[发明专利]一种无甲醛玉米蛋白粉木材胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于木材胶粘剂制备技术领域，更具体涉及一种无甲醛玉米蛋白粉木材胶粘剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展及人类文明的进步，保护环境，与自然和谐共存已越来越受到人们的关注。胶粘剂行业也不例外，制造出从生产到应用过程都无污染、无“三废”排放的胶粘剂已经是一种趋势。就国内胶粘剂市场看，2010年我国胶粘剂产量将达到730万吨，保持年均11.3%的增长率；销售额将达到570亿元人民币，年均增长率保持在11.8%。其中木材工业用胶粘剂占胶粘剂总产量的60%以上；而甲醛系胶粘剂在木材工业中用量最大，仅“三醛”胶[脲醛树脂胶（UF）、酚醛树脂胶（PF）和三聚氰胺甲醛树脂胶（MF）]在木材工业中的用量就超过了80%。但“三醛”胶在制备过程中的有害物质会威胁工人的身体健康，制作的人造板在使用过程中易挥发甲醛等有毒气体，污染环境，影响消费者的健康。因此，可替代“三醛”胶的无甲醛环保型胶粘剂具有广阔的市场。

国内外对木材胶粘剂游离醛含量或人造板甲醛释放量限量的要求越来越严格，美国加利福尼亚州近年出台的一条目的在于降低复合木制品甲醛排放的“最终管制令（ATCM）”，对复合木制品的有毒气体（主要是甲醛）释放量提出了更高要求，其中对室内用胶合板的甲醛释放量限制几乎到了苛刻的地步，为0.05ppm，这基本上要求废除“三醛”胶在室内胶合板生产领域的使用。因此，人造板企业对可替代“三醛”胶的环保型无醛胶粘剂有巨大需求。

专利号为ZL 200610010370.9的发明专利所公开的“低碱量豆粉胶粘剂”由豆粉、氢氧化钠、氧化钙和硅酸钠制成，其各组分重量份数比为：豆粉100、氢氧化钠1.5－2、氧化钙2－5、硅酸钠15－20。虽然该专利改进了传统豆胶的配方，但其耐水性能依然较差。

美国专利US 2007/0148339 A1公开的“耐水性植物蛋白胶粘剂”中豆粉经过氢氧化钠变性后，再通过添加酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛树脂、甲醛或聚乙二醇，最终合成改性豆胶。虽然该专利改善了植物蛋白质胶粘剂的耐水性，但从专利中胶粘剂的配方组成可看出，醛类树脂或其它化合物含量明显大于豆粉含量，因此，其制成的木制品释放出的甲醛还是不容忽视。

公开号为CN 101649178 A的发明专利公开了“植物蛋白胶粘剂及制备方法、由该植物蛋白胶粘剂制备的改性胶粘剂”。该专利中的植物蛋白胶粘剂采用对植物蛋白进行多次的酸、碱复合变性而成，其制作的胶合板可达到Ⅱ类胶合板的要求；加入交联剂后制作的胶合板还可达到Ⅰ类胶合板的要求。但制作胶合板热压温度均高于160℃，能耗高，出材率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种无甲醛玉米蛋白粉木材胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂原料易得，成本低廉，制备方法简单，无毒环保，耐水胶合强度可以达到Ⅰ类胶（室外型）或Ⅱ类胶（室内型）的水平，可用于热压，也可用于冷压，适用性广。可用于木材工业的人造板及木制品的生产。

一种无甲醛玉米蛋白粉木材胶粘剂的原料配方为：玉米蛋白粉，水，金属盐，酸，氨基类物质，多羟基类物质，异氰酸酯；各组分的添加量为玉米蛋白粉10－40份，水20－85份，金属盐0.1－1份，酸0－10份，氨基类物质3－20份，多羟基类物质5－18份，异氰酸酯2－15份。

该胶粘剂的制备在反应釜中进行，其具体过程为：

①向反应釜中加入20－85份水，控制温度10－40℃；

②加入10－40份玉米蛋白粉，反应100-120分钟，使其充分溶解，搅拌均匀；

③加入0.1－1份金属盐，反应5－10分钟，搅拌；

④加入0－10份酸，反应50－60分钟，搅拌；

⑤加入3－20份氨基类物质，反应70－80分钟，搅拌；

⑥加入5－18份多羟基类物质，反应40－50分钟，搅拌；

⑦将反应釜的温度调整为20－25℃，加入2－15份异氰酸酯，搅拌均匀，反应10－20分钟后即得该胶粘剂。

所述玉米蛋白粉的粒度≥120目。

所述金属盐为铬盐、亚铁盐中的一种或几种混合物。

所述酸为浓度为30%-45%氢卤酸中的一种或几种混合物。

所述金属盐为铬盐、亚铁盐中的一种或几种混合物。

所述氨基类物质为含氨基、亚氨基的丙烯酰胺、硫脲、尿素、双氰胺中的一种或几种混合物。

所述多羟基类物质为5－30wt%的糊化玉米淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠的水溶液的一种或几种混合物。