[发明专利]一种化学活化木质素改性植物蛋白胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种化学活化木质素改性植物蛋白胶黏剂及其制备方法，本发明所述胶黏剂中的木质素经过液化、与聚氨酯预聚体交联等化学活化反应，与油茶粕、豆粕、交联剂等制备植物蛋白胶黏剂，利用聚氨酯预聚体作为扩链剂化学活化木质素，在木质素分子之间形成架桥，显著提高聚合物分子量，提高体系黏度，使其与油茶粕、豆粕等植物蛋白发生交联反应，形成致密的交联网络，解决了目前由于木质素反应活性低造成的胶黏剂强度差、大量使用化学交联剂等缺陷，制备了一种力学性能优异、耐水性好，同时具有防霉性能的植物蛋白胶黏剂，满足人造板工业的生产要求。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种化学活化木质素改性植物蛋白胶黏剂及其制备方法。

背景技术

木质材料作为人造板被广泛应用于家具和建筑行业，但目前用于黏结木材的胶黏剂主要是含醛类树脂，具有毒性，且其原料大多来自不可再生资源，用可再生的生物质材料取代醛基胶黏剂是人造板发展的趋势与挑战。

木质素作为一种可降解的生物质材料，作为石油化石燃料的替代品受到了人们的关注。木质素是仅次于纤维素的第二丰富的天然聚合物，其结构中含有羟基、甲氧基、羰基和羧基官能团。近年来，许多研究合成了木质素改性酚醛树脂胶黏剂，以取代苯酚和甲醛，并克服了高脆性和高固化温度，改性木质素在制备木材胶黏剂方面具有很大的潜力。

目前木质素在胶黏剂中的研究主要集中在木质素改性含醛类树脂胶黏剂，如在公开号CN115247040A的发明专利中，公开了一种粘合剂用酚醛树脂，研究人员采用(5-8):3的酚化木质素与荔枝酵素复配，所获得的酚醛树脂具有优异的黏合性能和显著的冲击韧性，同时有毒成分残留较少。在公开号CN115093522A的发明专利中，发明了一种桐油改性木质素生物基酚醛树脂的制备方法。采用三段不同温度调节改性程度得到的生物基酚醛树脂具有良好的耐酸碱、耐热性能。研究虽然降低了有毒气体释放量，但成仍需添加甲醛含醛类等物质，导致成本高，污染环境等问题。

在公开号CN109280537A的发明专利中，研究人员利用生物酶改性木质素，并将其添加至大豆蛋白胶黏剂中，增强了其力学与耐热性能。在公开号CN110835518A与公开号CN10722924A的公开号专利中，研究人员分别采用葡萄糖与环氧氯丙烷改性木质素，制备了润湿性、涂布性能良好的植物蛋白胶黏剂。公开号CN114836170A公开了一种采用超支化磷与环氧交联剂木质素改性植物蛋白胶黏剂，其具有较高的预压强度与耐水性。

尽管上述研究利用木质素改性植物蛋白胶黏剂解决了甲醛释放的问题，但由于木质素分子结构复杂，反应活性低，在制备无醛胶黏剂的过程中，往往会出现反应性不足、交联度低的情况，同时存在粘结不稳定导致强度低、耐水性差等技术问题，使目前针对木质素改性植物蛋白胶黏剂的研究中仍需添加大量价格昂贵的化学交联剂。因此，发一种高强度，无污染、成本低的木质素改性植物蛋白胶黏剂是必要且具有挑战的。

发明内容

为了解决由于未改性的木质素反应活性低造成的胶黏剂强度差、大量使用化学交联剂、易受微生物侵害等缺陷，本发明研究了一种力学性能优异、耐水性好，同时具有防霉性能的植物蛋白胶黏剂，本发明的目的是提供一种化学活化改性植物蛋白胶黏剂。

为了实现该目的，本发明利用聚氨酯预聚体作为扩链剂化学活化木质素，在木质素大分子之间形成架桥，使其与油茶粕、豆粕等植物蛋白发生交联反应，形成致密的交联网络，显著提高聚合物分子量，增加体系黏度，使胶黏剂具有良好的力学强度与耐水性，本发明的方案技术如下：

本发明第一方面对木质素进行化学活化处理，将木质素通过碱/尿素液化处理后，加入聚氨酯预聚体进行交联反应。

所述木质素为碱木质素、木质素磺酸盐、酶解木质素中的一种或多种。