CN115433542B - 一种竹茶植物蛋白胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹茶植物蛋白胶黏剂及其制备方法，该竹茶植物蛋白胶黏剂利用竹材截断粉碎后成分的比重差异，可获得含大量淀粉的薄壁细胞，添加第一次碱液处理，使淀粉糊化，既保持了胶黏剂中竹子的香气，又增强了胶黏剂的初粘性；废弃茶叶梗中含大量茶多酚，可在胶层中形成茶叶清香，又对胶黏剂起交联剂作用；添加第二次碱液或金属氧化物，起催化作用，促进了胶黏剂的中低温交联反应；特别是金属氧化物起到粒子增强和抗菌作用。本发明不仅充分利用废弃物，还提高了胶黏剂的耐水粘接性能；胶黏剂相比普通的植物蛋白胶黏剂表现出初粘性好、低温固化、防腐性能好、有淡淡的竹子和茶叶清香的优点。该胶黏剂可用于生产刨花板、纤维板、胶合板等人造板。
Description
技术领域
本发明属于木材胶黏剂技术领域，具体涉及一种竹茶植物蛋白胶黏剂及其制备方法。
背景技术
随着人们对环保，资源可持续利用等方面的日益重视，环境友好且原料可再生的生物质胶黏剂受到广泛关注。含植物蛋白和碳水化合物成分的生物质原料官能团多、活性大、成本低廉成为制备生物质胶黏剂的首选原料，但直接以生物质原料制备的胶黏剂耐水性能较差，难以满足工业应用的要求，因此许多学者采用各种方法对其进行改性以提高其性能。如公开号为CN 113861937A的发明专利公布了酚醛环氧树脂改性的大豆蛋白胶黏剂及制备方法，公开号为CN113637159A的防霉阻燃大豆蛋白胶黏剂的制备方法；Chen等使用环氧化木质素改性豆粕制备木材胶黏剂，改善了耐水性能，也获得较好的防腐性能[ChenS, Chen H, Yang S, et al. Developing an antifungal and high-strength soyprotein-based adhesive modified by lignin-based polymer[J]. Industrial Cropsand Products, 2021, 170(1):113795.]；这些方式制备的胶黏剂改性方式都较单一，固化温度高（大于100℃），固化后的也无特定香味，无天然物质香氛效果，不利于工业化推广。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种竹茶植物蛋白胶黏剂及其制备方法，其利用竹薄壁细胞含淀粉的特点，经过碱液糊化干燥后与茶叶梗混合，再粉碎；然后与脱脂植物蛋白原料混合，添加改性剂，制备成竹茶植物蛋白胶黏剂。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将竹材截断环状结构，粉碎成80-120目的竹粉；
（2）将步骤（1）的竹粉与水按重量比1:19混合，室温下，以60rpm搅拌20min，静置30min，收集漂浮物；
（3）将步骤（2）的漂浮物与碱溶液混合，在60℃保温30min，然后在105℃干燥至含水率小于10%；
（4）将步骤（3）的产物与茶叶梗按重量比1：1混合，再粉碎至过120目筛；
（5）将植物蛋白原料与步骤（4）的产物按重量比2:1混合得到混合物；然后按重量份计，取30份混合物、3-10份碱溶液或金属氧化物、100份水，在30℃搅拌20min，再加入2-30份改性剂，室温搅拌30min，即制成竹茶植物蛋白胶黏剂。
进一步地，所述竹材为3-5年生的毛竹、白竹、磁竹中的一种或几种。
进一步地，所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或几种，其浓度为15wt%-25wt%。
进一步地，所述金属氧化物为氧化钙、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化锰、氧化铜、氧化银中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述茶叶梗为茶青加工过程中产生的废弃物，优选为白茶加工过程中产生的茶叶梗。
进一步地，所述植物蛋白原料为脱脂豆粉、脱脂茶籽粉、脱脂棉籽粉、油茶籽粕粉中的一种或几种。
进一步地，所述改性剂为十二烷基硫酸钠、己二酸二酰肼、N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、kymene系列树脂、JH1201树脂中的一种或几种。
进一步地，所述水为锅炉蒸汽冷凝水。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
该竹茶植物蛋白胶黏剂巧妙的利用了生物质原料中各组分的特点，通过改性剂处理，制成兼具竹子和茶叶清香特点的无甲醛型生物质原料中低温固化的木材胶黏剂。利用竹材截断粉碎后成分的比重差异，可获得含大量淀粉的薄壁细胞，添加第一次碱液处理，使淀粉糊化，既保持了胶黏剂中竹子的香气，又增强了胶黏剂的初粘性。废弃茶叶梗中含大量茶多酚，可在胶层中形成茶叶清香，又对胶黏剂起交联剂作用；添加第二次碱液或金属氧化物，起催化作用，促进了胶黏剂的中低温交联反应；特别是金属氧化物起到粒子增强和抗菌作用；本发明不仅充分利用废弃物，还提高了胶黏剂的耐水粘接性能；胶黏剂相比普通的植物蛋白胶黏剂表现出初粘性好、低温固化、防腐性能好、有淡淡的竹子和茶叶清香的优点。该胶黏剂可用于生产刨花板、纤维板、胶合板等人造板，例如，用于制作胶合板时，双面施胶量为240-300g/m2，可采用手工涂胶或滚筒涂胶的方式实现；在室温下以5-10MPa的表压力，预压0.5-1小时，再以0.8MPa，70-100℃，0.5-2 min/mm热压后，胶合强度皆可达到GB/T9846-2015中Ⅱ类胶合板的要求，制备的人造板无游离甲醛释放,具有天然的竹子和茶叶的香氛效果，能够广泛用于家具或装修行业，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
