本发明涉及一种以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂及其制备方法。
背景技术：
煤炭作为中国主要的能源资源在短期内将一直占据着主导地位，但其燃烧产物所造成的温室效应、雾霾等环境问题逐渐引起了人们的重视，需要大力发展洁净煤技术。
所谓洁净煤技术就是煤的气化、液化、煤的高效燃烧或者将无烟煤粉制成型煤等技术，型煤作为洁净煤的一种，是被政府首肯的环保的煤资源，其中型煤粘合剂是制备型煤的关键，也是制约型煤发展的瓶颈，采用目前市场上型煤粘合剂所制备的型煤虽冷、热强度及热稳定性可以满足工业型煤要求，但其成本较高，特别是防水性能较差，仅仅吸收空气中的少量水份就能使型煤的冷强度下降很大，在运输、装卸过程中会造成了大量的破损，影响了型煤的使用。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂，所述型煤胶黏剂由下列重量份的原料加工而成：
水泥20-30份，改性脱脂豆粉80-120份，有机膨润土8-12份，蜂胶粉8-12份，水400-600份；
所述改性脱脂豆粉的制备方法如下：向反应容器中加入脱脂豆粉、适量复合酶和适量去离子水，调节pH至5.5-6.0，于45-55℃下酶解1-2h后，加热至85-95℃灭活2-3min，冷却至30-35℃，加入脱脂豆粉质量1-2%的偶联剂和0.3-0.5%的氧化剂搅拌处理0.5-1h，过滤去杂质，真空浓缩、干燥得改性脱脂豆粉；
所述复合酶为纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶的混合物。
本发明的技术方案中，原料用到了水泥、改性脱脂豆粉、有机膨润土和蜂胶粉，各组分在本发明技术方案中的贡献如下：
其中脱脂豆粉进行改性，以提高胶黏剂的耐水性和胶合性能，型煤不易受潮而导致崩裂，脱脂豆粉中的碳水化合物含有丰富的羟基亲水基团，使其具有较好的亲水性，影响耐水性能。本发明的技术方案中采用纤维素酶将脱脂豆粉中的粗纤维和细胞壁结构酶解成寡糖或单糖的蛋白质，α-淀粉酶将其中的淀粉类物质酶解成低聚糖和单糖，最大可能性降低脱脂豆粉中的亲水化合物含量，减少羟基数量，增强其疏水性。脱脂豆粉中的大豆蛋白把大部分疏水基团跟活性基团包埋在内，亲水基团暴露在外。因此加入少量的蛋白酶部分降解蛋白质，增加其分子内或分子间的基团，将其活性基团暴露在外。再采用偶联剂使暴露在外的蛋白质活性基团相互反应，形成交联网络结构，以实现提高耐水性和胶合性能。
本申请的发明人实践中发现，对脱脂豆粉处理改性后，其疏水性大大提高，会出现均一性差或分层的现象，为此，尝试添加适量的有机膨润土，有机膨润土具有良好的触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、化学稳定性，加入适量有机膨润土搅拌均匀后，即可形成稳定的分散体系，提高加工可行性，即实现均一稳定。
蜂胶是蜜蜂从树芽或树皮中采集的粘性分泌物，被誉为“天然的小药库”，是珍贵的天然广谱抗生物质，对多种细菌、真菌、病菌等有显著的抑制和灭杀作用，添加适量的蜂胶粉，利用其天然广谱抗菌杀菌性能，实现本发明胶黏剂的抗菌性能，大大延长其保质期，同时可以避免型煤霉变，改善型煤的品质。
优选的，所述型煤胶黏剂由下列重量份的原料加工而成：
水泥25份，改性脱脂豆粉100份，有机膨润土10份，蜂胶粉10份，水500份；
所述改性脱脂豆粉的制备方法如下：向反应容器中加入脱脂豆粉、适量复合酶和适量去离子水，调节pH至5.8，于50℃下酶解1.5h后，加热至90℃灭活3min，冷却至32℃，加入脱脂豆粉质量1.5%的偶联剂和0.4%的氧化剂搅拌处理0.5h，过滤去杂质，真空浓缩、干燥得改性脱脂豆粉；
所述复合酶为纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；
所述复合酶的添加量为脱脂豆粉质量的1.0-1.5%；
所述去离子水的添加量为脱脂豆粉质量的3-4倍。
优选的，水泥为325水泥，425水泥，高铝水泥或快硬水泥的一种或几种；氧化剂为双氧水；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
一种以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂的制备方法，所述制备方法如下：
(1)水加热至70-80℃，缓慢加入配方量的改性脱脂豆粉和有机膨润土，充分搅拌 ，形成稳定的分散体系；
（2）加入配方量的水泥，充分搅拌均匀，然后冷却至30-40℃，加入配方量的蜂胶粉，进一步搅拌均匀；
（3）各配方量的原料混合均匀后，真空脱气处理1-2h，获得以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂成品。
