[发明专利]一种多重网络结构的无醛大豆蛋白胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多重网络结构的无醛大豆蛋白胶黏剂，包括以下重量份的组分：主剂15‑18份、分散介质水85‑88份、菠萝蛋白酶0.05‑0.1份、单宁酸（TA）2‑3份、七水合硫酸锌0.25‑0.5份、交联剂1,2,3‑丙三醇二缩水甘油醚（PTGE）2‑4份。本发明的多重网络结构的无醛大豆蛋白胶黏剂形成三重网络结构，具有黏度适中、干/湿胶合强度高、韧性好、防霉性能好，而且制备胶黏剂涂覆均匀，性能稳定，产品质量稳定提高。本发明另外还涉及一种多重网络结构的无醛大豆蛋白胶黏剂的制备方法。

技术领域

本发明涉及用于单板类人造板制备技术领域，具体涉及一种大豆蛋白木材胶黏剂及其制备方法。

背景技术

我国珍贵木材资源相对匮乏，人工林资源丰富，利用人工林速生材通过胶黏剂制备人造板是人居环境中家具地板、室内装饰装修的主要原材料，2018年，我国人造板总产量达3亿立方米，约占世界总产量的50%，其中60%以上为单板类人造板产品。按每吨胶黏剂平均生产9立方米人造板计算，2018年我国单板类人造板用胶黏剂消耗量约1800万吨（固体含量50%），其中脲醛树脂及其改性产品占胶黏剂总产量的90%以上，占主导地位。脲醛树脂胶黏剂因其原料充足、价格低廉、水溶性好等优势在木材工业中广泛使用，但存在制品甲醛释放问题。随着人们生活水平提高，人居环境污染问题受到关注。采用大豆蛋白胶黏剂制备人造板能解决人造板游离甲醛释放量的问题，是一个重要的解决问题的途径，但大豆蛋白胶黏剂存在耐水胶接性能差，脆性大，胶接稳定性差、防霉性差等问题，限制其工业化应用。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为了解决大豆蛋白胶黏剂存在的耐水性能差、脆性大的问题，本发明设计了一种多重网络结构的大豆蛋白木材胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂具有耐水胶接强度高、韧性好、防霉性能好的特点，而且胶黏剂黏度适中、渗透性好、方便施胶，能够满足胶合板胶黏剂的耐水与工艺要求，胶黏剂成本低，保证了生物质胶黏剂的实用性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种多重网络结构的无醛大豆蛋白胶黏剂，包括以下重量份的组分：主剂15-18份、分散介质水85-88份、菠萝蛋白酶0.05-0.1份、单宁酸（TA）2-3份、七水合硫酸锌0.25-0.5份、交联剂1,2,3-丙三醇二缩水甘油醚（PTGE）2-4份。

其中，所述主剂为大豆分离蛋白，蛋白含量90%，粒径均250目，购自山东禹王生态食品工业有限公司；单宁酸、七水合硫酸锌购自麦克林生物化学有限公司；菠萝蛋白酶的分子量33000，酶活性300μ/mg，购自上海源叶集团有限公司；交联剂1,2,3-丙三醇二缩水甘油醚(PTGE)，作为一种柔性环氧交联剂，购自麦克林生物化学有限公司；所述分散介质水可以选择自来水、软化水、去离子水中的一种或多种，工业生产中采用自来水即可。

采用上述化学试剂配合处理方法，首先通过菠萝蛋白酶降低大豆蛋白胶黏剂的分子量，降低胶黏剂粘度，提高胶黏剂反应活性；然后引入1,2,3-丙三醇二缩水甘油醚（PTGE），通过和大豆蛋白活性基团发生环氧开环反应，形成第一层共价键网络结构；接着引入儿茶酚基单宁酸，单宁酸中的酚类物质可以提高胶黏剂防霉性能，通过儿茶酚基团和大豆蛋白活性基团相互作用形成氢键，构建第二层氢键网络；最后通过添加七水合硫酸锌引入金属离子--锌离子，锌离子价格便宜，而且可以赋予材料一定的防霉性，通过锌离子和单宁酸中的儿茶酚基团产生金属螯合，形成离子键，构建第三层离子键网络，在大豆蛋白胶黏剂中形成紧密的三重网络结构。

一种多重网络结构的无醛大豆蛋白胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照重量份配比称量各组分，首先将主剂加入到分散介质水中，搅拌均匀，高压均质2个循环，压强30MPa，然后加入菠萝蛋白酶，将混合溶液放置在55℃的水浴锅中，在1200rpm搅拌桨搅拌下，均匀搅拌5分钟，使大豆蛋白充分降解；