CN102367367B - 一种环保型淀粉基粘合剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型淀粉基粘合剂的制备方法。该方法按质量比为2∶1～5∶1，将氧化淀粉与改性蛋白混合；按氧化淀粉与聚乙烯醇的质量比为2∶1～5∶1的比例加入聚乙烯醇，混合均匀，在50-80℃温度下反应2-5h；制备粘合剂初液；将粘合剂初液取出后加入助剂，混合均匀后，制得环保型淀粉基粘合剂；助剂为硼砂和/或柠檬酸，助剂占淀粉干基质量的2-5％。氧化淀粉是在温度为20-50℃的条件下，以高碘酸钠为氧化剂，按氧化剂与淀粉混合制得；本发明原料淀粉和蛋白之间发生化学反应，产生牢固的化学键使粘合剂形成网状结构，加上交联剂的作用，粘合剂的稳定性加强，耐水性能增强，本发明节省了成本，也实现了环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘合剂，特别是涉及一种环保型淀粉基粘合剂的制备方法，该粘合剂可用于木材粘合。
背景技术
以合成高分子为基础物质的新型胶粘剂-合成高分子胶，应用最广泛且最具有代表意义的是甲醛系胶粘剂，包括脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺。其中脲醛树脂胶用量最大，占甲醛系胶粘剂用量的80％左右，占木材胶粘剂总消耗量的60％。这类胶粘剂以其分子量小、湿润性好、胶合强度高等优势得到迅速发展，很快取代了天然胶粘剂，占领了木材胶粘剂市场。除甲醛系胶粘剂外，木材胶粘剂中使用较多的还包括其他水基胶粘剂，如聚醋酸乙烯酯乳液、丙烯酸乳液、聚氨酯等，其中醋酸乙烯酯乳液及丙烯酸乳液的用量正在逐年递增。
丙烯酸酯乳液具有来源广泛、无污染、易合成的特点，但耐水性较差。其主要原因是引入了小分子的乳化剂，产生了弱的边界层，削弱了胶粘剂的粘接强度和耐水性能。聚胺酯具有初粘度好、粘结力强和耐水耐磨等优点，但由于原料大都从国外进口，成本较高。聚醋酸乙烯酯胶粘剂，俗称白乳胶，是一种由醋酸乙烯酯单体经聚合反应得到的热塑性胶体。其特点是生产工艺简单、粘接力强、使用方便，无毒无污染等，广泛应用于多孔性材料特别是木制品的粘接，但其耐水、耐热、抗冻性较差。主要是由于在酸、碱性条件下，分子链上的酯基会发生一定程度的水解，生成亲水性羟基，导致胶膜吸水，甚至溶胀，限制了聚醋酸乙烯酯胶粘剂的应用。目前，国内的聚醋酸乙烯酯乳液改性研究较多，主要集中在共聚、共混和交联改性三个方面。
脲醛树脂相比于酚醛树脂、三聚氰胺树脂的耐水性差，主要是由于脲醛树脂在固化后，结构中仍然存在亲水性的-CH2OH、-OH和易水解的-CONH-基团。目前国、内外的研究改性主要是通过加入改性剂共聚、共混，改变树脂的耐水性能。然而，甲醛系胶粘剂具有致命的缺陷，由于其主要原料之一为甲醛，用其胶接木材加工产品在生产与使用过程不可避免地会释放出游离甲醛等有害气体，危害生产者和消费者的身体健康，长期生活在高浓度甲醛污染的环境中，会产生各种慢性疾病，严重的可致癌。当今，世界各国越来越重视环境质量，人们的环保意识不断增强；随着我国经济的高速增长，人民生活质量的普遍提高，对居住环境也越来越讲究，甲醛释放量受到极大关注。
天然淀粉胶粘剂以其原料来源广、价格低廉、生产工艺简单、使用方便、环保无毒而广泛应用于诸多行业，尤其在包装纸箱、瓦楞纸板生产上大量使用，但淀粉胶粘剂用于木材工业则不多见，最主要的原因是淀粉胶粘剂的粘接强度和耐水性均较差，利用它胶接的制品，其干强度一般而湿强度严重不足，不能满足产品的使用要求。由于淀粉所固有的耐湿性差、初粘力小、干燥速度慢，因此，在木材胶粘剂行业，很少有研究者单独使用淀粉作为原料开发木材胶粘剂，大多数研究仅仅是在木材胶粘剂如脲醛树脂、白乳胶和异氰酸酯胶粘剂中添加一定量的淀粉，以改善脲醛树脂、白乳胶和异氰酸酯胶粘剂的综合性能，虽取得了一定的效果，但并不显著。国外目前的研究方向主要是提高其粘接强度和耐水性，如加入聚乙烯醇、聚丙烯酸、三聚氰胺、尿素等进行改良。
