CN101899280A

CN101899280A - 一种复合改性花生蛋白胶黏剂的制备方法

Info

Publication number: CN101899280A
Application number: CN 201010239669
Authority: CN
Inventors: 方岩雄; 谢凯宏; 吴昭俏; 陈旭东
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2010-12-01

Abstract

本发明公开了一种复合改性花生蛋白胶黏剂的制备方法，该方法用花生蛋白粉为原料，分别加入改性剂氢氧化钙和/或十二烷基苯磺酸钠和/或尿素，得到花生蛋白胶黏剂；该胶黏剂与传统的三醛胶黏剂相比，该胶黏剂不存在有甲醛的排放，同时具有较好的胶结强度，是一种环境友好的胶黏剂，具有较好的社会和环境效益。

Description

一种复合改性花生蛋白胶黏剂的制备方法

技术领域

本发明涉及到一种复合改性花生蛋白胶黏剂的制备方法。属于有机化工技术领域。

背景技术

随着我国房地产业、建筑装修业、家具制造业的高速发展和人民生活水平的大幅提高，人造板工业迅速发展，木材胶粘剂耗用量与年剧增，其中“三醛”胶占据了木材胶粘剂总产量的80％以上。

目前使用较多的甲醛系胶粘剂具有一个致命的缺陷，由于其主要原料之一为甲醛，用其胶结木材加工产品在生产过程与使用过程中不可避免地释放出游离的甲醛等有害气体，从而危险产品生产者和产品消费者的身体健康。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、***、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大。浓度更高时可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘、肺水肿、甚至会立即致人死亡。

同时，现在使用的这些胶黏剂大多数是以石油衍生物为基料，随着全球石油资源紧缺，这些胶黏剂的基料也会变得紧缺。

因而人们越来越倾向于使用无毒害、可再生来源生产的无醛胶粘剂。常用于合成胶粘剂的天然可再生物质主要有：木素、单宁、蛋白质以及淀粉、壳聚糖等多糖类物质，其中又以蛋白质胶粘剂为主流。

植物蛋白具有价廉而量广，易于操作(具有较低的粘度)，可用于热压和冷压，在20-35％的湿度下不易脱胶等优点，但是用天然植物蛋白制作的胶粘剂粘接强度和抗水性相对较差，缺乏抗微生物的能力，尚不能很好地达到工业应用的标准。因此，很有必要对植物蛋白进行改性，以提高其制作胶粘剂的粘接强度和抗水性等特性，来满足应用的需要。

对植物蛋白进行改性，以提高其胶接性能，制备改性的植物蛋白胶黏剂的报道有很多，US6497760利用各种有机盐，包括尿素、氯化胍及长碳链磺酸盐等调制的大豆胶，其基本原理是利用这些有机盐把大豆蛋白分子完全伸展而不至于破坏蛋白分子，不像用碱伸展蛋白分子时蛋白常会被水解。他们这项专利大豆胶虽然专注用来当作木材胶黏剂，因为其配方使用高价的纯大豆蛋白，而且其胶着也不耐水，因此并不会有很大的贡献。

US5371194描述利用大豆粉在高温(～200℃)下由于多聚醣与蛋白产生胺化作用而形成一种热固化型的树脂当作煤灰的胶黏剂，但是这种胶黏剂用作木材胶黏剂的性能则无记录。

US5635123详述利用大豆粉制造的模压胶(molding compound)和其用法。这种模压胶是用12％异氰酸脂胶与大豆粉里的蛋白在水溶液互相交联，干燥之后研成细粉，使用时把这模压胶与纤维以40％对60％的比例混合，放在模具里热压制造高密度(比重＞1.0)的各种成型产品。

US6306997先用亚硫酸钠把脱脂大豆粉的蛋白稍予水解，然后用30％低黏度中性酚醛胶(pH～7)交联，配成一种耐水胶。此胶的黏度仍然偏高，只适合用来制造胶合板，如果调成30％固体物的胶，虽然可以用来制造刨花板和纤维板，但因含水量太高热压时间太长久。

Guo和Stokke用脱脂或低脂大豆粉和酚醛胶交联，配成一种低黏度可喷涂的胶合剂。此胶的制法是先把大豆粉用8％氢氧化钠在140℃水解2h，然后在50℃下与30％低黏度碱性酚醛胶做交联处理，制成固体物含量约为45％的大豆蛋白侧醛胶。

中国是花生的种植大国和生产大国，在中国花生的栽培面积大约为355.3万公顷，生产量大约为675.7万吨(1985)。同时花生在中国分布也是很广阔，各地都有种植。主产地区为山东、辽宁东部、广东雷州半岛、黄淮河地区以及东南沿海的海滨丘陵和沙土区。其中山东省约占全国生产面积的1/4，总产量的1/3。

由于在中国拥有丰富的花生资源，我们应该这些资源加以综合利用，而作为花生综合利用的一个重要方面，就是要大力开发和发展花生蛋白的综合利用程度。本发明用花生蛋白开发木材胶粘剂将提高花生蛋白附加值。

