[发明专利]一种乳清蛋白木材粘合剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种乳清蛋白木材粘合剂及其制备方法与应用，属于粘合剂技术领域。

背景技术

乳清是乳制品加工厂生产的副产物，尤其是奶酪的生产会产生大量的乳清。一般情况下，没生产1Kg的奶酪就会产生9Kg的乳清。由于乳清中含有较高的蛋白质，当乳清被直接排放到环境中会对环境造成严重污染。目前，对于乳清的综合利用多集中于提取乳清蛋白等食品类应用。但是，由于乳清蛋白具有优良的加工特性，如乳化性、起泡性等使其在非食品领域具有较大的应用潜力。

木材粘合剂是以木质材料为原料的各种仪器、装饰、家具等等器具加工过程中必不可少的材料。虽然目前的粘合剂种类很多，但木材粘合剂还比较少，而且存在一定不足，譬如，粘合强度低、耐水性差、生产工艺复杂、成本高，且含有甲醛，污染环境。

发明内容

为提供一种粘合强度高、制备成本低、制备工艺简单的木材粘合剂，本发明采取了以下技术方案：

本发明的目的在于提供一种乳清蛋白木材粘合剂，该木材粘合剂含有如下质量分数的原料：

乳清蛋白5％-50％，粘合剂1％-30％，增塑剂5％-50％，消泡剂0.01％-0.5％。

优选地，所述粘合剂，是异氰酸酯、聚异氰酸酯、异氰酸酯预聚物、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛的一种或几种。

优选地，所述增塑剂，是聚醋酸乙烯酯乳液，丁二烯乳液，乙烯-乙烯醇乳液，乙烯-醋酸乙烯酯乳液，丁二烯-苯乙烯乳液中的一种或几种。

优选地，所述消泡剂，是聚硅氧烷溶液。

更优选地，所述乳清蛋白，是变性乳清蛋白，质量分数为5-20％。

更优选地，所述乳清蛋白，是变性乳清蛋白，质量分数为30-50％。

更优选地，所述粘合剂，质量分数为13-30％。

所述木材粘合剂还可包括填充剂，颜料，稳定剂，消泡剂，pH调节剂，溶剂，阻燃剂，杀虫剂，抗菌剂或芳香剂。

所述任一木材粘合剂应用于粘合木质材料、纸质材料、纤维材料、皮质材料和塑料材料及以上材料的组合。

本发明的另一目的在于提供一种所述木材粘合剂的制备方法，该方法的步骤如下：

1)将乳清分离蛋白与水在35-59℃之间混合并加入聚硅氧烷保持5-60min，保持过程不断搅拌，获得乳清分离蛋白溶液；

2)将步骤1)所得的乳清分离蛋白溶液冷却到2-25℃之间，获得冷却乳清分离蛋白溶液；

3)将粘合剂与增塑剂混合后获得交联剂；

4)将步骤2)所得的冷却乳清分离蛋白溶液与步骤3)所得的交联剂在40-80℃搅拌混合15-55min，搅拌结束后获得木材粘合剂；

所述乳清蛋白的质量分数为5-50％，粘合剂的质量分数为1-30％，增塑剂的质量分数为5-50％，消泡剂聚硅氧烷的质量分数为0.01-0.5％。

所述变性乳清蛋白为热变性乳清蛋白。

所述木材粘合剂的pH为3.0-10.0，在20℃时，其中组分的粘度为100-10000Pa·S。

所述填充剂为碳酸钙。

所述木材粘合剂溶液通过涂刷、浇注、喷涂、滚动或浸渍使用于表面。

本发明获得的有益效果如下：

本发明所提供的粘合剂充分利用了乳制品加工中废弃的乳清蛋白，提高了原料乳的综合利用率，同时避免了乳清废液的排放或者处理，减少了对环境的污染，降低了企业的成本。

本发明所提供的木材粘合剂具有良好的粘接强度、胶合耐久性、抗水性、低成本等特点，干粘结强度可达19.42MPa，湿粘结强度可达10.24MPa。

本发明所提供的木材粘合剂没有添加甲醛等醛类物质，毒性极低，对人体危害小。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。

以下实施例所使用的试剂、材料、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规试剂、材料、方法和仪器，均可以通过商业渠道获得。

实施例1

本实施例提供了一种乳清蛋白木材粘合剂的制备方法，步骤如下：

1)将乳清分离蛋白与水在49℃混合溶解，配制成40％的乳清蛋白溶液后加入消泡剂聚硅氧烷保持40min，保持过程不断搅拌，获得乳清分离蛋白溶液；

2)将步骤1)所得的乳清分离蛋白溶液冷却到5℃之间，获得冷却乳清分离蛋白溶液；

3)按照在最终粘合剂中的质量分数将所需的15％二苯基甲烷二异氰酸酯与聚35％的聚乙烯醇混合后获得交联剂；