一种环保型改性大豆蛋白胶黏剂及其制备方法

本发明涉及一种环保型改性大豆蛋白胶黏剂及其制备方法，属于生物质胶黏剂。

背景技术：

1、目前，大豆蛋白胶的研究及生产还不是很完善，常规大豆蛋白胶生产成本不仅相对较高，在胶粘性能方面也无法与脲醛胶和酚醛胶相媲美。然而，脲醛胶和酚醛胶的胶粘性虽然比大豆蛋白胶好，但它们在使用过程中会存在甲醛气体释放的问题，长期使用会对人体和自然环境造成损害和污染。因此，需要一种环保且成本相对低廉，胶粘性能较好的胶粘剂来解决上述问题。

2、大豆蛋白作为一种大豆产品加工剩余物，因原料丰富、成本低廉、绿色环保和易于加工改性等特点，已成为替代醛类合成树脂生产绿色环保木制品用胶黏剂的首选原料。大豆蛋白基胶黏剂具有原料丰富、反应活性高和操作简单及胶接产品无游离甲醛释放等特点，日益受到人们的重视和青睐。但是，胶合强度低和耐水性能较差一直是限制大豆蛋白基胶黏剂发展的瓶颈问题，为此人们采取不同的方法对其进行优化。诸如乙二醛、戊二醛、双氰胺、马来酸酐、多异氰酸酯等官能度≥2的交联剂，都能与大豆蛋白残基反应。此类交联剂通过与残基的交联反应，改善大豆蛋白胶黏剂胶合强度。但是，大豆蛋白由于自身的一些特性，在实际研发过程中，为了达到具有可操作性的黏度，需要使用大量的碱，使体系变得不稳定，制成的胶存在胶粘性能、防霉性能、耐水性和储存稳定性差的缺点。

3、因此，如何改善传统大豆蛋白胶黏剂还存在耐水性能和粘合强度无法进一步提高的缺点，以获取更高综合性能，是急需研究解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种环保型改性大豆蛋白胶黏剂及其制备方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种环保型改性大豆蛋白胶黏剂，由以下质量份数的原料组成：豆粕35～45份、水55～65份、豆渣10～60份、双功能助剂b 3～8份、防腐剂2～6份。

4、根据本发明优选的，所述环保型改性大豆蛋白胶黏剂，由以下质量份数的原料组成：豆粕40份、水60份、豆渣40份、双功能助剂b 5份、防腐剂3份。

5、根据本发明优选的，所述豆粕中大豆蛋白的含量为45～50％，细度为75～85目；所述豆渣的含水量为55～65％。

6、根据本发明优选的，所述双功能助剂b按照如下方法制备：

7、将将环氧大豆油、单宁和巯基官能化有机硅氧烷(poss-(sh)8)混合均匀，调节ph值为6～8，在25～100℃下反应2～24h，得到双功能助剂b。该双功能助剂b具有大豆蛋白改性与固化交联的双功能。

8、进一步优选的，所述环氧大豆油、单宁和poss(sh)8的摩尔比为1：(0.2～1)：(0.1～1)。

9、最优选的，所述环氧大豆油、单宁和poss(sh)8的摩尔比为1：0.5：0.6。

10、进一步优选的，所述调节ph值是采用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾溶液进行调节。