发明内容

本发明提供一种复合改性花生蛋白胶黏剂的制备方法，该胶黏剂与传统的三醛胶黏剂相比，其突出的特点在于，该胶黏剂不存在有甲醛的排放，同时具有较好的胶结强度，是一种环境友好的胶黏剂，具有较好的社会和环境效益。

本发明通过以下方法实现：

一种复合改性花生蛋白胶黏剂的制备方法，用花生蛋白粉为原料，分别加入改性剂氢氧化钙和/或十二烷基苯磺酸钠和/或尿素，得到花生蛋白胶黏剂。

在反应器中加入3～8质量份的水，边搅拌边加入1质量份的花生蛋白粉，形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入0.5～2质量份质量百分浓度为10～15％的强碱溶液。搅拌10～40分钟，加入0～0.5质量份的改性剂十二烷基苯磺酸钠。搅拌10～40分钟，加入0～1质量份的改性剂尿素。搅拌10～60分钟，加入0.01～1质量份粉末状的氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。取1g涂布在杉木板上，涂布面积为65mm×40mm，两片木板压紧后自然干燥24h，测试其胶接强度。胶接自然干燥24h后，室温下在自来水中浸泡24h，然后在室温下空气干燥24h，测试其耐水胶接强度。

上述的强碱溶液为氢氧化钠或是氢氧化钾溶液。

本发明的有益效果：

1.制备的花生蛋白胶黏剂的甲醛排放量为0，达到国际E0级水平。

2.通过改性后，制备的花生蛋白胶黏剂具有较好的胶结性能。

3.该胶黏剂具有较好的耐水性能，可以在潮湿的环境下使用。

具体实施方式

实施例1

在反应器中加入3kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入0.5kg质量百分浓度为10％的氢氧化钠溶液。搅拌60分钟，加入0.01kg粉状氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为0.9342MPa。耐水胶接强度为0.1039MPa。

实施例2

在反应器中加入3kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入1kg质量百分浓度为10％的氢氧化钾溶液。搅拌10分钟，加入0.2kg的十二烷基苯磺酸钠。搅拌10分钟，加入0.5kg的尿素。搅拌30分钟，加入0.1kg氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶结强度为1.968MPa。耐水胶结强度为0.5142MPa。

实施例3

在反应容器中加入5kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入1kg质量百分浓度为15％的氢氧化钠溶液。搅拌25分钟，加入0.2kg的十二烷基苯磺酸钠。搅拌30分钟，加入1kg的尿素，搅拌10分钟，加入1kg氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为2.301MPa。耐水胶接强度为0.5236MPa。

实施例4

在反应器中加入3kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入2kg质量百分浓度为15％的氢氧化钠溶液。搅拌25分钟，加入0.5kg的尿素，搅拌30分钟，最后加入1.0kg粉状的氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为1.701MPa。耐水胶接强度为0.3651MPa。

实施例5

往反应容器中加入5kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入0.5kg质量百分浓度为12％的氢氧化钠溶液。搅拌25分钟后，加入0.2kg的十二烷基苯磺酸钠。搅拌25分钟后，加入1.0kg尿素，搅拌30分钟，最后加入1.0kg氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为2.216MPa。耐水胶接强度为05396MPa。

实施例6

在反应器中加入5kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入0.5kg质量百分浓度为12％的氢氧化钠溶液。搅拌40分钟，加入0.5kg十二烷基苯磺酸钠。搅拌30分钟，加入0.1kg粉状氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为1.589MPa。耐水胶接强度为0.5734MPa。

实施例7

在反应器中加入8kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入1kg质量百分浓度为15％的氢氧化钠溶液。搅拌40分钟，加入1.0kg尿素，搅拌30分钟，最后加入0.1kg粉状氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为1.901MPa。耐水胶接强度为0.3998MPa。

实施例8

往反应容器中加入5kg水，边搅拌情况边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入2kg质量百分浓度为12％的氢氧化钠溶液。搅拌30分钟，加入0.2kg十二烷基苯磺酸钠。搅拌30分钟，加入1.0kg氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为2.332MPa。耐水胶接强度为0.4933MPa。

实施例9

在反应器中加入8kg水，边搅拌边加入1kg的花生蛋白粉，使形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入2kg质量百分浓度为15％的氢氧化钠溶液。搅拌25分钟，加入0.5kg十二烷基苯磺酸钠。搅拌25分钟，加入1.0kg尿素，搅拌30分钟，加入0.1kg粉状氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。其胶接强度为1.813MPa。耐水胶接强度为0.7651MPa。

Claims

1.一种复合改性花生蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于用花生蛋白粉为原料，分别加入改性剂氢氧化钙和/或十二烷基苯磺酸钠和/或尿素，得到花生蛋白胶黏剂。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：其步骤是在反应器中加入3～8质量份的水，边搅拌边加入1质量份的花生蛋白粉，形成均匀的花生蛋白粉浆液，慢慢滴入0.5～2质量份质量百分浓度为10～15％的强碱溶液；搅拌反应10～40分钟后，加入0～0.5质量份的改性剂十二烷基苯磺酸钠；搅拌反应10～40分钟后，加入0～1质量份的改性剂尿素；搅拌反应10～60分钟后，加入0.01～1质量份粉状氢氧化钙，将浆液搅拌均匀即获得花生蛋白胶黏剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。