[发明专利]一种玄武岩纤维增强大豆基木材胶黏剂及其制备方法有效
申请号: | 201510223348.1 | 申请日: | 2015-05-05 |
公开(公告)号: | CN104817996B | 公开(公告)日: | 2017-09-12 |
发明(设计)人: | 孙恩惠;黄红英;常志洲;武国峰;曲萍;徐跃定 | 申请(专利权)人: | 江苏省农业科学院 |
主分类号: | C09J189/00 | 分类号: | C09J189/00;C09J11/04;C09J11/06 |
代理公司: | 江苏圣典律师事务所32237 | 代理人: | 杨文晰,孙忠浩 |
地址: | 210014 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 玄武岩 纤维 增强 大豆 木材 胶黏剂 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及木材胶黏剂生产领域,特别是一种玄武岩纤维增强大豆基木材胶黏剂及其制备方法。
背景技术
目前,我国工业上使用的木材胶黏剂主要以脲醛、酚醛、三聚氰胺树脂胶黏剂为主,这些胶黏剂来源于石油化工产品,均属于不可再生资源,这些胶黏剂在生产、使用过程中,会持续不断地释放甲醛、苯酚等挥发性气体,造成空气环境污染,危害人体健康。因此近些年科研人员越来越关注开发一种对环境无害又可再生的植物蛋白胶黏剂,以替代传统胶黏剂。其中,大豆蛋白胶黏剂价格低廉,原料来源丰富,加工制作相对简单、易于控制而得到迅猛发展。
然而蛋白质大多是亲水性物质,维持大豆蛋白胶黏剂胶合强度的氢键和二硫键在湿润状态下容易断开,导致胶黏剂耐水性差,粘合强度较低。因此业内普遍采用物理、化学和生物酶等方法对蛋白质进行改性,以获得较强的耐水性和粘结强度。如公开号为CN101319131A的发明专利公开一种无甲醛环保型植物蛋白改性胶黏剂,采用碱性材料、氢氧化钙乳、尿素、烷基硫酸钠、无机酸和脱离子水对天然植物粕进行化学改性,以适用于胶合板、刨花板和纤维板等人造纤维板的制作及木材的粘接;公开号为CN102433099A的发明专利则介绍了一种乳化增容大豆蛋白胶黏剂,利用脲、十二烷基苯磺酸钠及2-巯基乙醇对大豆蛋白进行改性,然后用OP-10对其乳化,再与环氧树脂共混,以改善胶黏剂的耐水胶合强度;公开号为CN102719217A的发明专利提供了一种蛋白基木材胶黏剂,以聚酰胺环氧氯丙烷PAE、聚丙烯酰胺或异氰酸酯等改性剂对蛋白质进行改性,同时利用酸度调节剂、稳定剂、保湿剂、防冻剂等采用常温配料工艺,制备出了涂胶均匀方便的蛋白基木材胶黏剂;公布号为CN102977844A的发明专利则公开一种改性植物蛋白胶黏剂,以水、生物酶、乳化剂对植物蛋白粕进行改性,在使用前加入交联剂水性环氧树脂和固化剂混匀,即可得植物蛋白胶黏剂;公布号CN101857792A的发明专利公开了一种复合改性大豆蛋白胶黏剂,采用降解-交联的复合改性方法对大豆蛋白分子进行改性,通过降解提高胶黏剂对木材表面的浸润性,通过交联提高胶黏剂固化后的分子间内聚力,合成了水性大豆蛋白胶黏剂;公开号CN101875835A的发明专利介绍了一种无甲醛蛋白胶黏剂,将含蛋白原料、水、聚酰胺环氧氯丙烷树脂或聚乙烯亚胺树脂等增强剂、防腐剂在室温下搅拌,制得无甲醛蛋白胶黏剂;这些公开文献虽然在一定程度上通过蛋白质改性的方法提升了胶黏剂产品的性能,但这些改性方法均依赖于化学试剂(如碱性材料、无机酸等)的处理,或蛋白质经过改性后与合成树脂(如聚酰胺环氧氯丙烷树脂或聚乙烯亚胺树脂)进行共混的手段,利用将大豆蛋白分子中的化学活性基团如巯基、氨基、羧基、羟基和芳香基等官能团充分暴露,与化学试剂或合成树脂发生交联反应达到改善大豆胶黏剂胶合耐水强度的目的。然而这些改性蛋白胶黏剂在制备过程中,均需要添加较大剂量的化工产品,对不可再生石化产品仍然有很强依赖性,且胶粘剂在性能上往往因或粘度高、或胶合强度低,或耐水性差等问题,在应用上造成很多局限性。研制一种耐水性强、胶接强度高、低粘度的蛋白胶粘剂,一直是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题,提供一种玄武岩纤维增强大豆基木材胶黏剂,粘度低,胶接强度高,本发明是这样实现的:
一种玄武岩纤维增强大豆基木材胶黏剂,以质量比计,所述玄武岩纤维增强大豆基木材胶黏剂包括:大豆蛋白19-25%,大豆蛋白变性剂 3-7%,大豆蛋白修饰剂3-5%,改性玄武岩纤维 2-5%,余量为蒸馏水;
所述大豆变性剂为硫脲、尿素、乙醇中的一种或它们的组合物;
所述大豆修饰剂为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米膨润土、纳米滑石粉或纳米蒙脱土中的一种或它们的组合物;
所述改性玄武岩纤维是这样获得的:将玄武岩纤维放入等离子体表面改性处理仪中,100-500 W的放电功率下处理2-5min,然后浸渍在硅烷偶联剂溶液中,40-50℃,以100-500W的功率超声振荡20-60min,在103±2℃的温度下烘干,即获得所述改性玄武岩纤维。
进一步,本发明中,所述大豆蛋白为脱脂大豆粉、大豆渣、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白中的一种或多种。
进一步,本发明中,所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-580、KH-590、A-150、或A-151。
本发明所述玄武岩纤维增强大豆基木材胶黏剂的制备方法,具体步骤如下:
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