[发明专利]一种环保胶黏剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于胶黏剂的生产技术领域，具体涉及一种环保胶黏剂及利用蚕茧废丝胶制备该环保胶黏剂的方法，还涉及该环保胶黏剂的应用。

背景技术

目前，我国茧丝绸生产规模居世界第一，年产蚕茧50万吨左右，生丝7万吨以上，约占世界生产总量的80%和60%，丝绸产量占全世界总产量的45%左右。然而，在目前蚕茧的后加工中存在着巨大的资源浪费，在蚕农煮丝、选茧及生丝加工中，每公斤蚕茧只有0.8公斤左右可达到上车蚕茧质量要求，约有20%的下脚蚕茧无进一步的利用而成为废物排入环境中，主要表现在：在部分煮丝、生丝和真丝加工中，由于我国传统丝绸行业的制丝纺织工艺只利用蚕丝的内层丝素部分，而对外层丝胶逐步脱除，随废水排入环境，蚕茧是一种高蛋白长纤维物质，其中外层丝胶蛋白平均约占蚕茧总重的20~30%，如不进行处理而直接排放或废弃，一方面会造成环境的污染，另一方面也是对资源的巨大浪费，直接影响产业的经济效益。

其中，丝胶蛋白是一种生物相容性优良的天然高分子材料，在蚕丝中的含量为20%~30%，它对蚕丝的内层丝素起到保护和胶粘作用，但是由于制丝及纺织工艺的需要，丝胶蛋白最终还是被洗净脱掉，这不仅造成了丝胶蛋白的浪费，还会导致环境的污染，因此，对丝胶蛋白的回收以及开发利用就成为众多科研工作者研究的重点，由于丝胶蛋白具有独特的理化性质，如易溶、吸水、凝胶化、可改性和抗氧化等特性，目前丝胶蛋白在化妆品、纤维材料、医药等领域都有着广泛的应用并且也取得了一定的进展，但将其用作环保胶粘剂的探索却未见报道。

随着世界森林资源的减少，天然木材产量急剧下降，作为天然实木的替代品——各种人造板材越来越为人们所重视，截止2008年底，我国已有人造板企业6 000多家，生产规模超过9 000万立方米 ，成为世界人造板生产和消费第一大国，不论国内还是国外，胶粘剂在木材行业的用量很大，同时也是人造板品质、技术的决定因素，有统计表明，其占胶粘剂总用量的3/4以上。我国木材胶黏剂产量2010年达到500万吨，居世界第一位。

目前，我国木材工业主要以“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）为主，如2005年，我国木材胶粘剂总用量约140万吨（干），其中脲醛树脂胶用量近139万吨（干），占绝对主导地位，酚醛树脂胶用量仅约1.6万吨（干）。脲醛胶分子间的醚键（-CH2-O-CH2-）在湿热的情况下容易断裂而释放出游离甲醛；三聚氰胺甲醛树脂胶也会释放甲醛，而且生产成本较高；异氰酸酯类胶粘剂虽不会释放游离甲醛，但价格昂贵、施工过程毒性大，这些合成胶粘剂由于在生产或者使用过程中，会释放对环境及人体有害的甲醛等有害物质，而且其原料来源于不可再生的化石资源，20世纪90年代以来随着人们对自身及环境安全问题的关注和石油储量的减少，使此问题愈发突出，迫切需要开发一类可再生的环保胶黏剂。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的胶黏剂原料来源有限、生产成本高，生产或使用过程中易释放甲醛等有害物质的不足，提供一种环保胶黏剂，该环保胶黏剂利用蚕茧废丝胶和其它下脚料制备而成。

本发明的另一个目的是提供一种环保胶黏剂的制备方法。

本发明还有一个目的是提供一种环保胶黏剂的应用。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种环保胶黏剂的制备方法，所述制备方法包括下列步骤：

（1）收集煮蚕茧后的废水，冷却至室温，然后用超滤膜过滤，回收截留液获得丝胶浓缩液，或者在低于80℃条件下，真空或常压浓缩10~12倍，获得丝胶浓缩液；

（2）将步骤（1）获得的丝胶浓缩液进行改性处理，获得改性处理后的丝胶浓缩液；

（3）将步骤（2）改性处理后的丝胶浓缩液再在≤80℃条件下常压或真空浓缩，获得粘稠状可流动物料，即为环保胶黏剂成品。

上文步骤（1）中的煮蚕茧后的废水是指农户将家蚕茧、柞蚕茧、蓖麻蚕茧和其它蚕茧高温煮练抽丝产生的废液，保留其中的废蚕茧壳、废蚕茧衣、废丝；所用超滤膜（UF）是指孔径不大于1μm的过滤膜，过滤方式可采用重力过滤或压力过滤；

上文步骤（2）中的改性处理为下列三种改性方法之一，三种方法可获得不同粘结性能的胶黏剂：

（1）热改性：将步骤（1）的丝胶浓缩液在85℃条件下进行搅拌反应30min，直至丝胶浓缩液在搅拌过程中出现微小气泡，获得偏棕色的改性处理后的丝胶浓缩液；