提高了粘结强度和耐水性。此专利推出的产品，由于聚胺 酰胺环氧氯丙烷用量大，造成胶的成本高，极大的限制了其应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种无甲醛复合蛋白胶黏 剂，不但胶合性能优良、耐水性好而且生产成本低、便于使用。本专利介绍的无游离甲醛复 合蛋白胶黏剂工艺简单易行，适合工业化生产。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 一种无游离甲醛复合蛋白胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007] (A)水溶性高分子（1)和交联剂混合后经过第一反应得到水溶性预交联的高分子 溶液，然后再用环氧卤代烷或1，3-二卤-2-丙醇经过第二反应进一步得到水溶性高分子溶 液（2) ; (B)利用改性剂对表面含有羟基的固体微小颗粒进行表面改性；(C)将步骤（A)的 水溶性高分子溶液、步骤（B)的微小颗粒、水溶性高分子溶液（3)与蛋白基物共混，最后制 得复合蛋白胶黏剂。
[0008] 一种复合蛋白胶黏剂，所述复合大豆粉末胶黏剂由以下重量份的原料制成：水 100份，蛋白20~70份，水溶性高分子（2)(包括聚酰胺，聚乙烯醇和聚胺的一种或几种与 环氧卤代烷或1，3-二卤-2-丙醇的反应产物）0.01~70份，改性后的固体颗粒0.01~ 70份，水溶性高分子（3)(包括双醛纤维素、双醛淀粉、缩醛化聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一 种或两种以上）〇. 01~70份。作为优选，所述无醛植物粉末胶黏剂由以下重量份的原料制 成：水100份，蛋白25~60份，水溶性高分子（2)(包括聚酰胺，聚乙烯醇和聚胺的一种或 几种与环氧卤代烷或1，3-二卤-2-丙醇的反应产物）7~40份，改性后的固体颗粒7~40 份，水溶性高分子（3)(包括双醛纤维素、双醛淀粉、缩醛化聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种 或两种以上）7~40份。
[0009] 大豆蛋白是一种优质而便宜的植物蛋白。大豆粉是以脱脂大豆为原料加工而成的 豆粉，所述的脱脂大豆是大豆提取油脂后的残余物，因提取油脂的方法不同有豆柏和豆饼 之分，豆柏是指用溶液浸出法提取油脂后的残余物，而豆饼则是指用压榨法提取油脂后的 残余物。在脱脂大豆生产过程中，由于受多种因素的影响，会导致大豆蛋白发生不同程度的 变性，因此大豆粉中的粗蛋白含量因脱脂大豆加工方式不同而有所不同。大豆蛋白质在大 豆胶黏剂中主要起粘接作用，蛋白质的基本组成是氨基酸，分子结构中含有氨基和羧基等 基团，因而对木材有良好的粘接能力，在所述的大豆粉中，蛋白质含量越高则粘接强度和耐 水性越好，但蛋白含量越高，胶黏剂粘度越大，不利于实际生产使用，也使胶黏剂成本提高， 因此需要控制大豆粉中粗蛋白质重量百分含量为30~75%，优选大豆粉中粗蛋白质重量 百分含量为40~60 %。
[0010] 大豆粉含有大量的大豆蛋白质，由于范德华力、氢键以及疏水键等非共价键的作 用而产生分子间紧密结合，大量的极性和非极性基团被包埋在球团聚集体中，无法起到相 应的粘接作用。本发明利用改性剂对大豆粉中的大豆蛋白质分子进行改性处理，能使大豆 蛋白质充分的分散并展开，暴露更多的极性和非极性基团，为下步蛋白质的充分交联反应 奠定基础，这些暴露的基团与交联剂发生多种化学反应，从而使其体现出优异的粘接性。
[0011] 与其它发明相比，本发明具有以下突出优点：
[0012] 本发明采用价格低廉且来源广泛的脱脂或低脂大豆粉为原料，制得胶黏剂的得率 高，不仅降低了成本，同时实现了对脱脂和低脂大豆粉的高附加值利用。
[0013] 本发明的制备工艺简单，整个制备过程中未使用对人体有害的试剂，无需交联固 化，便于实现产业化；制备得到的大豆基胶黏剂安全环保、无甲醛释放，是真正环保的无甲 醛胶黏剂。
[0014] 使用本发明制备的胶黏剂涂覆的三层杨木板，湿强度均高于I. 2MPa，全部达到II 类板的要求。本胶黏剂经过室温储存9天后，涂覆三层杨木板，湿强度基本没有变化，说明 其具有优异的储存稳定性。
【具体实施方式】
[0015] 为了更好地说明本发明的技术方案，特列举以下实施例，需要强调的是本发明的 范围不仅仅局限在这些实施例中，这些实施例仅仅用于进一步描述本发明。
[0016] 三层杨木板的强度测试如下：三层杨木板经过涂胶、冷压和热压过程而得到，其 中，涂胶量为400g/m 2 (双面），涂胶后立即在I. 2MPa下冷压30分钟，然后热压，热压条件： 温度为140 °C，压力为IMPa，热压速度为80秒/毫米；热压后的三层杨木板在室温下陈放24 小时，然后锯成A型试样，在万用拉伸机上测试即得干强度。湿强度是将A型试样在63°C下 浸泡3小时，然后在室温冷却十分钟马上在万用拉伸机测试获得。本发明实施例和对比例 中的干强度和湿强度都是在上述条件下测得。
[0017] 实施例1
[0018] 在一个500mL三口瓶中