一种竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将竹材截断环状结构，粉碎成80-120目的竹粉；
（2）将步骤（1）的竹粉与水按重量比1:19混合，室温下，以60rpm搅拌20min，静置30min，收集漂浮物；
（3）将步骤（2）的漂浮物与碱溶液混合，在60℃保温30min，然后在105℃干燥至含水率小于10%；
（4）将步骤（3）的产物与茶叶梗按重量比1：1混合，再粉碎至过120目筛；
（5）将植物蛋白原料与步骤（4）的产物按重量比2:1混合得到混合物；然后按重量份计，取30份混合物、10份金属氧化物、100份水，在30℃搅拌20min，再加入10份改性剂，室温搅拌30min，即制成竹茶植物蛋白胶黏剂。
本实施例中，所述竹材为3年生的毛竹。
本实施例中，所述碱溶液为氢氧化钠，其浓度为20wt%。
本实施例中，所述金属氧化物为氧化铝和氧化铜的混合物。
本实施例中，所述茶叶梗为白茶加工过程中产生的茶叶梗。
本实施例中，所述植物蛋白原料为脱脂茶籽粉。
本实施例中，所述改性剂为十二烷基硫酸钠。
本实施例中，所述水为锅炉蒸汽冷凝水。
对比例1
取30份植物蛋白原料、10份金属氧化物、100份水，在30℃搅拌20min，再加入10份改性剂，室温搅拌30min，即制成普通胶黏剂1。
本对比例中，所述金属氧化物为氧化铝和氧化铜的混合物。
本对比例中，所述植物蛋白原料为脱脂茶籽粉。
本对比例中，所述改性剂为十二烷基硫酸钠。
本对比例中，所述水为锅炉蒸汽冷凝水。
对比例2
（1）将竹材截断环状结构，粉碎成80-120目的竹粉；
（2）将步骤（1）的竹粉与水按重量比1:19混合，室温下，以60rpm搅拌20min，静置30min，收集漂浮物；
（3）将步骤（2）的漂浮物与碱溶液混合，在60℃保温30min，然后在105℃干燥至含水率小于10%；
（4）将步骤（3）的产物与茶叶梗按重量比1：1混合，再粉碎至过120目筛；
（5）将植物蛋白原料与步骤（4）的产物按重量比2:1混合得到混合物；然后按重量份计，取30份混合物、100份水，在30℃搅拌20min，再加入10份改性剂，室温搅拌30min，即制成普通胶黏剂2。
本对比例中，所述竹材为3年生的毛竹。
本对比例中，所述碱溶液为氢氧化钠，其浓度为20wt%。
本对比例中，所述茶叶梗为白茶加工过程中产生的茶叶梗。
本对比例中，所述植物蛋白原料为脱脂茶籽粉。
本对比例中，所述改性剂为十二烷基硫酸钠。
本对比例中，所述水为锅炉蒸汽冷凝水。
表1为实施例1、对比例1-2的胶黏剂的胶合强度和抗菌效果数据
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将竹材截断环状结构，粉碎成80-120目的竹粉；
（2）将步骤（1）的竹粉与水按重量比1:19混合，室温下，以60rpm搅拌20min，静置30min，收集漂浮物；
（3）将步骤（2）的漂浮物与碱溶液混合，在60℃保温30min，然后在105℃干燥至含水率小于10%；
（4）将步骤（3）的产物与茶叶梗按重量比1：1混合，再粉碎至过120目筛；
（5）将植物蛋白原料与步骤（4）的产物按重量比2:1混合得到混合物；然后按重量份计，取30份混合物、3-10份氧化铝和氧化铜的混合物、100份水，在30℃搅拌20min，再加入2-30份改性剂，室温搅拌30min，即制成竹茶植物蛋白胶黏剂；
所述改性剂为十二烷基硫酸钠、己二酸二酰肼、N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、kymene系列树脂、JH1201树脂中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述竹材为3-5年生的毛竹、白竹、磁竹中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或几种，其浓度为15wt%-25wt%。
4.根据权利要求1所述的竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述茶叶梗为茶青加工过程中产生的废弃物。
5.根据权利要求1所述的竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述植物蛋白原料为脱脂豆粉、脱脂茶籽粉、脱脂棉籽粉、油茶籽粕粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的竹茶植物蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述水为锅炉蒸汽冷凝水。
7.一种如权利要求1-6任一项所述制备方法制得的竹茶植物蛋白胶黏剂。
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