一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板及其制备方法与流程

本申请涉及密度板，更具体的说，它涉及一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板及其制备方法。

背景技术：

1、目前，密度板加工用胶粘剂主要依赖于化石资源，其中醛基胶粘剂(脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂)因其工艺简单，原料廉价和粘接强度高等特点应用较为广泛。但是，醛基胶粘剂使用后会发出有害的有机化合物(甲醛、苯酚、甲苯等)，将对环境造成污染，危害人体健康。

2、因此，非醛基类的绿色生物质基胶粘剂受到关注，大豆蛋白作为一种农业副产品，被认为是一种廉价、可利用、可再生的生物资源，可加工成胶粘剂用于制备密度板。

3、胶合板的机械粘接性能从两个方面决定:(1)胶粘剂的内聚强度；(2)胶粘剂与植物纤维基材之间的粘接强度。然而，由于大豆蛋白不稳定的相互作用和固有的亲水性，大豆蛋白胶粘剂表现出较差的粘接性能，导致大豆蛋白胶粘剂在复合材料中的实际应用受到限制。

技术实现思路

1、为了提升大豆蛋白胶粘剂的粘接性能，本申请提供一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板，采用如下技术方案：一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板，由包含以下重量份的原料制成：

3、植物纤维80-120份；

4、大豆蛋白胶粘剂5-10份；

5、交联剂2-5份；

6、防水剂0.4-0.8份；

7、所述交联剂的制备方法包括如下步骤：

8、(1)按重量份计，将1-2.5份壳聚糖和80-120份0.5-1.5wt％醋酸水溶液混合，在连续的氮气流中持续搅拌6-10h，然后将0.5-1份过氧化氢和2-3份抗坏血酸加入，持续搅拌0.5-1.5h后加入1-2.5份没食子酸己酯，持续搅拌2.5-3.5h，得到反应混合物；

9、(2)反应混合物通过透析、冷冻干燥得到壳聚糖-没食子酸己酯接枝聚合物。

10、通过采用上述技术方案，第一方面，壳聚糖-没食子酸己酯接枝聚合物中壳聚糖上的氨基，没食子酸己酯上的羟基能够与大豆蛋白分子中的活性基团，如-cooh、-nh2和-oh发生反应，有利于氢键的形成，在大豆蛋白基质中构建致密的三维网络结构，提高大豆蛋白分子之间的相互作用。第二方面，壳聚糖-没食子酸己酯接枝聚合物中没食子酸己酯的多酚部分具有较强的湿润黏附性，粘接时,能够浸润植物纤维细胞的孔壁并排除微孔内的空气。胶粘剂渗入植物纤维细胞中的孔隙，固化后形成“镶嵌”、“啮合”效果，获得较高的粘接强度。

11、由此，壳聚糖-没食子酸己酯接枝聚合物的引入能够从两个方面协同提升密度板的粘接性能：(1)提高大豆蛋白胶粘剂的内聚强度，(2)提高大豆蛋白胶粘剂与植物纤维之间的粘接强度。

12、其次，没食子酸己酯具有烷基疏水链，烷基疏水链能够提高混合液整体的疏水性能，进而改善密度板耐水性能差的问题。此外，壳聚糖-没食子酸己酯接枝聚合物具有抗菌防霉的作用，植物纤维内部存在一定水分，且吸潮后容易发生霉变，而壳聚糖和没食子酸己酯均具有一定的抑菌效果，二者结合之后具有协同抗菌作用。

13、可选地，所述大豆蛋白胶粘剂的制备过程如下：将5-10份大豆蛋白、30-50份水在50-60℃下搅拌3-8min，得到大豆蛋白胶粘剂。

14、通过采用上述技术方案，大豆蛋白胶粘剂的制备工艺简单，过程易控制，操作方便，制备效率高，具有较高的经济价值和市场推广应用价值，适合连续规模化生产。

15、可选地，按重量份计，所述植物纤维包括20-30份松木、20-30份桉原木和40-60份

16、麦秆。

17、通过采用上述技术方案，能够节约资源，由于麦秆产量大，且回收利用率低，大部分的麦秆都被焚烧或者废弃，将会污染环境。另一方面，麦秆本身含有一种胶黏剂，在制作纤维的时候使这种胶黏剂得到完全释放，且含有麦秆的密度板具有强度高、韧性好、完全无甲醛释放等优点

