[发明专利]一种基于超高压改性的生物基大豆蛋白胶黏剂的制备方法

说明书

本发明提供一种大豆蛋白胶黏剂及其制备方法，首先用尿素对大豆蛋白进行化学改性，然后将微改性后的大豆蛋白做超高压处理，之后再加入交联剂六次甲基四胺，制备无醛耐水性优良的大豆蛋白胶。实验证明，尿素能和大豆蛋白质中羧基等活性基团反应，破坏大豆蛋白分子间氢键和疏水相互作用，疏水基团暴露，从而增加交联结构，并增强力学和耐水性能。再经超高压处理后的大豆蛋白天然结构解折叠，更多疏水区域暴露于蛋白质分子的外部；进一步改善胶黏剂的耐水性。制备的胶黏剂粘度适中，能够在被黏结物表面形成良好润湿，胶黏剂固化后在黏接面能形成良好的机械铆合结构，能够提高胶黏剂干态和湿态胶合强度。

技术领域

本发明公开了一种基于超高压改性的具有较高湿胶合强度的大豆蛋白胶黏剂制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

大豆蛋白因其很高的营养价值和功能性质在许多蛋白质食品配方中广泛应用。在非食品领域中的应用也日益广泛，近年来由于其可持续性、可购性和易得性而被广泛用于制作胶粘剂，大豆蛋白胶粘剂可用于纤维板、刨花板、木板等的结合。

大豆蛋白中的伯胺、羟基、羧基等官能团可以和木质复合材料的极性基团反应，使得其可以作为一种有竞争性的无甲醛木材粘合剂，但未改性大豆蛋白的耐水性和降解性较差，限制了其在木材胶粘剂产品中的应用。为了克服这些缺点，提高其作为胶粘剂的应用，需要对其天然蛋白结构和性质进行改性，工业和学术机构都做了许多努力，用化学试剂、树脂、酶等对大豆蛋白进行改性，以提高其耐水能力。另外通过改性，还可以破坏大豆蛋白天然致密的球状蛋白结构，产生更开放、更灵活、相互交织的多肽链，从而提高蛋白质对固体表面的附着性，并将界面产生的应力集中分布到大块固体中。(Van Der Leeden,M.C.,Rutten,A.A.C.M.,Frens,G.,2000.How to develop globular proteins intoadhesives.J.Biotechnol.79(3),211–221.)

CN200780032520.9公开了来自尿素变性大豆粉的稳定的粘合剂，本发明提供了一种生产更有效且制造成本较低的制备湿强度和干强度改善的稳定的尿素变性大豆粉基粘合剂的改良方法。该方法包括将大豆粉加热直至变性，然后将尿素加入该变性大豆粉中。可将大豆粉加热直至40℃-100℃保持至少15-500分钟。任选地，该方法还包括将交联剂加入所述大豆粉/尿素混合物中，和/或加入乳化或分散的聚合物。根据该发明制备的粘合剂稳定性和强度性质提高。但该发明胶黏剂制备工艺复杂，加入成分较多，且湿胶合强度很低(基本在100SPI以下)，耐水性较差。

CN201510134908.6公开了一种改性大豆蛋白基胶粘剂及其制备方法，由分散介质60-70份、脱脂豆蛋白粉20-35份、尿素0.5-2份、交联增强剂2-15份、苯甲酸钠1-8份制备而成，制备步骤包括使脱脂豆蛋白粉、尿素分散在分散介质中，加入交联增强剂、苯甲酸钠，搅拌均匀得到；根据该发明制备的粘合剂稳定性和强度性质提高。但该发明所制得的胶黏剂粘度较大(10000-20000mPa·s),不利于木板的润湿，且湿胶合强度结果未知。

CN 201810428170.8公开了一种改性大豆蛋白胶粘剂的制备方法，以尿素，三聚磷酸钠，大豆蛋白等为原料，在制备过程中加入了玄武岩纤维，并添加改性海藻酸钠，通过乳化分散、物理复配等方法制备出新型改性大豆蛋白胶粘剂。但发明单位面积涂胶量较大(400g/m²),不利于节约成本。

CN 201811033915.7公开了一种大豆蛋白胶粘剂，包括如下重量份的原料：大豆蛋白粉20-50份、水200-600份、尿素5-15份、硫酸钙5-10份、石墨烯3-5份、二氧化锰3-5份、阴离子表面活性剂5-15份；还提供了一种大豆蛋白胶粘剂的制备方法，本方法通过对大豆蛋白粉疏水改性、高温处理、超声处理等，还加入了增强剂，使所制得的大豆蛋白胶粘剂耐水性好、胶合强度高，从而保证了胶合板的质量。但该发明的成分较多。