[发明专利]PEI-g-HBA预聚物植物蛋白复合改性胶黏剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种PEI‑g‑HBA预聚物植物蛋白复合改性胶黏剂及其制备方法与应用。所述复合改性胶黏剂其主要有效成分包括：植物蛋白粕、PEI‑g‑HBA预聚物。为了满足预压需求，本发明胶黏剂中PEI‑g‑HBA组分具有与贻贝粘附蛋白DOPA相似结构，能够满足含水率大于20％单板预压需求，制造的人造板胶接强度能够满足国家标准要求。胶黏剂制造工艺简单、成本低，环保无污染等优点，用其胶接的人造板不存在甲醛释放问题，完全避免人造板所导致的室内空气中的甲醛问题。

技术领域

本发明属于木材胶黏剂领域，具体涉及一种高预压植物蛋白胶黏剂制备方法及其应用。

背景技术

目前，人造板制造过程主要以三醛类胶黏剂为主，导致胶黏剂生产、人造板制造及其产品使用过程中导致甲醛、苯酚等有毒有害气体释放，造成环境污染，严重威胁人们身体健康。三醛类胶黏剂主要原料来源于煤炭、石油等不可再生资源；随着化石资源逐渐枯竭和人们对环境保护问题的愈加关注，研究开发和使用原料可再生环保木材胶黏剂成为该领域近年来研究重点。

可再生豆粕、棉粕、花生粕等油料加工剩余物具有来源丰富、质量较为稳定等优点。植物蛋白粕作为大宗农产品加工剩余物，无毒、可再生，用其替代以化石资源为主要原料的“三醛类”胶粘剂，符合经济社会可持续、协调发展要求。用其制造的人造板不仅能用于建筑装修和家具，还可用于食品包装，具有很大的优势。

蛋白质分子结构上存在如羟基(-OH)氨基(-NH₂)等大量亲水基团，且缺少高反应活性官能团，难以形成交联分子结构，导致植物蛋白胶黏剂主要存在以下不足：1)耐水性差，在高温高湿环境下易开胶；2)预压效果差，难以成型，难以形成牢固的胶接强度强度。而传统的化学改性方法存在可交联度低、初黏性差的弊端，严重限制了其在人造板工业的生产应用。

发明内容

本发明目的是提供一种PEI-g-HBA预聚物植物蛋白复合改性胶黏剂及其制备方法与应用，该胶黏剂能够解决传统植物蛋白胶黏剂普遍存在的耐水性低和初黏性差等问题，能够完全满足人造板生产中的预压效果，是一种性能优异、环保型胶黏剂，特别适用于单板类人造板用胶黏剂。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种PEI-g-HBA预聚物植物蛋白复合改性胶黏剂，其主要有效成分包括：植物蛋白粕、PEI-g-HBA预聚物(即聚乙烯亚胺-3,4-二羟基苯甲醛预聚物。

进一步地，所述PEI-g-HBA预聚物是以聚乙烯亚胺(PEI)和3,4- 二羟基苯甲醛(DBA)为原料，在NaBH₃CN存在的条件下反应制得的聚合物(反应pH值一般为5.0-6，反应时间一般为6.5h左右，室温)。

优选地，所述PEI-g-HBA预聚物植物蛋白复合改性胶黏剂，其有效成分植物蛋白粕与PEI-g-HBA预聚的重量比为(20-40):(1-10)，优选重量比为(10-20):1，更优选重量比为(12.5-18):1；例如10:1、 12.5:1、15:1、18:1、20:1。研究发现，在上述比例范围内，所制备的复合改性胶黏剂具有更佳的初黏性和耐水胶合等性能。

进一步优选地，有效成分植物蛋白粕与PEI-g-HBA预聚的重量之和在所述PEI-g-HBA预聚物植物蛋白复合改性胶黏剂中的重量含量为20％-40％，优选为25％-38％，例如25％、33％、38％。

进一步地，所述PEI-g-HBA预聚物植物蛋白复合改性胶黏剂还可含有本领域可用的其他组分，例如适量分散介质和/或防腐剂等。

所述分散介质优选为水，例如去离子水、自来水等。

所述防腐剂可选自苯甲酸钠、多菌灵、山梨酸钾。