蛋白质胶粘剂是以蛋白质作为主要原料的一种胶粘剂。按蛋白质原料的来源不同，可分为动物性蛋白质胶粘剂(如血胶、干酪素胶、皮骨胶等)和植物性蛋白质胶粘剂(如豆粉胶、豆蛋白胶等)两类。蛋白质胶粘剂的性质，因所用的蛋白质原料的种类及蛋白质含量而异。但总的来说，这类胶粘剂的优点是：原料是可再生资源，对环境没有污染，调胶设备简单，调制和使用方便，干状胶胶合强度较好，能满足一般室内使用的人造板及胶合制品的要求。这类胶的最大缺点是：大部分不耐水，不耐菌虫腐蚀。若通过改性，并添加其他的助剂，可以提升蛋白质粘合剂的胶合强度和耐水性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：提供一种环保，成本低，耐水性能优良，粘合力强的淀粉基粘合剂的制备方法。
本发明以可再生的天然淀粉为原料，采用高碘酸钠氧化得到氧化淀粉，得到醛基含量(30-50％)较高的氧化淀粉(DAS)，同时利用强碱(NaOH)对大豆分离蛋白(SPI)进行变性，将蛋白中的疏水性氨基酸片段伸展出来，减弱其亲水性，在一定温度下(50-80℃)使DAS、SPI和交联剂(聚乙烯醇PVA)反应，一方面使氧化淀粉中的醛基和蛋白中的氨基结合形成稳定的化学键，另一方面使多羟基的聚乙烯醇和前二者分别反应(包括醛基-羟基反应，氨基和羟基之间的反应等)，使该粘合剂分子结构中的结合力更加牢固，制备出具有环保、无醛胶黏剂。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种环保型淀粉基粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)氧化淀粉的制备：在温度为20-50℃的条件下，以高碘酸钠为氧化剂，氧化剂与淀粉混合，制备出醛基质量含量为20-70％的氧化淀粉；
(2)改性蛋白的制备：将蛋白粉加水配置质量浓度为8-10％，加入NaOH溶液调节pH至8-12，然后在40-80℃水域中反应0.5-2h；
(3)聚乙烯醇溶液的制备：将聚乙烯醇加入水中形成混合物，控制聚乙烯醇在混合物中的质量百分比为5-20％，溶解，并搅拌均匀；
(4)粘合剂初液的制备：按质量比为2∶1～5∶1，将氧化淀粉与改性蛋白混合；按氧化淀粉与聚乙烯醇的质量比为2∶1～5∶1的比例加入聚乙烯醇，混合均匀，在50-80℃温度下反应2-5h；制备粘合剂初液；
(5)粘合剂的制备：将粘合剂初液取出后加入助剂，混合均匀后，制得环保型淀粉基粘合剂；所述助剂为硼砂和/或柠檬酸，助剂占淀粉干基质量的2-5％。
为进一步实现本发明目的，所述制备出醛基质量含量为20-70％的氧化淀粉是通过将氧化剂与淀粉按摩尔比为0.2∶1-0.8∶1混合，控制pH＝2-4，反应1-5h实现。
所述控制pH＝2-4是通过滴加盐酸溶液控制。
所述步骤(3)的溶解是在沸水浴中放置20-60min实现。
所述粘合剂初液的质量浓度为10～30％。
所述淀粉优选蜡质玉米淀粉、红薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉或土豆淀粉。
淀粉具有可再生、无污染、成本低、可生物降解等特点，本发明以淀粉和蛋白为主要原料，通过各自不同的变性方法，然后将它们按照一定比例混合反应，同时加入交联剂和其他的助剂，制备出符合胶合板粘合使用的环保型粘合剂。克服淀粉和蛋白单独作为粘合剂使用时耐水性不好的问题。
本发明通过氧化、酯化、接枝或交联等手段来封闭羟基，引入其它官能团，使整个胶粘剂体系中的羟基数目降到恰当的程度并保持有足够的活性基团数目，确保胶粘剂固化过程中这些活性基团相互间发生交联缩聚反应形成牢固的网状结构，既可保证胶合强度又能提高耐水能力。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明原料淀粉和蛋白之间发生化学反应，产生牢固的化学键使粘合剂形成网状结构，使其更稳定，同时加上交联剂的作用，粘合剂的稳定性得到加强，这与其他的粘合剂主要以氢键和不稳定的化学键等作用作为粘合剂的主要粘合力是不同的。
(2)本发明中以双醛淀粉作为粘合剂的主要成分，既可以增强粘合力度，同时可以增强耐水性能，这与通过加入疏水剂来增强耐水性能的粘合剂原理上不同，节省了成本，也实现了环保的目的。
(3)本发明中双醛淀粉还有独特的防腐功能，这可以极大减少了防腐剂的添加量，节省了成本。
(4)本发明原料为可再生的淀粉和大豆蛋白，反应中没有甲醛产生，使用中也不会产生甲醛类有害物质。
(5)本发明以淀粉为主要原料，蛋白比重低于淀粉，在成本上可以得到有效控制，克服了市场上的三醛胶高成本的缺点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
