CN107129692A - 一种生物合成树脂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种生物合成树脂、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物合成树脂、其制备方法及应用，以玉米蛋白粉为主要原料，并对其进行改性，在碱性条件下与月桂酸、丙二酸，碳酸钠反应，再加入糖醇和纳米二氧化硅，制备得到的生物合成树脂性质稳定，耐水耐高温，耐腐蚀，无毒无污染，可自然降解，粘接强度高，可作为胶粘剂和涂料应用，用途广泛。

Description

一种生物合成树脂、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种生物合成树脂、其制备方法及应用。
背景技术
板材的加工和使用过程中都需要不同性能的胶粘剂。现在常用的胶粘剂多为人工合成胶粘剂，例如脲醛树脂、酚醛树脂等，这类胶粘剂在使用过程中会释放甲醛等有害物质，危害环境和人体健康，因此这类合成胶粘剂的使用逐渐受到限制。
近年来逐渐兴起一种生物合成树脂的胶粘剂，生物合成树脂是一类天然大分子改性制备的具备合成树脂特性的物质，具有良好的胶粘特性，且可降解无污染，是对传统树脂类胶粘剂的良好替代选择。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种生物合成树脂、其制备方法及应用，得到的生物合成树脂性质稳定，耐水耐高温，耐腐蚀，无毒无污染，可自然降解，粘接强度高，用途广泛。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种生物合成树脂的制备方法，包括：
1)按以下质量份数计称取各组分：玉米蛋白粉8～22份，水70～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.09份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.035份，月桂酸0.04～0.07份，丙二酸或甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～7份；
2)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
3)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
4)向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸或甲酸，并在12～18min内滴加完毕，然后升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至6.8～7.7，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂。
一实施例中：所述各组分为：玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份。
一实施例中：所述各组分为：玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份。
一实施例中：所述各组分为：玉米蛋白粉18～22份，水70～90份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.07～0.09份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.025～0.035份，月桂酸0.05～0.07份，甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅5～7份。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
一种生物合成树脂，所述生物合成树脂的原料按质量份数计，包括：玉米蛋白粉8～22份，水70～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.09份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.035份，月桂酸0.04～0.07份，丙二酸或甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～7份。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：
上述生物合成树脂作为胶粘剂的用途。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之四是：
上述生物合成树脂作为涂料的用途。
本发明所述之纳米二氧化硅，粒度为1～100nm，俗称白炭黑。
本发明所述之糖醇，例如为山梨糖醇、甘露糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇等。
本发明所述之玉米蛋白粉，柠檬酸，氢氧化钠，碳酸钠，糖醇，月桂酸，丙二酸，纳米二氧化硅均为市面上可购买到的产品。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明以玉米蛋白粉为主要原料，对其进行改性，形成具有特定分子结构的生物合成树脂，并通过其中的月桂酸增加湿润性和稳定性，糠醇保证胶水抗老化和龟裂，纳米二氧化硅提高产品抗老化、抗紫外线和抗光化性能，各组分毒性低或无毒性，不但避免了传统胶粘剂的游离甲醛气体污染，同时得到的生物合成树脂性质稳定，韧性强，耐水耐高温，耐腐蚀，无毒无污染，可自然降解，粘接强度高，适用于作为胶粘剂使用；也可作为涂料或加入着色颜料后作为有色涂料用于室内装修，用途广泛。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明的内容：
实施例1
1)按以下配方称取各组分：玉米蛋白粉10kg，水100kg，柠檬酸0.65kg，氢氧化钠0.05kg，碳酸钠0.25kg，糖醇0.02kg，月桂酸0.05kg，丙二酸0.02kg，纳米二氧化硅5kg；
2)将温度为25℃的所述水放入搅拌器，150rpm搅拌下，向水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为9.0的缓冲液；
3)在150rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应30min；
4)向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在15min内滴加完毕，然后升温至60℃，恒温聚合反应60min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至7.0～7.5，继续保温反应10min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至30℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至25℃，即得生物合成树脂，经检测，其固体含量55～60％，黏度(涂-4杯)100～120s，pH值7.0～7.5，贮存期≥60天，无毒无污染，结合强度和韧性佳。
实施例2
1)按以下配方称取各组分：玉米蛋白粉9kg，水95kg，柠檬酸0.68kg，氢氧化钠0.055kg，碳酸钠0.23kg，糖醇0.017kg，月桂酸0.046kg，丙二酸0.016kg，纳米二氧化硅4.5kg；
2)将温度为25℃的所述水放入搅拌器，150rpm搅拌下，向水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为9.0的缓冲液；
3)在150rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应30min；
4)向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在15min内滴加完毕，然后升温至60℃，恒温聚合反应60min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至7.0～7.5，继续保温反应10min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至30℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至25℃，即得生物合成树脂，经检测，其固体含量55～60％，黏度(涂-4杯)100～120s，pH值7.0～7.5，贮存期≥60天，无毒无污染，结合强度和韧性佳。
实施例3
1)按以下配方称取各组分：玉米蛋白粉11kg，水105kg，柠檬酸0.63kg，氢氧化钠0.045kg，碳酸钠0.26kg，糖醇0.023kg，月桂酸0.053kg，丙二酸0.023kg，纳米二氧化硅5.5kg；
2)将温度为25℃的所述水放入搅拌器，150rpm搅拌下，向水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为9.0的缓冲液；
