[发明专利]一种人造板用的纤维改性大豆蛋白基胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种人造板用的纤维改性大豆蛋白基胶黏剂及其制备方法。所述大豆蛋白基胶黏剂由包括大豆蛋白基料、天然纤维、纤维表面改性剂、尿素、碱、交联剂、水的原料制得；所述纤维表面改性剂为碱木素和/或单宁酸；所述纤维表面改性剂与大豆蛋白基料、天然纤维的质量比为：(0.1～0.5)：(15～60)：(1～4)。本发明通过选择添加特定的改性剂，使得天然纤维的反应活性增强，进而充分发挥其对大豆蛋白基料的改性作用，同时提高其在制备体系中的分散性，进一步提高其改进能力；最终所得胶黏剂的胶接强度更高，耐水性更好，且无甲醛释放。所述大豆蛋白基胶黏剂的固体含量为25～45％wt，黏度为200～2000mPa·s，胶合强度高达1.54MPa，活性期为15～30天。

技术领域

本发明涉及一种胶黏剂及制备方法，特别涉及一种人造板用的大豆蛋白基胶黏剂及其制备方法。

背景技术

我国是世界人造板生产和消费大国，2017年我国人造板产品产量占全球人造板总产量的50％-60％，其中胶合板17195万立方米，纤维板6297万立方米，刨花板产量2778万立方米，其他人造板3216万立方米(细木工板占53％)。木材加工业的持续快速发展，使得三醛类胶黏剂(脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂)用量逐渐增加，占木材胶黏剂用量的95％以上，以此带来的环境污染和资源短缺问题也越来越严重。

大豆是世界上最丰富的植物蛋白来源，而且大豆中蛋白含量很高，大豆蛋白分子上有大量的氨基、羧基、羟基、酚羟基等极性基团，能与木材组份形成很强的氢键、范德华力、疏水性作用以及少量共价键，因此是非常好的人造板用无醛胶黏剂原料。

但是，胶合强度低和耐水性能差一直是限制大豆蛋白基胶黏剂发展的瓶颈问题，为此人们采取不同的方法对其进行改性，如物理共混和化学交联等。其中化学交联改性效果最佳，但交联剂的使用给大豆胶黏剂带来了脆性增大和成本增加等问题。

研究证实，诸如洋麻纤维、木纤维、竹纤维、蚕丝纤维和羊毛纤维等纤维，都能应用到大豆蛋白基胶黏剂的增强改性当中去。此纤维增强的方法通过在胶黏剂内部形成类似与“钢筋混凝土”的结构，以达到提高大豆蛋白胶黏剂韧性和改善大豆蛋白胶黏剂耐水胶接强度目的。

然而，天然纤维用于大豆蛋白基胶黏剂时常存在分散性差和反应活性低等问题。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种人造板用的大豆蛋白基胶黏剂及其制备方法。本发明通过添加特定的改性剂，显著提高天然纤维在制备体系中的分散性和反应活性，进而获得胶接强度更高，耐水性更好，且无甲醛释放的大豆蛋白基胶黏剂。所述胶黏剂的制备方法工艺简单易行，适合工业化生产。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种大豆蛋白基胶黏剂，以大豆蛋白基料、天然纤维、纤维表面改性剂、尿素、碱、交联剂、水为原料制备而得，其特征在于，所述纤维表面改性剂为碱木素和/或单宁酸。

进一步地，所述纤维表面改性剂与大豆蛋白基料、天然纤维的质量比为：(0.1～0.5)：(15～60)：(1～4)；优选为(0.2～0.4)：(15～35)：(2～3)；进一步优选为(0.3～0.4)：(20～35)：(2～2.5)。

本发明通过选择添加特定的改性剂，使得天然纤维的反应活性增强，进而充分发挥其对大豆蛋白基料的改性作用，同时提高其在制备体系中的分散性，进一步提高其改进能力；最终所得胶黏剂的胶接强度更高，耐水性更好，且无甲醛释放。所述大豆蛋白基胶黏剂的固体含量为25～45％wt，黏度为200～2000mPa·s，胶合强度高达1.54MPa，活性期为15～30天。

作为本发明的实施方式之一，所述大豆蛋白基胶黏剂由包括如下重量份的各原料制得：大豆蛋白基料15～60份，天然纤维1～4份，纤维表面改性剂0.1～0.5份，尿素5～20份，碱5～20份，交联剂15～40份，水100。