以高碘酸钠为氧化剂，以蜡质玉米淀粉为原料，二者的摩尔比是0.2∶1，混合后用0.1N的HCL调节溶液pH至2.0，在20℃的水域中反应3h，反应结束后用蒸馏水和丙酮分别进行洗涤，干燥后打粉即可得到氧化淀粉，根据酸碱滴定法测定其醛基含量为20％。
取0.2kg大豆分离蛋白，加入1.8L蒸馏水混合后在搅拌器上搅拌均匀，利用0.2N的NaOH溶液调整pH为8，然后放入40℃水浴中反应2h，结束后得到改性蛋白试液。
取聚乙烯醇0.2kg，加入3.8L蒸馏水后搅拌均匀，在沸水浴中溶解20min，然后得到聚乙烯醇溶液。
取上述氧化淀粉1kg，及上面所制的大豆分离蛋白(蛋白含量约为91％)改性试液2kg，将二者混合均匀，再加入上面配置的聚乙烯醇溶液4kg，搅拌均匀后在50℃水域中反应2h，制备粘合剂初液；结束后加入硼砂20g，混匀后放置30min后，制得环保型淀粉基粘合剂。
环保型淀粉基粘合剂颜色微黄，较粘稠，粘度为4Pa.s，用玻棒挑起有丝状呈现，在木板上涂布时流动性较好，易于铺开。
测试说明：
木板准备：选取桦木(国标推荐)作为粘合剂的载体，其尺寸为3×2.5cm，厚度为2mm，使用前控制其水分含量为10％以内，其中粘合木板的有效接触面积为5mm2。
木板粘合：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，陈放后测定剪切强度。
耐水性能测定：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，测定前将样品在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h，然后测定剪切强度。
结果：利用GB/T9846.7-2004的程序测定，将准备好的木板放入万能拉力机的夹持器上，夹紧后，设定测定条件，木条的长度上限是100mm，宽度上限是50mm，拉伸速度是10MPa/min，读出拉力示数后，代入公式P＝F/S，其中S＝5×10-4m2，最终得到年粘合木板的剪切强度为3.2MPa，耐水能力为1.9MPa。该数值已经达到国家关于胶合板的力学标准GB/T9846.3-2004中关于I和II类胶合板性能的要求(≥1MPa)，与单纯的变性淀粉相比，干湿剪切强度均较优，而且耐水强度表现明显。
本实施例环保型淀粉基粘合剂与单纯的改性蛋白粘合剂相比，二者的干湿剪切强度差别不是很明显，但是后者的成本明显较高。
本实施例的环保型淀粉基粘合剂的成分中仅双醛淀粉含有醛基，但大部分以缩醛或者半缩醛的形式存在，不会形成甲醛而释放出来，其作用是为了提升粘合剂的耐水性能；实际测试值0.02mg/L完全达到了GB/T9846.3-2004中关于I和II类胶合板的甲醛释放量的标准。
实施例2：
以高碘酸钠为氧化剂，以土豆淀粉为原料，二者的摩尔比是0.4∶1，混合后用0.1N的HCL调节溶液pH至3.0，在30℃的水域中反应3h，反应结束后用蒸馏水和丙酮分别进行洗涤，干燥后打粉即可得到氧化淀粉，根据酸碱滴定法测定其醛基含量为40％。
取0.3g大豆分离蛋白，加入3.7L蒸馏水混合后在搅拌器上搅拌均匀，利用0.2N的NaOH溶液调整pH为9，然后放入50℃水浴中反应1.5h，结束后得到改性蛋白试液。
取聚乙烯醇0.3kg，加入3.7L蒸馏水后搅拌均匀，在沸水浴中溶解30min，然后得到聚乙烯醇溶液。
氧化淀粉1.2kg左右，上述改性蛋白试液2kg，将二者混合均匀，加入已配置的聚乙烯醇溶液4kg，搅拌均匀后在60℃水域中反应3h，结束后加入硼砂约25g，混匀后放置1h后，用于木板粘合。
环保型淀粉基粘合剂颜色微黄，较粘稠，粘度约为4.2Pa.s，用玻棒挑起有明显的丝状呈现，在木板上涂布时流动性较好，易于铺开。
测试说明：
木板准备：选取桦木(国标推荐)作为粘合剂的载体，其尺寸为3×2.5cm，厚度为2mm，使用前控制其水分含量为10％以内，其中木板粘合的有效接触面积为5mm2。
木板粘合：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，陈放后测定剪切强度。
耐水性能测定：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，测定前将样品在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h，然后测定剪切强度。
