[发明专利]一种大豆蛋白胶黏剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及生物质胶黏剂技术领域，具体公开了一种大豆蛋白胶黏剂及其制备方法与应用。本发明大豆蛋白胶黏剂包括大豆蛋白粉、水、交联剂和杂化剂；所述交联剂为由淀粉与3,4‑二羟基苯甲酸反应制得的邻苯二酚基多糖交联剂；所述杂化剂为原位生成的碳酸钙。本发明的胶黏剂交联密度大，固化时间短，阻燃性能优良，工艺性好，制备的胶黏剂性能稳定、弱界面层明显下降，成本降低，耐水胶接性能好，产品质量稳定。能够满足胶合板胶黏剂的耐水与工艺要求，保证了生物质胶黏剂的实用性能。

技术领域

本发明涉及生物质胶黏剂技术领域，具体地说，涉及一种大豆蛋白胶黏剂及其制备方法与应用。

背景技术

珍贵木材资源相对匮乏，人工林资源丰富，利用人工林速生材通过胶黏剂制备人造板是人居环境中家具地板、室内装饰装修的主要原材料，人造板总产量大，其中大部分为胶合板产品。按每吨胶黏剂平均生产9立方米人造板计算，胶合板用胶黏剂消耗量巨大(固体含量50％)，其中脲醛树脂及其改性产品占胶黏剂主导地位。脲醛树脂胶黏剂因其原料充足、价格低廉、水溶性好等优势在木材工业中广泛使用，但存在制品甲醛释放问题。随着人们生活水平提高，人居环境污染问题受到关注。采用生物质胶黏剂制备人造板能解决人造板游离甲醛释放量的问题，是一个重要的解决问题的途径，但多数生物质胶黏剂存在耐水胶接性能差、阻燃性差等问题，限制其工业化应用。

因此，需要提供一种新的大豆蛋白胶黏剂及其制备方法与应用以解决现有技术中的问题。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种胶合强度好、预压性好、阻燃性能好、加工时热处理条件温和的大豆蛋白胶黏剂。

为了实现该目的，本发明的技术方案如下：

一种大豆蛋白胶黏剂，其包括大豆蛋白粉、水、交联剂和杂化剂；所述交联剂为由淀粉与3,4-二羟基苯甲酸反应制得的邻苯二酚基多糖交联剂；所述杂化剂为原位生成的碳酸钙。

本发明所述大豆蛋白粉为蛋白含量为90％的平均粒径200目的低温蛋白粉末。

本发明所述交联剂采用淀粉作为原料，通过4-二甲基氨基-吡啶(DMAP)和/或N,N-二环己基碳二亚胺(DCC)催化的酯化反应将邻苯二酚基团引入多糖的主链上，制成具特定结构的邻苯二酚基多糖交联剂。本发明通过该特定邻苯二酚基多糖交联剂，利用其富含邻苯二酚结构的长链柔性结构，与大豆蛋白原料中的蛋白、多糖、纤维形成化学键和强氢键连接，形成一体的特定柔性交联结构，并且本发明的多糖交联剂与原位形成的碳酸钙可形成特定的有机无机杂化体系，可在本发明胶黏剂中提升耐水性、粘附性和阻燃性。相比于传统的环氧类交联剂，本发明的特定结构和多官能度官能团，可以使后续在制作胶合板时，热加工条件更温和，固化时间更短，胶合强度更高并且具有阻燃性能，适于实际工业化利用。由此，本发明成功替代传统石油基环氧交联剂，使大豆蛋白中蛋白、多糖、纤维等主要成分均与本发明的交联剂反应，形成支化交联网络杂化结构。

本发明中，淀粉优选为玉米淀粉。

本发明中，所述淀粉与3,4-二羟基苯甲酸的质量比为1:(0.8-1.2)。

优选，所述淀粉与3,4-二羟基苯甲酸的质量比为1:1.2。

本发明中，所述交联剂与所述大豆蛋白粉的质量比为1：(5-7)。

所述大豆蛋白粉与所述杂化剂的质量比为30：(0.5-1)。

优选，所述交联剂与所述大豆蛋白粉的质量比为1：5；所述大豆蛋白粉与所述杂化剂的质量比为30：1，以实现更理想的综合效果。

本发明的大豆蛋白胶黏剂，其以重量份计，包括：大豆蛋白粉28-30份、水68-72份、交联剂5-8份，杂化剂0.5-1份。

优选，以重量份计，包括：大豆蛋白粉30份、水70份、交联剂6份，杂化剂1份。