[发明专利]一种植物蛋白基胶黏剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及胶黏剂技术领域，公开了一种植物蛋白基胶黏剂及其制备方法和应用。该制备方法包括：氧化脱脂植物蛋白粕的季铵化改性：取氧化脱脂植物蛋白粕、2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵和水于容器中密封，进行季铵化改性反应；聚儿茶酚的制备：取儿茶酚、催化剂和缓冲液于容器中，密封后进行聚合反应；预聚合反应：由季铵化改性的氧化脱脂植物蛋白粕、聚儿茶酚、果胶和水进行预聚合反应得到植物蛋白基胶黏剂。该植物蛋白基胶黏剂中的醛基、季铵离子和苯基可与单板纤维表面木质素苯基空余反应位点、碳水化合物羧基及木质素疏水基团分别产生酚醛缩合反应、静电和疏水作用，达到最终增强胶合板胶合强度的目的。

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，具体的，涉及一种植物蛋白基胶黏剂及其制备方法和应用。

背景技术

因我国优质木材储量有限，胶合板等人造板材已成为建筑、家装及运输等行业的主要加工用材料。而胶黏剂是制备胶合板不可缺少的重要原材料之一。因醛类小分子的不完全聚合，在制备和使用过程中，传统酚醛和脲醛树脂胶黏剂可缓慢释放出甲醛等易致癌的有毒有害气体，对生产和使用者的健康产生极大威胁。目前，不含甲醛等小分子醛的生物基胶黏剂已成为胶黏剂领域新的发展方向。在热压过程中，因蛋白质与单板内外表面纤维素和木质素等天然高分子可产生氢键作用，植物蛋白现已逐步成为制备天然无醛胶黏剂的主要原料。然而，与化石基醛类树脂胶黏剂自身以及其与单板所形成酚醛聚合、氢键和静电等复杂且牢固的交联网络体系相比，植物蛋白所衍生氢键等非共价作用力仍然较弱，其胶合强度仍然较低。

为提升胶合强度，近期，部分研究者分别添加多巴胺改性聚丙烯纤维(中国发明专利：一种改性植物蛋白胶黏剂及其制备方法，申请号201810209225.6)、次氯酸钠(中国发明专利：一种改性材用大豆蛋白胶黏剂及其制备方法，申请号201611207452.2)、硫脲(中国发明专利：一种植物蛋白胶黏剂及其制备方法和应用，申请号201710979162.8)和多异氰酸酯(中国发明专利：一种植物蛋白胶黏剂及制备人造板的方法，申请号201910064132.3)作为植物蛋白基胶黏剂的增强剂、固化剂、活化剂和交联剂。尽管这些方法使植物蛋白基胶黏剂的胶合强度得到了一定程度提高，但其在生物基体系中引入非天然生物质，在热压和后续使用过程中可能产生新的有毒有害气体，同时也将影响胶合板的回收利用效率。因此，为克服非生物质基增强剂、固化剂、活化剂或交联剂所产生的缺陷，采用天然生物质或改性生物质来增强胶合强度则成为植物蛋白基胶黏剂领域所需解决的技术瓶颈之一。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的问题，提供一种植物蛋白基胶黏剂的制备方法

本发明的另一个目的在于提供上述方法制备的植物蛋白基胶黏剂。

本发明的另一个目的在于提供上述植物蛋白基胶黏剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种植物蛋白基胶黏剂的制备方法，包括：

氧化脱脂植物蛋白粕的季铵化改性：

取氧化脱脂植物蛋白粕、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和水于容器中密封，进行季铵化改性反应；改性完成后进行纯化处理，再经干燥后得到季铵化改性的氧化脱脂植物蛋白粕；

聚儿茶酚的制备：

取儿茶酚、催化剂和缓冲液于容器中，密封后进行聚合反应；聚合完成后，离心去除固体催化剂；收集上层清液进行纯化处理，再经干燥后得到聚儿茶酚；

预聚合反应：

由季铵化改性的氧化脱脂植物蛋白粕、聚儿茶酚、果胶和水进行预聚合反应得到植物蛋白基胶黏剂。

优选地，所述氧化脱脂植物蛋白粕由以下步骤制备得到：