结果：利用GB/T9846.7-2004的程序，桦木板材的具体尺寸为3×2.5cm，厚度是2mm，使用涂胶棒按照500-700g/m2的标准涂布，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，测定得到年粘合木板的剪切拉力为3.7MPa，另一部分在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h后，测定得到剪切强度为2.2MPa左右。力学数值和甲醛释放量已经达到国家关于胶合板的力学标准GB/T9846.3-2004中关于I和II类胶合板性能的要求(≥1MPa)。
实施例3
以高碘酸钠为氧化剂，以大米淀粉为原料，二者的摩尔比是0.6∶1，混合后用0.1N的HCL调节溶液pH至4.0，在30℃的水域中反应4h，反应结束后用蒸馏水和丙酮分别进行洗涤，干燥后打粉即可得到氧化淀粉，根据酸碱滴定法测定其醛基含量为50％。
取0.4g大豆分离蛋白，加入4.6L蒸馏水混合后在搅拌器上搅拌均匀，利用0.2N的NaOH溶液调整pH为10，然后放入60℃水浴中反应1h，结束后得到改性蛋白试液。
取聚乙烯醇0.6kg，加入3.4L蒸馏水后搅拌均匀，在沸水浴中溶解40min，然后得到聚乙烯醇溶液。
氧化淀粉1.2kg左右，上述分离蛋白试液2kg，然后将二者混合均匀，再加入质量分数为上述已配置的聚乙烯醇溶液，搅拌均匀后在70℃水域中反应4h，结束后加入硼砂约30g，混匀后放置1.5h后，用于木板粘合。
环保型淀粉基粘合剂颜色微黄，较粘稠，粘度约为3.8Pa.s，用玻棒挑起有丝状呈现，在木板上涂布时流动性较好，易于铺开。
测试说明：
木板准备：选取桦木(国标推荐)作为粘合剂的载体，其尺寸为3×2.5cm，厚度为2mm，使用前控制其水分含量为10％以内，其中粘合木板的有效接触面积为5mm2。
木板粘合：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，陈放后测定剪切强度。
耐水性能测定：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，测定前将样品在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h，然后测定剪切强度。
结果：利用GB/T9846.7-2004的程序，桦木板材的具体尺寸为3×2.5cm，厚度是2mm，使用涂胶棒按照500-700g/m2的标准涂布，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，放置后其中一部分测定得到年粘合木板的剪切拉力为3.5MPa左右，另一部分在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h后测定耐水能力为2.1MPa左右。力学数值和甲醛释放量已经达到国家关于胶合板的力学标准GB/T9846.3-2004中关于I和II类胶合板性能的要求(≥1MPa)。
实施例4
以高碘酸钠为氧化剂，以木薯淀粉为原料，二者的摩尔比是0.8∶1，混合后用0.1N的HCL调节溶液pH至5.0，在40℃的水域中反应5h，反应结束后用蒸馏水和丙酮分别进行洗涤，干燥后打粉即可得到氧化淀粉，根据酸碱滴定法测定其醛基含量为70％。
取0.7kg大豆分离蛋白，加入6.3L蒸馏水混合后在搅拌器上搅拌均匀，利用0.2N的NaOH溶液调整pH为12，然后放入80℃水浴中反应0.5h，结束后得到改性蛋白试液。
取聚乙烯醇0.7kg，加入3.3L蒸馏水后搅拌均匀，在沸水浴中溶解50min，然后得到聚乙烯醇溶液。
氧化淀粉1.4kg左右，上述蛋白试液，将二者混合均匀，加已配置的聚乙烯醇溶液，搅拌均匀后在80℃水域中反应5h，结束后加入硼砂约35g，混匀后放置2h后，用于木板粘合。
环保型淀粉基粘合剂颜色微黄，较粘稠，粘度约为3Pa.s，用玻棒挑起有丝状呈现，在木板上涂布时流动性较好，易于铺开。
测试说明：
木板准备：选取桦木(国标推荐)作为粘合剂的载体，其尺寸为3×2.5cm，厚度为2mm，使用前控制其水分含量为10％以内，其中粘合木板的有效接触面积为5mm2。