11、根据本发明优选的，所述防腐剂为尼泊金丁酯和苯氧乙醇的组合物。

12、进一步优选的，所述尼泊金丁酯和苯氧乙醇的质量比为2：(1～4)。

13、上述环保型改性大豆蛋白胶黏剂的制备方法，包括步骤如下：

14、(1)按配比，将豆粕和水混合均匀，得到分散液；然后向分散液中加入豆渣，调节分散液的粘度为10000～20000mpa/s，得到复配大豆蛋白胶水溶液；

15、(2)按配比，将双功能助剂b加入到步骤(1)所得复配大豆蛋白胶水溶液中，搅拌均匀，然后加入防腐剂，搅拌均匀，得到环保型改性大豆蛋白胶黏剂。

16、上述环保型改性大豆蛋白胶黏剂的应用，将其应用于木材加工和人造板材中。

17、本发明的技术特点及有益效果如下：

18、1、本发明将单宁、环氧大豆油和poss(sh)8在碱性环境下，通过一锅法制备具有改性与固化交联双功能的助剂b。然后通过双功能助剂b与大豆蛋白反应，对蛋白进行改性，有效地增加蛋白的胶合性能并提高蛋白的防水性能，同时可以将豆粕和豆渣进行交联，形成致密的网络结构，有效提升了胶黏剂的胶合性能。并且本发明使用的双功能助剂b中的环氧大豆油的脂肪长链也极大的提高了大豆蛋白胶黏剂的耐水性，加入的防腐剂尼泊金丁酯和苯氧乙醇可以进一步提高胶黏剂的防霉防腐效果，解决了现有技术中存在的胶粘性能、防霉性能、耐水性和储存稳定性差的缺点。

19、2、本发明提供的环保型改性大豆蛋白胶黏剂是以豆渣和豆粕为主要原料，充分利用了豆渣中富含纤维，在体系中形成氢键结合具有胶合强度的特点，极大地降低了成本，有效地利用资源，变废为宝。并且该环保型改性大豆蛋白胶黏剂不存在甲醛释放等问题，环保无公害，具有性能稳定，交联密度大，工艺简单，价格低廉，抗菌防腐等优点，胶合强度能满足人造板实际应用的要求。

20、3、本发明提供的环保型改性大豆蛋白胶黏剂制备方法简单，易于操作，在室温下搅拌即可制备。

技术特征：

1.一种环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：豆粕35～45份、水55～65份、豆渣10～60份、双功能助剂b 3～8份、防腐剂2～6份。

2.如权利要求1所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，所述环保型改性大豆蛋白胶黏剂，由以下质量份数的原料组成：豆粕40份、水60份、豆渣40份、双功能助剂b5份、防腐剂3份。

3.如权利要求1所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，所述豆粕中大豆蛋白的含量为45～50％，细度为75～85目；所述豆渣的含水量为55～65％。

4.如权利要求1所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，所述双功能助剂b按照如下方法制备：

5.如权利要求4所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，所述环氧大豆油、单宁和poss(sh)8的摩尔比为1：(0.2～1)：(0.1～1)。

6.如权利要求5所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，所述环氧大豆油、单宁和poss(sh)8的摩尔比为1：0.5：0.6。

7.如权利要求1所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，所述调节ph值是采用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾溶液进行调节。

8.如权利要求1所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂，其特征在于，所述防腐剂为尼泊金丁酯和苯氧乙醇的组合物；

9.权利要求1所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

10.权利要求1所述的环保型改性大豆蛋白胶黏剂的应用，其特征在于，将其应用于木材加工和人造板材中。

技术总结本发明涉及一种环保型改性大豆蛋白胶黏剂及其制备方法。所述环保型改性大豆蛋白胶黏剂，由以下质量份数的原料组成：豆粕35～45份、水55～65份、豆渣10～60份、双功能助剂B 3～8份、防腐剂2～6份。本发明还提供了该环保型改性大豆蛋白胶黏剂的制备方法。本发明通过双功能助剂B与大豆蛋白反应，对蛋白进行改性，有效地增加蛋白的胶合性能并提高蛋白的防水性能，还可以将豆粕和豆渣进行交联，形成致密的网络结构，有效提升了胶黏剂的胶合性能。同时双功能助剂B中的环氧大豆油的脂肪长链也提高了大豆蛋白胶黏剂的耐水性，防腐剂尼泊金丁酯和苯氧乙醇可以提高胶黏剂的防霉防腐效果，解决了现有胶黏剂的胶粘性能、防霉性能、耐水性和储存稳定性差的缺点。技术研发人员：柳竹青,陈露露,韩文佳受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/5/12