[发明专利]一种防霉耐水型大豆蛋白胶黏剂制备方法及其应用

说明书

本发明涉及胶黏剂技术领域，具体涉及一种防霉耐水型大豆蛋白胶黏剂及其制备方法和应用。该胶黏剂按质量份计包括以下原料：植物蛋白3～6份，水7～15份，改性剂0.2～0.8份，增强助剂0.3～0.5份；所述植物蛋白包括大豆蛋白粉，所述改性剂选自苯扎溴铵、三丁基苄基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、苯扎氯铵、N,N,N‑三甲基‑1‑十四烷基溴化铵中的一种或多种。本发明制备的防霉耐水型蛋白基胶黏剂，不含甲醛苯酚等有害挥发物，其原料来源可再生，具有绿色环保可再生的优势，并且该种胶黏剂具有优良的胶合强度、耐水性以及防霉性，胶黏剂添加交联助剂含量较低，生产成本较低。

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，具体涉及一种防霉耐水型大豆蛋白胶黏剂及其制备方法和应用。

背景技术

人造板产业对于胶黏剂的使用量巨大，木材胶黏剂的产量约占胶黏剂总产量的75％。当前甲醛类胶黏剂(脲醛、酚醛以及三聚氰胺甲醛胶黏剂)仍在木材行业当中占重要地位，约占木材工业总用胶量的80％以上，主要归因于醛类胶黏剂所具备一些特有的优势，包括较高的胶合强度与耐水性，合适的粘度以及良好的耐久性等。然而，醛类胶粘剂及其制品在生产以及使用过程当中会释放出游离甲醛等有害物质危害人体健康。与此同时，随着石油化石燃料能源过度开发利用导致全球储备量急剧下降，价格不断上涨，并且伴随着环境的日益恶化。因此，开发以绿色可再生的生物质基为原料的环境友好型木材胶黏剂对环境保护和资源循环利用具有重要意义。

近年来，国内外研究者利用多种生物质材料为原料来制备环境友好型的胶黏剂，例如淀粉、棉籽、单宁、木质素和大豆豆粕等。豆粕是大豆油提取加工后的一种副产物，因其成本低、加工性能好、生物降解性好、可再生性等独特优势而备受关注，例如发明CN201510103517.8公布了采用大豆豆粕，生物酶，增强剂以及填料合成制备出了一种木材用耐水生物基无醛胶黏剂。但是利用该法所制备大豆蛋白胶黏剂存在易霉变的问题，严重影响了胶黏剂的储存以及在木材工业当中的应用。又如CN201510088407.9公布了利用脱脂大豆蛋白粉，以氢氧化钠以及亚硫酸钠为改性剂，并且选用硅酸钠和环氧树脂的聚乙烯醇溶液作为交联剂，而后添加顺丁烯二酸酐固化剂和有机蒙脱土制备而成的无醛植物蛋白基木材胶黏剂。利用该法制备大豆蛋白胶黏剂工艺复杂且成本较高，限制其商业推广应用。大豆蛋白基胶黏剂原料来源丰富，价格低廉，应用广泛等优势，但仍存在机械强度低、耐水性差问题。并且，大豆蛋白作为一种天然营养物质，容易受到真菌和霉菌的侵蚀，导致大豆蛋白降解，破坏胶黏剂结构，导致胶接强度低、耐久性差，并且显著降低大豆蛋白胶粘剂的贮存稳定性，严重影响木材工业的加工和应用。此外，大豆蛋白胶黏剂产生的微生物漂浮到生活空间可能引起哮喘、过敏等呼吸道疾病。一些研究者将防腐剂引入大豆蛋白胶黏剂以改善防霉性，例如戊唑醇、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、氯酚、邻苯基苯酚、1,2-苯并异噻唑-3-酮和硫酸铜等，然而防腐剂中的有害成分对人体健康有害，并且容易给环境带来重金属污染。防腐剂与蛋白质间较差的相容性也会对蛋白质胶粘剂的粘接性能造成负面影响。综上所述，虽然国内外诸多研究人员针对大豆蛋白胶黏剂胶接强度、耐水性等问题，提出了许多改性方法，但存在着制备工艺复杂、成本较高，改性效果不显著、防霉效果较差等缺陷，因而限制大豆蛋白胶黏剂工业化生产以及在环保型人造板生产当中的应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种防霉耐水型大豆蛋白(木材)胶黏剂制备方法及其应用。本发明提供的胶黏剂解决了大豆蛋白胶黏剂胶接强度低、耐水性差、易霉变等问题。利用该胶黏剂制备的胶合板满足并优于国标GB/T9846-2015当中II类胶合板的各项要求，同时具备较高的胶合强度及优异的耐水性及防霉性，且该胶黏剂无毒，不含有甲醛等有害挥发物质，减少了醛类胶黏剂对人体的危害。