本发明的有益效果是： 本发明的胶黏剂具有良好的耐水性和胶合性能，主要原料均系天然原料，来源广泛，加工方便，加工成本低，该胶黏剂的保质期长，由其加工的型煤品质高，不易吸湿潮解，不易霉变。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂，所述型煤胶黏剂由下列重量份的原料加工而成：
水泥20份，改性脱脂豆粉80份，有机膨润土8份，蜂胶粉8份，水400份；
所述改性脱脂豆粉的制备方法如下：向反应容器中加入脱脂豆粉、适量复合酶和适量去离子水，调节pH至5.5，于45℃下酶解2h后，加热至85℃灭活3min，冷却至35℃，加入脱脂豆粉质量1%的偶联剂和0.5%的氧化剂搅拌处理0.5h，过滤去杂质，真空浓缩、干燥得改性脱脂豆粉；
所述复合酶为纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；
所述复合酶的添加量为脱脂豆粉质量的1.0%；
所述去离子水的添加量为脱脂豆粉质量的3倍。
具体到本实施例，水泥为325水泥；氧化剂为双氧水；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；其制备方法如下：
(1)水加热至70℃，缓慢加入配方量的改性脱脂豆粉和有机膨润土，充分搅拌 ，形成稳定的分散体系；
（2）加入配方量的水泥，充分搅拌均匀，然后冷却至30℃，加入配方量的蜂胶粉，进一步搅拌均匀；
（3）各配方量的原料混合均匀后，真空脱气处理1h，获得以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂成品。
实施例2：
以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂，所述型煤胶黏剂由下列重量份的原料加工而成：
水泥30份，改性脱脂豆粉120份，有机膨润土12份，蜂胶粉12份，水600份；
所述改性脱脂豆粉的制备方法如下：向反应容器中加入脱脂豆粉、适量复合酶和适量去离子水，调节pH至6.0，于55℃下酶解2h后，加热至95℃灭活2min，冷却至35℃，加入脱脂豆粉质量2%的偶联剂和0.3%的氧化剂搅拌处理1h，过滤去杂质，真空浓缩、干燥得改性脱脂豆粉；
所述复合酶为纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；
所述复合酶的添加量为脱脂豆粉质量的1.5%；
所述去离子水的添加量为脱脂豆粉质量的4倍。
水泥为425水泥；氧化剂为双氧水；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
其制备方法如下：(1)水加热至80℃，缓慢加入配方量的改性脱脂豆粉和有机膨润土，充分搅拌 ，形成稳定的分散体系；
（2）加入配方量的水泥，充分搅拌均匀，然后冷却至40℃，加入配方量的蜂胶粉，进一步搅拌均匀；
（3）各配方量的原料混合均匀后，真空脱气处理2h，获得以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂成品。
实施例3：
以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂，所述型煤胶黏剂由下列重量份的原料加工而成：
水泥25份，改性脱脂豆粉100份，有机膨润土10份，蜂胶粉10份，水500份；
所述改性脱脂豆粉的制备方法如下：向反应容器中加入脱脂豆粉、适量复合酶和适量去离子水，调节pH至5.8，于50℃下酶解1.5h后，加热至90℃灭活3min，冷却至32℃，加入脱脂豆粉质量1.5%的偶联剂和0.4%的氧化剂搅拌处理0.5h，过滤去杂质，真空浓缩、干燥得改性脱脂豆粉；
所述复合酶为纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比5:1:1的混合物；
所述复合酶的添加量为脱脂豆粉质量的1.2%；
所述去离子水的添加量为脱脂豆粉质量的4倍。
水泥为高铝水泥；氧化剂为双氧水；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
其制备方法如下：(1)水加热至75℃，缓慢加入配方量的改性脱脂豆粉和有机膨润土，充分搅拌 ，形成稳定的分散体系；（2）加入配方量的水泥，充分搅拌均匀，然后冷却至35℃，加入配方量的蜂胶粉，进一步搅拌均匀；（3）各配方量的原料混合均匀后，真空脱气处理1.5h，获得以脱脂大豆蛋白为原料的型煤胶黏剂成品。
采用本发明的胶黏剂制备的型煤，防水性能优良，有效地避免了洁净型煤因吸收空气中少量水分而引起强度降低，造成在运输、装卸过程中的破损；减轻了因煤粉所造成的粉尘对环境的污染。利用该型煤胶黏剂制备的型煤具有较高的冷、热强度，较好的热稳定性。其冷强度不小于1500/N，落下强度达92％，热稳定性达到95％以上，发热量达到6000卡以上，且灰粉不大于10％，挥发分不大于8.8％，固体碳不小于70％，防水性在350/N以上。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。