[发明专利]一种双重改性大豆基木材胶黏剂及制备方法

说明书

本发明属于木材胶粘剂技术领域，具体涉及一种双重改性大豆基木材胶黏剂及制备方法。本发明的制备方法包括以下步骤：取大豆蛋白或大豆蛋白为主的蛋白混合物溶于水中，并加入碱性氢氧化物调溶液pH值为7‑11，在50℃下搅拌2h制成植物蛋白溶液；加入尿素和蛋白酶，在37℃下搅拌3h或4℃过夜；高压均质后即得木材胶黏剂。本发明提供的酶改性大豆基木材胶黏剂配方只含有蛋白质、低浓度的弱碱和尿素，从源头解决了甲醛释放的问题；酶交联使胶黏剂耐水性提高，尿素使酶交联后的高分子量蛋白质分子展开，增加了与木材的接触面积，使粘合力增强，表现出较好的抗剪强度；本发明胶黏剂配方环保无污染，同时降低了对石化原料的依赖。

技术领域

本发明属于木材胶粘剂技术领域，具体涉及一种双重改性大豆基木材胶黏剂及制备方法。

背景技术

目前，人造板材中用量最大的胶黏剂仍是“三醛胶”，即脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺甲醛胶，然而，应用三醛胶所制得的木材产品，会释放出甲醛气体；每年新闻报道因房屋装修中甲醛含量超标，释放期长达5-15年，是对人体有毒害、致癌、致畸形的化学物质。世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。

近年来，随着国际市场竞争压力的增大，人造板环保等级的不断提升和全球公民对家居生活环保意识的不断增强，国内诸多人造板生产商已率先涉足环保产品的开发与推广，并占据了一定的市场地位。尽管很多甲醛低微量释放的合成树脂正在被研发，但研究过程中又出现了很多复杂的问题。此外，由于世界各国不断出现能源危机，使得合成树脂的价格也不断增长，研究成本偏高，产品竞争乏力，生产商很难突破出口“瓶颈”。因此，在当今社会的各种压力下，以可再生材料，特别是以粮基种子蛋白为原料进行改性或修饰的木材胶粘剂已成为科研工作者的研究热点。目前已有利用大豆基为材料的胶黏剂的公开专利(200710164080.4，201910064132.3，201910147935.5，201910336245.5)，这些专利多用环氧丙烷、乙烯三胺、戊二醛、多异氰酸酯等作为大豆蛋白的交联剂来增加粘合强度，然而这些胶黏剂或有致癌性、或有毒性、或易燃、或对眼睛和皮肤有刺激作用等，与民众的需求和环保理念相违背。因此，寻求以生物质为交联剂或是增加粘合强度的辅助材料，并用植物蛋白基为主要材料的胶黏剂已然成为一种趋势。

发明内容

针对目前胶粘剂甲醛释放量大、危害人体健康，且制作成本高，工艺适用性差，产品无竞争力，所用交联剂危害性大等问题，本发明提供了一种双重改性大豆基木材胶黏剂及制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种双重改性大豆基木材胶黏剂，包含以下质量百分数的组份：豆蛋白9～12％，碱性氢氧化物0.3～1％，蛋白酶0.001～0.005％，尿素3～12％，余量为水。

进一步，所述豆蛋白为大豆蛋白或蛋白混合物；所述蛋白混合物由大豆蛋白与乳清蛋白、黍米谷朊蛋白、花生蛋白、玉米醇溶蛋白和木薯粗蛋白中的一种以质量比为10～20:1的比例构成；

所述碱性氢氧化物为IA族碱金属氢氧化物或IIA碱土金属氢氧化物；

所述蛋白酶为蛋白质交联用酶或直接交联酶。

再进一步，所述的大豆蛋白的原料为大豆分离蛋白；所述的碱性氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙；所述蛋白酶为酪氨酸酶、漆酶、过氧化物酶或转谷氨酰胺酶。

一种双重改性大豆基木材胶黏剂的制备方法，其特征在于：按照权利要求1中的质量百分数分别取豆蛋白和水，将豆蛋白溶于水中，取碱性氢氧化物调溶液pH值为7～11，在50℃下搅拌2h形成大多蛋白溶液，加入尿素溶解10min，然后加入蛋白酶，在37℃下搅拌3h或4℃过夜，高压均质后即得木材胶黏剂。

进一步，所述的高压均质的压力为：低压25MPa，体积为100mL，温度为4℃。

与现有技术相比本发明具有以下优点：