3)在150rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应30min；
4)向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在15min内滴加完毕，然后升温至60℃，恒温聚合反应60min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至7.0～7.5，继续保温反应10min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至30℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至25℃，即得生物合成树脂，经检测，其固体含量55～60％，黏度(涂-4杯)100～120s，pH值7.0～7.5，贮存期≥60天，无毒无污染，结合强度和韧性佳。
实施例4
1)按以下配方称取各组分：玉米蛋白粉10kg，水100kg，柠檬酸0.65kg，氢氧化钠0.05kg，碳酸钠0.25kg，糖醇0.02kg，月桂酸0.05kg，甲酸0.02kg，纳米二氧化硅5kg；
2)将温度为25℃的所述水放入搅拌器，150rpm搅拌下，向水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为9.0的缓冲液；
3)在150rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉缓慢加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应30min；
4)向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入所述甲酸并调节pH值至5.0～6.0，在15min内滴加完毕，然后升温至60℃，恒温聚合反应60min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至7.0～7.5，继续保温反应10min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至30℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至25℃，即得生物合成树脂，其固体含量55～60％，黏度(涂-4杯)100～120s，pH值7.0～7.5，贮存期≥60天，无毒无污染，结合强度和韧性佳。
实施例5
1)按以下配方称取各组分：玉米蛋白粉20kg，水80kg，柠檬酸0.65kg，氢氧化钠0.08kg，碳酸钠0.25kg，糖醇0.03kg，月桂酸0.06kg，甲酸0.02kg，纳米二氧化硅6kg；
2)将温度为25℃的所述水放入反应釜，150rpm搅拌下，向水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为9.0的缓冲液；
3)在150rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉缓慢加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应30min；
4)用水将所述甲酸稀释3倍后，向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入稀释后的甲酸并调节pH值至5.5～6.0，在15min内滴加完毕，然后升温至60℃，恒温聚合反应60min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至7.0～7.5，继续保温反应10min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至30℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至25℃，即得生物合成树脂，其固体含量60～65％，黏度(涂-4杯)150～200s，pH值7.0～7.5，贮存期≥60天，无毒无污染，结合强度和韧性佳。
本领域技术人员可知，当本发明的技术参数在如下范围内变化时，可以预期得到与上述实施例相同或相近的技术效果：
一种生物合成树脂的制备方法，包括：
1)按以下质量份数计称取各组分：玉米蛋白粉8～22份，水70～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.09份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.035份，月桂酸0.04～0.07份，丙二酸或甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～7份；
2)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
3)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
4)向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸或甲酸，并在12～18min内滴加完毕，然后升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至6.8～7.7，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种生物合成树脂的制备方法，其特征在于：包括：
1)按以下质量份数计称取各组分：玉米蛋白粉8～22份，水70～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.09份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.035份，月桂酸0.04～0.07份，丙二酸或甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～7份；
2)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
3)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤2)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
4)向步骤3)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸或甲酸，并在12～18min内滴加完毕，然后升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
5)向步骤4)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至6.8～7.7，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂。
2.根据权利要求1所述的生物合成树脂的制备方法，其特征在于：所述各组分为：玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份。
3.根据权利要求1所述的生物合成树脂的制备方法，其特征在于：所述各组分为：玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份。
4.根据权利要求1所述的生物合成树脂的制备方法，其特征在于：所述各组分为：玉米蛋白粉18～22份，水70～90份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.07～0.09份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.025～0.035份，月桂酸0.05～0.07份，甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅5～7份。
5.一种生物合成树脂，其特征在于：所述生物合成树脂的原料按质量份数计，包括：玉米蛋白粉8～22份，水70～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.09份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.035份，月桂酸0.04～0.07份，丙二酸或甲酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～7份。
6.一种生物合成树脂作为胶粘剂的用途，其特征在于：所述生物合成树脂为根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法所制备的生物合成树脂，或为权利要求5所述的生物合成树脂。
7.一种生物合成树脂作为涂料的用途，其特征在于：所述生物合成树脂为根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法所制备的生物合成树脂，或为权利要求5所述的生物合成树脂。
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