18、可选地，所述防水剂为石蜡。

19、通过采用上述技术方案，能够提高密度板的防水性能，植物纤维吸水后自身就会胀大或者变形，而且在水分的挥发过程中，植物纤维再次发生变形将直接导致密度板的变形。

20、第二方面，本申请提供一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板的制备方法，采用如下的技术方案：

21、一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板的制备方法，包括以下步骤：

22、(1)植物纤维处理：将80-120份植物纤维进行除杂和粉碎，得到粉碎纤维；

23、(2)改性大豆蛋白胶粘剂的制备：向5-10份大豆蛋白胶粘剂中加入2-5份交联剂共混，搅拌10-15min，得到改性大豆蛋白胶粘剂；

24、(3)纤维施胶：将步骤(1)得到的粉碎纤维使用蒸汽涂覆，使步骤(2)得到的改性大豆蛋白胶粘剂和防水剂依次均匀涂覆到粉碎纤维表面，最后通过气流干燥，得到施胶纤维；

25、(4)热压成型：将施胶纤维铺装成型，对得到的胚料热压成型，干燥，得到密度板。

26、通过采用上述技术方案，制备得到的密度板具有粘接强度高，耐水性高以及抗菌防霉的特点。其次，密度板不含任何甲醛挥发性成分，绿色环保，能够用于家具和地板的制备以及室内外装饰，用途广泛，保护人体及环境健康。

27、可选地，所述步骤(1)中，得到粉碎纤维后还添加了15-25份聚丙烯酸钠，以60-80℃保温搅拌20-30min。

28、通过采用上述技术方案，聚丙烯酸钠能够与粉碎纤维接枝，增强粉碎纤维内部木质素与纤维素的结合能力，利于粉碎纤维间粘合和固定，增强施胶后的粘接强度，抑制密度板吸水后发生变形和粉碎。

29、可选地，所述步骤(3)中，干燥温度为90-150℃，干燥时间为2-5s。

30、通过采用上述技术方案，使得表面涂覆均匀的施胶纤维获得热量，实现水分汽化。

31、可选地，所述步骤(4)中，热压温度为190-210℃，压力为55-65mpa。

32、通过采用上述技术方案，将施胶纤维材料夹紧，让其在高弹态的适宜温度下加热软化，材料一边受热、一边延伸，而后凭借施加的压力，使其紧贴模具型面，取得与型面相仿的形状。

33、综上所述，本申请具有以下有益效果：

34、本申请采用壳聚糖-没食子酸己酯接枝聚合物作为交联剂，能够提高大豆蛋白胶粘剂的内聚强度，提高大豆蛋白胶粘剂与植物纤维之间的粘接强度，获得提升密度板粘接性能的效果。

技术特征：

1.一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：

2.根据权利要求1所述的利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板，其特征在于：所述大豆蛋白胶粘剂的制备过程如下：按重量份计，将5-10份大豆蛋白、30-50份水在50-60℃下搅拌3-8min，得到大豆蛋白胶粘剂。

3.根据权利要求1所述的利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板，其特征在于：按重量份计，所述植物纤维包括20-30份松木、20-30份桉原木和40-60份麦秆。

4.根据权利要求1所述的利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板，其特征在于：所述防水剂为石蜡。

5.一种权利要求1-4任一项所述的利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，得到粉碎纤维后还添加了15-25份聚丙烯酸钠，以60-80℃保温搅拌20-30min。

7.根据权利要求5所述的利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，气流干燥温度为90-150℃，干燥时间为2-5s。

8.根据权利要求5所述的利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，热压温度为190-210℃，压力为55-65mpa。

技术总结本申请涉及密度板技术领域，具体公开了一种利用大豆蛋白胶粘剂生产的密度板及其制备方法。密度板由包含以下重量份的原料制成：植物纤维80‑120份；大豆蛋白胶粘剂5‑10份；交联剂2‑5份；防水剂0.4‑0.8份，交联剂由1‑2.5份没食子酸己酯以共价接枝的形式与1‑2.5份壳聚糖结合制成；密度板的制备方法，包括以下步骤：（1）植物纤维处理，（2）改性大豆蛋白胶粘剂的制备，（3）纤维施胶，（4）热压成型。本申请的密度板具有强粘接性、耐水性以及抗菌防霉的效果。技术研发人员：林建平,李锋,李永斌,曾宏友受保护的技术使用者：浙江顺威新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1