[发明专利]一种有机无机杂化大豆基胶黏剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种有机无机杂化大豆基胶黏剂及其制备方法与应用，包括以下步骤：S1、对纳米颗粒进行无机表面修饰操作，通过无机表面修饰操作在所述纳米颗粒表面引入氨基；S2、制备活性大分子物质，所述活性大分子物质为缩水甘油醚类化合物或缩水甘油胺类化合物；S3、将所述步骤S2制备的表面聚合物修饰纳米颗粒与豆胶原乳液混合后即得所述有机无机杂化大豆基胶黏剂；其中，所述纳米颗粒为含有二氧化硅或氧化铝的无机纳米颗粒。与现有技术相比，本发明方案制得的改性胶黏剂具有良好的耐水性能和机械性能。

技术领域

本发明涉及胶黏剂制备技术领域，具体涉及一种有机无机杂化大豆基胶黏剂及其制备方法与应用。

背景技术

胶黏剂也可称为黏合剂，是通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质。按照胶黏剂的来源可以分为天然胶黏剂和合成胶黏剂，天然胶黏剂包括大豆胶、淀粉胶、木质素胶、单宁胶等生物质胶黏剂，合成胶黏剂主要包括利用石油制备的醛基胶黏剂(如脲醛、酚醛和三聚氰胺树脂胶粘剂)。由于醛基胶黏剂在生产和使用过程中会持续不断的释放甲醛、苯酚、苯系挥发物等VOC气体，严重污染环境且对人体健康危害极大。因此，近年来随着人们环保意识的增强及自然界有限石油资源的日趋枯竭，对环境友好且可再生的天然蛋白胶黏剂日益受到人们的重视和青睐。

大豆属于蝶形花科，大豆属，别名黄豆，是世界上一种十分重要的经济农作物。大豆最主要的组分是油脂、蛋白质、碳水化合物、粗纤维和水分，制备大豆胶时，其粘接作用来自于豆粉内的大豆蛋白质。天然大豆的蛋白分子中，多肽链上绝大多数的极性和非极性基团是通过范德华力、氢键等构成稳定的多级结构，进而形成致密结合的球体，很难形成粘接作用，因此，利用大豆制备胶粘剂时，通常需要对大豆的蛋白质分子进行改性。现有技术中公开了多种改性方法，这些方法通常利用生化因素或物理因素使氨基酸残基和多肽链发生变化，从而使得大豆蛋白中的化学键受到破坏，由原来的不规则弯曲、折叠、螺旋状逐渐伸展，形成松散线装的肽键结构，进而提高大豆基胶黏剂的粘度。然而，现有技术中改性后的大豆基胶黏剂由于成分复杂且高分子碳水化合物含量高，因此，仍存在耐水性能差物理性能弱等缺点，这些缺陷的存在导致现有技术中的大豆基胶黏剂的湿态胶合强度通常较差。

基于此，找出一种能够制备耐水性能好的大豆基胶黏剂的方法具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种能够制备耐水性能好的大豆基胶黏剂的方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种耐水性能好的大豆基胶黏剂。

本发明所要解决的第三个技术问题是：提供一种上述大豆基胶黏剂的应用。

为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种有机无机杂化大豆基胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、对纳米颗粒进行无机表面修饰操作，通过无机表面修饰操作在所述纳米颗粒表面引入氨基；

S2、制备活性大分子物质，所述活性大分子物质为缩水甘油醚类化合物或缩水甘油胺类化合物；

S3、将所述活性大分子物质与氨基修饰后的纳米颗粒混合，加热条件下反应后制得表面聚合物修饰纳米颗粒；

S4、将所述步骤S3制备的表面聚合物修饰纳米颗粒与豆胶原乳液混合后即得所述有机无机杂化大豆基胶黏剂；

其中，所述纳米颗粒为含有二氧化硅的无机纳米颗粒。

进一步地，所述豆胶原乳液的制备方法如下：将脱脂豆粉或大豆蛋白或豆粕与水按质量比为(10～30)：(70～90)混合后，添加质量百分数为0.5～1.5％(优选为1％)的尿素，常温下搅拌0.5～1h即得所述豆胶原乳液。

进一步地，所述步骤S1中的无机表面修饰操作步骤如下：