一种全组分利用虾蟹壳制备木材胶黏剂的方法

本发明属于木材胶黏剂领域，具体涉及一种全组分利用虾蟹壳制备木材胶黏剂的方法。

背景技术：

1、中国木材加工业胶黏剂年消耗量超过1500万吨，约占胶黏剂总产量的三分之二；其中以石化产品为原料的木材胶黏剂占80%以上。这类胶黏剂主要原料（甲醛、苯酚）来源于石油，可再生性差；生产和使用过程不断散发致癌物（如甲醛），危害人类健康；产品可降解性差，易污染环境。因此，研究可再生生物质，如植物蛋白、碳水化合物、植物油、木质素、单宁等为原料的木材胶黏剂受到人们的重视，也取得了很好的效果；但胶黏剂或板材的抗菌防霉效果不好。将甲壳纲动物，如虾蟹壳提取的壳聚糖作为胶黏剂原料，则是利用了壳聚糖不溶于水或有机溶剂，可以低浓度溶于醋酸溶液的特点；hang su, guanben du等将壳聚糖溶于醋酸溶液后，涂布于表面氧化处理后的竹材表面，取得了很好的胶合效果（su h,du g,ren x, et al. high-performance bamboo composites based on the chemicalbonding of active bamboo interface and chitosan[j]. international journal ofbiological macromolecules, 2023: 125345.）。但壳聚糖为原料的胶黏剂浓度一般低于5%，使用过程的醋酸挥发也会产生味道，也易造成金属设备锈蚀；同时从虾蟹壳提取壳聚糖的过程需使用大量酸、碱，也会造成环境污染。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全组分利用虾蟹壳制备木材胶黏剂的方法。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种全组分利用虾蟹壳制备木材胶黏剂的方法，包括以下步骤：

4、（1）将虾蟹壳原料洗净，103℃烘2h，机械粉碎成≥60目颗粒，然后以球磨、超微粉碎方法获得≥3000目的颗粒，备用；

5、（2）将50-80重量份虾蟹壳颗粒与100-160重量份水混合，通入二氧化碳，10℃下，以60rpm，搅拌60min，静置20min，过滤分离沉淀物和上清液；

6、（3）步骤（2）上清液在25-45℃保温10min，过滤分离出沉淀物和上清液；向上清液通入二氧化碳，用于部分替代步骤（2）的水，继续在步骤（2）和步骤（3）之间循环使用；

7、（4）将10-50重量份步骤（2）的沉淀物与20-100重量份碱溶液混合，在50-90℃保温10-30min，再一次过滤分离沉淀物和上清液；

8、（5）将步骤（4）的沉淀物20-40重量份与改性剂20-40重量份室温混合搅拌20min，然后加入步骤（4）的上清液30-90重量份和步骤（3）的沉淀物10-20重量份，即制成木材胶黏剂。

9、进一步的，各原料如下：

10、虾蟹壳原料：大闸蟹、梭子蟹、帝王蟹、龙虾、明虾等虾蟹的外壳。

11、碱溶液：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水等的一种或几种的溶液，浓度15wt%-25wt%。

12、酸溶液：碳酸溶液，采用二氧化碳通入水中方式制备。

13、改性剂：kymene系列树脂、jh1201树脂、聚乙烯醇树脂等的一种或几种混合物。

14、水：锅炉蒸汽冷凝水。

15、原理：以机械力将虾蟹壳粉碎成粉状，降低其粒径，形成微米尺度虾蟹壳微粒，提高比表面积。分别以碳酸和碱液依次溶解虾蟹壳粉中的部分碳酸钙和蛋白质，虾蟹壳微粒表面将暴露出大量甲壳素，并形成壳聚糖。碳酸溶解的碳酸钙在变温处理后会再生成碳酸钙作为后续胶黏剂的增强组分；碱液溶解蛋白质过程也会引发甲壳素脱乙酰基，产生-nh2等官能团，具有抗菌防霉性能。被碱液溶解出的蛋白质含-nh2、-cooh、-oh等活性官能团，可作为后续胶黏剂组分参与交联固化反应。

16、本发明的优点在于：

17、本发明的方法实现了渔业加工废弃物的全组分利用，无环境负担，环保性能好。用机械力联合化学处理方法对虾蟹壳进行可控解聚，形成表面含氨基官能团的虾蟹壳微粒，活性高，易于再衍生化改性；再以接枝等方式引入可交联反应官能团，与解聚虾蟹壳分离的成分完成重新组装和官能团的交联反应构建的胶黏剂，有明显的抗菌防霉效果；固化的胶层及生产的人造板结合了有机/无机混杂类虾蟹壳结构和表面氨基官能团及其衍生物成分，也具备较好的耐热抗菌防霉功能。

技术特征：

1.一种全组分利用虾蟹壳制备木材胶黏剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将虾蟹壳原料洗净，103℃烘2h，机械粉碎成≥60目颗粒，然后以球磨、超微粉碎方法获得≥3000目的颗粒，备用；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虾蟹壳原料为大闸蟹、梭子蟹、帝王蟹、龙虾、明虾中的一种或多种虾蟹的外壳。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或几种的溶液，浓度15wt%-25wt%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，改性剂为kymene系列树脂、jh1201树脂、聚乙烯醇树脂中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水为锅炉蒸汽冷凝水。

技术总结本发明提供了一种全组分利用虾蟹壳制备木材胶黏剂的方法，以废弃虾蟹壳为原料，经过球磨、表面氨基化等步骤，解聚组分，再固化交联，制备成胶黏剂；该方法不仅充分利用渔业加工废弃物，还提高了胶黏剂的耐水粘接性能。该胶黏剂可用于生产刨花板、纤维板、胶合板等人造板，制备的人造板无游离甲醛释放，具有天然的抗菌防霉效果，能够广泛用于家具或装修行业，具有广阔的应用前景。技术研发人员：陈奶荣,朱志强,李枫受保护的技术使用者：福建农林大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29