木板粘合：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，陈放后测定剪切强度。
耐水性能测定：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，测定前将样品在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h，然后测定剪切强度。
结果：利用GB/T9846.7-2004的程序，桦木板材的具体尺寸为3×2.5cm，厚度是2mm，使用涂胶棒按照500-700g/m2的标准涂布，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，放置后其中一部分测定得到年粘合木板的剪切拉力为3.1MPa左右，另一部分在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h后测定耐水能力为1.8MPa左右。力学数值和甲醛释放量已经达到国家关于胶合板的力学标准GB/T9846.3-2004中关于I和II类胶合板性能的要求(≥1MPa)。
实施例5
以高碘酸钠为氧化剂，以小麦淀粉为原料，二者的摩尔比是0.25∶1，混合后用0.1N的HCL调节溶液pH至3.0，在25℃的水域中反应2h，反应结束后用蒸馏水和丙酮分别进行洗涤，干燥后打粉即可得到氧化淀粉，根据酸碱滴定法测定其醛基含量为25％。
取0.4kg大豆分离蛋白，加入4.6L蒸馏水混合后在搅拌器上搅拌均匀，利用0.2N的NaOH溶液调整pH为11，然后放入70℃水浴中反应1h，结束后得到改性蛋白试液。
取聚乙烯醇0.8kg，加入3.2L蒸馏水后搅拌均匀，在沸水浴中溶解60min，然后得到聚乙烯醇溶液。
取上面制备的氧化淀粉1.6kg左右，配成10％的淀粉乳，加入上面配置的聚乙烯醇溶液，搅拌均匀后使用1N的HCl溶液调节pH为3，在60℃条件下反应1h左右；然后与上述的改性蛋白试液按照一定比例(质量比1∶1)混合复配，然后加入占氧化淀粉干基4.5％的硼砂和柠檬酸分别为45g，混匀后用于木板粘合。
环保型淀粉基粘合剂颜色微黄，较粘稠，粘度约为4.5Pa.s，用玻棒挑起有丝状呈现，在木板上涂布时流动性较好，易于铺开。
测试说明：
木板准备：选取桦木(国标推荐)作为粘合剂的载体，其尺寸为3×2.5cm，厚度为2mm，使用前控制其水分含量为10％以内，其中粘合木板的有效接触面积为5mm2。
木板粘合：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，陈放后测定剪切强度。
耐水性能测定：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，测定前将样品在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h，然后测定剪切强度。
结果：利用GB/T9846.7-2004的程序，以桦木为板材，具体尺寸为3×2.5cm，厚度是2mm，使用涂胶棒按照500-700g/m2的标准涂布，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，放置后其中一部分测定得到年粘合木板的剪切拉力为4.0MPa左右，另一部分在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h后测定耐水能力为2.5MPa左右。力学数值和甲醛释放量已经达到国家关于胶合板的力学标准GB/T9846.3-2004中关于I和II类胶合板性能的要求(≥1MPa)。
实施例6
以高碘酸钠为氧化剂，以红薯淀粉为原料，二者的摩尔比是0.3∶1，混合后用0.1N的HCL调节溶液pH至3.0，在30℃的水域中反应3h，反应结束后用蒸馏水和丙酮分别进行洗涤，干燥后打粉即可得到氧化淀粉，根据酸碱滴定法测定其醛基含量为30％。
取0.4kg大豆分离蛋白，加入5.6L蒸馏水混合后在搅拌器上搅拌均匀，利用0.2N的NaOH溶液调整pH为10.5，然后放入60℃水浴中反应1h，结束后得到改性蛋白试液。
取聚乙烯醇1kg，加入4L蒸馏水后搅拌均匀，在沸水浴中溶解30min，然后得到聚乙烯醇溶液。
