[发明专利]一种粘结剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料学领域，尤其涉及一种粘结剂及其制备方法。

背景技术

目前，在工业和民用的建筑、装潢和家具等行业，乳胶和粘结剂市场还是化工原料的产品为主导，这些产品对环境的冲击和影响比较大，与我国的可持续性发展策略相悖。西方的工业国家已着手开发并已经应用以可再生的生物原料为主的生物胶，已大规模应用的行业包括建筑材料、造纸业和民用装潢材料。我国作为一个材料应用大国，势必会加大对生物材料包括生物胶的技术和资金投入，遵循全球的技术和市场导向，以降低环境污染和对人民的生命危害。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种粘结剂及其制备方法，所述这种粘结剂及其制备方法解决了现有技术中的粘结剂含有甲醛等有毒的物质，会影响人们的健康，同时会污染环境的技术问题。

本发明提供了一种粘结剂，由大豆粉和无机盐构成，所述的大豆粉与无机盐的重量比为（50-95）:（5-50）。

进一步的，还含有淀粉，所述的大豆粉、无机盐与淀粉的重量比为（60-80）:（10-30）:（5-15）。

进一步的，还含有葡萄糖，所述的大豆粉、无机盐、淀粉与葡萄糖重量比为（60-80）: （8-30）:（4-15）:（0.5-5）。

进一步的，所述的无机盐包括但不限于Fe O、ZnO、MgO、 CaO、 Fe₂O₃、Al₂O₃。

本发明还提供了一种粘结剂，由大豆粉、无机盐和水构成，大豆粉与无机盐的重量比为（50-95）:（5-50），在所述的粘结剂中，其固含量在15%~45%之间，PH值在7-11之间。

进一步的，还含有淀粉，所述的大豆粉、无机盐与淀粉的重量比为（60-80）:（10-30）:（5-15）。

进一步的，还含有葡萄糖，所述的大豆粉、无机盐、淀粉与葡萄糖重量比为（60-80）: （8-30）:（4-15）:（0.5-5）。

进一步的，本发明还提供了上述的这种粘结剂的制备方法，包括一个按照重量比称取各物质的步骤，然后将称取的各物质加入反应容器中，混合搅拌后，加入水，搅拌形成均匀的水溶胶，在所述的水溶胶中，固含量在15%~40%之间，PH值在7-11之间。

进一步的，用氨水将PH值调解在7-11之间。

进一步的，所述的无机盐包括但不限于Fe O、ZnO、MgO、 CaO、 Fe₂O₃、Al₂O₃。

本发明还提供了上述的一种粘结剂的使用方法，包括一个将粘结剂加热固化的过程，在所述的加热固化的过程中，加热的温度为180-250℃，加热0.5-3分钟，然后冷却至常温保存。

进一步的，所述的大豆粉采用Prolia SF100/90 大豆粉。

本发明是基于可降解和再生的生物材料为主，采用的原材料主要为大豆粉、淀粉和糖，采用无机化合物（金属氧化物）为络合交联反应剂，形成有机可持续的生物粘结剂，以取代目前市场上广泛利用的化工乳胶产品。本发明将大豆粉，与无机盐混合搅拌（或加入淀粉、糖）后，把混合物慢慢加入水中并不停的搅拌形成均匀的水溶胶。胶体的固体比例（即固含量）低于45%，否则粘度会太高，不利于实际应用。理想的固含量应在15%至40%之间，酸碱度可用氨水调节在7-11之间，此生物粘结剂形成后可在室温下长时间保持稳定。

本发明的反应原理是大豆粉里的酸基（-COOH）和无机盐里的金属离子发生络合交联。细一点的大豆粉更容易反应，所以采用粒度细一点的大豆粉。淀粉则需要分子量高一点的，机械强度会好一些。通常要DE（Dextrose Equivalent, 即，葡萄糖当量值）>5，理想的当量值：5<DE<15。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。固化过程中豆粉蛋白质中的氨基酸与金属离子发生络合交联作用，形成机械性能很强的络合物。它并不像一般的基于淀粉的生物胶，这种新生物粘结剂具有很好的防水性，不容易因吸水而弱化物理和机械性能。

本发明的生物粘结剂固化后没有有害的甲醛等挥发物，具有可持续和再生性等特点。本发明有利于环境保护，可应用于造纸业，建筑材料，玻璃棉/玻璃纤维非纺产品的复合材料等领域，具有广泛的市场应用前景。而且，由于豆粉的成本比一般的化工原料低，所以这种新粘结剂的制备成本也会较低，有利于今后的扩大化生产和商业化运作。

具体实施方式：