[发明专利]一种耐水大豆基木材胶黏剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶黏剂的制备方法，尤其涉及一种耐水大豆基木材胶黏剂的制备方法。

背景技术

脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺—甲醛胶是木材工业用胶的主要品种，在中国，脲醛胶的产量占“三醛胶”的80%以上。“三醛胶”的原材料均来自于石化资源，随着全球能源的日益枯竭，各种石化产品的价格必将会大幅上升；另外，“三醛胶”及其木制品在生产和应用过程中，会持续不断地释放游离甲醛，严重危害了产业工人和消费者的身心健康。甲醛被世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）归为第I类致癌物质，即对人类和动物都有致癌作用。近年来，由甲醛导致的婴儿畸形、败血病等报道层出不穷，为木材产业的可持续发展敲响了警钟。为了减少或杜绝木制品中游离甲醛的危害，美国加利福尼亚州空气资源署早在2007就出台了CARB法规，严格规定了木制品中的甲醛释放量；另外，美国的《复合木质品甲醛标准法案》（Formaldehyde Standards for Wood Composite Act）于2011年1月正式生效。这些法规的实施对我国复合木制品的出口，设置了严格的“绿色壁垒”。

为了应对现有木材胶黏剂存在的问题和危害，以可再生资源为原材料开发绿色环保的无醛胶黏剂具有重要意义，其中，大豆来源丰富、价格低廉，是研究的热点。20世纪20年代至60年代，大豆胶曾是胶合板生产的主要胶种，由于其耐水性差而被石化基胶黏剂取代。

大豆胶中起主要粘接作用的是大豆蛋白质，近年来，大部分文献报道的均是大豆分离蛋白的改性技术。例如，Sun等人（Huang Wei-Ning,Sun Xiu-Zhi.Adhesive properties of soy proteins modified by urea and guanidine hydrochloride[J].Journal of the American Oil Chemists Society,2000,77(1):101-104）利用SDS、盐酸胍、亚硫酸氢钠等物质，提高了大豆分离蛋白的耐水性。Li-Kai Chang等人（Liu Yuan,Li-Kai Chang.Chemical modification of soy protein for wood adhesives[J].Macromolecular Rapid Communications,2002(23):739–742）使用多巴胺类改性了分离蛋白的耐水性。虽然以上方法改性后的大豆分离蛋白的耐水性有所提高，但大豆分离蛋白的价格昂贵，并不能满足现有企业对低价格的要求。

也有一些文献报道，利用价格低廉的脱脂豆粉或低脂豆粉为原材料，但低脂豆粉和脱脂豆粉与分离蛋白相比，含有40%左右的可溶性糖、不可溶性糖及纤维素。根据Charles R.Frihart发表的文献（Influence of soy type on wood bonding performance.In:34th Annual Meeting of the Adhesion Society）报道，大豆中的可溶性糖大大破坏了蛋白质的耐水性，因而需要加入一些高效的交联剂才能提高低脂豆粉或脱脂豆粉的耐水性。例如，公开号为US20060156954A1的美国专利文献中利用PAE作为交联剂，以提高大豆粉基胶黏剂的耐水性；Huang Jian等（Huang J,Li-Kai Chang,A new soy flour-based adhesive for making interior typeⅡplywood.Journal of the American Oil Chemists’Society,2008,85:63–70）采用PEI-MA作为交联剂，用以提高脱脂豆粉或低脂豆粉基胶黏剂的耐水性。上述的两个文献中分别采用PAE和PEI-MA作为交联剂，使得脱脂豆粉或低脂豆粉基胶黏剂的耐水性均可达到II类板的要求，并且PAE-SF体系已经在美国实现产业化。然而PAE、PEI的价格昂贵，在胶中的用量较大，致使胶黏剂的价格仍然偏高。

公开号为CN 102876284A的专利文献中公开了一种木材加工用耐水性大豆蛋白胶黏剂及其制备方法，木材加工用耐水性大豆蛋白胶黏剂按重量份数由脱脂大豆蛋白粉或大豆分离蛋白、强碱和水进行降解反应后，用浓酸调节pH值，再加入蒙脱土，最后加入多亚甲基多苯基异氰酸酯混匀而制成。该专利文献中制备得到的大豆胶具有较好的耐水性，然而此胶的存储期小于180min，要求施工时在很短时间内就完成热压成型，否则胶层就会凝胶失效，这极大地影响了该大豆胶的应用。

发明内容