氧化淀粉2kg左右，配置浓度为10％的淀粉乳，加入上述聚乙烯醇溶液2kg，搅拌均匀后使用1N的HCl溶液调节pH为4，在温度为70℃下反应2h；取上面的改性蛋白试液，然后加入上面的聚乙烯醇溶液2kg，搅拌均匀后在60℃水域中反应1h左右；然后取上述两种溶液按照质量比2∶1比例混合，然后加入占氧化淀粉干基质量5％的硼砂和柠檬酸分别为50g，混匀后用于木板粘合。
环保型淀粉基粘合剂颜色微黄，较粘稠，粘度约为4.7Pa.s，用玻棒挑起有丝状呈现，在木板上涂布时流动性较好，易于铺开。
测试说明：
木板准备：选取桦木(国标推荐)作为粘合剂的载体，其尺寸为3×2.5cm，厚度为2mm，使用前控制其水分含量为10％以内，其中粘合木板的有效接触面积为5mm2。
木板粘合：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，陈放后测定剪切强度。
耐水性能测定：选取涂胶棒，按照500-700g/m2标准蘸取相同质量的粘合液，在木板的涂布面上涂布均匀，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，测定前将样品在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h，然后测定剪切强度。
结果：利用GB/T9846.7-2004的程序，桦木板材的具体尺寸为3×2.5cm，厚度是2mm，使用涂胶棒按照500-700g/m2的标准涂布，粘合后在1-4MPa/m2压强和压制10min左右，放置后其中一部分测定得到年粘合木板的剪切拉力为4.3MPa左右，另一部分在30℃的水中浸泡12h，取出后在室温条件下干燥12h后测定耐水能力为2.8MPa左右。力学数值和甲醛释放量已经达到国家关于胶合板的力学标准GB/T9846.3-2004中关于I和II类胶合板性能的要求(≥1MPa)。
以上所述仅为本发明的若干种实施方式，不是本发明的全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案而使用的任何等效变换实施方式，均为本发明的权利所涵盖。
Claims (6)
1.一种环保型淀粉基粘合剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）氧化淀粉的制备：在温度为20-50℃的条件下，以高碘酸钠为氧化剂，氧化剂与淀粉混合，制备出醛基质量含量为20-70%的氧化淀粉；
（2）改性蛋白的制备：将蛋白粉加水配置质量浓度为8-10%，加入NaOH溶液调节pH至8-12，然后在40-80℃水浴中反应0.5-2h；
（3）聚乙烯醇溶液的制备：将聚乙烯醇加入水中形成混合物，控制聚乙烯醇在混合物中的质量百分比为5-20%，溶解，并搅拌均匀；
（4）粘合剂初液的制备：按质量比为2:1~5:1，将氧化淀粉与改性蛋白混合；按氧化淀粉与聚乙烯醇的质量比为2:1~5:1的比例加入聚乙烯醇，混合均匀，在50-80℃温度下反应2-5h；制备粘合剂初液；
（5）粘合剂的制备：将粘合剂初液取出后加入助剂，混合均匀后，制得环保型淀粉基粘合剂；所述助剂为硼砂和/或柠檬酸，助剂占淀粉干基质量的2-5%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述制备出醛基质量含量为20-70%的氧化淀粉是通过将氧化剂与淀粉按摩尔比为0.2:1-0.8:1混合，控制pH=2-4，反应1-5h。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述控制pH=2-4是通过滴加盐酸溶液控制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）的溶解是在沸水浴中放置20-60min实现。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述粘合剂初液的质量浓度为10~30%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述淀粉为蜡质玉米淀粉、红薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉或土豆淀粉。
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