一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法及其应用

本发明属于木质素的生物方法改性，具体涉及到一种利用漆酶改性碱木质素方法制备的胶粘剂及其在人造板制备中的应用。

背景技术：

1、随着世界人口的不断增长和生活水平的不断提高，人们对木材和木材产品的需求正在不断扩大，工业用材供需矛盾突出，尤其是木制品的供应结构与需求结构之间的矛盾将进一步加剧，因此发展人造板工业以满足市场需求将成为一种必然趋势。而人造板产品的质量和市场竞争能力在很大程度上取决于木材胶粘剂的生产水平，胶粘剂的质量对人造板产品的质量有很大影响。

2、我国人造板工业用胶粘剂的种类与国外大致相同。三醛胶，即：脲醛树脂胶(uf)、酚醛树脂胶(pf)和三聚氰胺甲醛(mf)树脂胶，其在木材工业中具有十分重要的地位和作用。但是此类胶粘剂在制作与使用过程中会释放出甲醛，严重影响到了人们的身心健康，并且这些胶粘剂主要是以石油为原料。为了应对石油危机，以及保护广大群众的健康，木材工业亟需应用可再生资源代替石油资源制备安全无毒的环保胶粘剂。在众多再生资源胶粘剂种类中，由于木素资源来源的广泛性，因而对其研究较多，木质素主要来源于工业制浆的副废物，其自然降解的时间较长，单纯排放掉不仅浪费资源，同时会对环境造成不利影响。近年来，多数采用硫酸盐法制浆的工厂，对硫酸盐废液(即黑液)进行了碱回收处理，基本上解决了纸浆废液的污染问题。但废液中的有机物(主要是木质素和部分纤维素及半纤维素的水解产物)绝大部分只作为能源燃烧，未能得到充分利用。

技术实现思路

1、本发明为了解决人造板存在甲醛释放量高和造纸废液中木质素资源浪费的技术问题，而提供一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法及其应用。

2、一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，具体按以下步骤进行：

3、一、将醋酸和醋酸钠混合，制备1号缓冲溶液；

4、二、将漆酶和木质素加入到步骤一获得的1号缓冲溶液中恒温振荡，随后密封放置，所得产物即为二次活化木素中间产物；

5、三、采用醋酸和醋酸钠配制2号缓冲溶液；

6、四、将木质素和步骤二获得的二次活化木素中间产物加入步骤三配制的2号缓冲溶液中，获得混合溶液；

7、五、向步骤四所得到的混合溶液中加入漆酶并调节溶液ph，再加入mdi固化剂，获得预制溶液；

8、六、将步骤五获得的预制溶液在恒温、通气条件下，搅拌处理，得到漆酶改性碱木质素基胶粘剂。

9、所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的应用，所述漆酶改性碱木质素基胶粘剂作为胶黏剂用于人造板制备中；

10、所述人造板的制备方法为：

11、a、将单板进行预处理，控制含水率为8％；

12、b、将所述漆酶改性碱木质素基胶粘剂均匀的涂在步骤a处理的单板表面，控制涂胶量为0.02～0.06g/cm2，表板和背板均涂一面，芯板两面均涂；

13、c、将步骤b中的表板、背板和芯板制备为板坯，进行陈放1h，然后热压，控制热压温度为120～200℃，单位热压压力为0.5～2.0mpa，热压时间为5～25min。

14、所述漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，从化学组成上来看，漆酶是一种糖蛋白。不同来源的漆酶蛋白质表观分子量有很大的差异，从59～390kda不等，但组成漆酶的数种同工酶皆为糖蛋白(含有10％～80％糖残基不等)，都为单体酶。所述木质素不仅是仅次于纤维素的储量最丰富的天然可再生资源，也是自然界唯一能提供可再生芳香基化合物的非石油资源，其广泛存在于种子植物中。一般认为，木质素主要含碳、氢、氧3种元素，质量分数分别约为60％、6％和30％，此外还有0.67％左右的氮元素。并且木质素是由三种不同类型的苯丙烷单体：对位香豆醇、松柏醇和芥子醇通过多种类型的键联接而成的一种酚型三维空间有分枝的网状结构高分子聚合物。所述活化木质素中间产物为将木质素按一定工艺经过漆酶处理后形成的中间产物。所述的醋酸、醋酸/醋酸钠缓冲液用以调节溶液ph值。

15、所述的碱木质素选自工业碱木素(从亚硫酸盐废液中制备)。碱木质素溶液浓度为10～90％，例如10％，30％，50％，70％，90％。

16、本发明的有益效果：

17、(1)本发明所述的酶处理是实现环保型木基复合材料生产工艺的重要途径之一。漆酶是一种环保的生物酶，因此这种胶黏剂的生产和使用都较为环保，没有过多的污染和能耗问题。同时这种胶黏剂具有较高的粘合强度，能够使板材得到很好的内结合强度。此方法为开发无游离甲醛释放的环保型复合材料奠定了坚实基础，对消除当前人造板中甲醛污染、改善人们生活条件、保护环境具有重要的理论意义和现实意义。

18、(2)本发明所属的工业木质素作为一种工业废弃物，其绝大多数不是被直接排放掉就是被直接焚烧，至今仍没有被大量、广泛地利用。这样不仅浪费了资源，还会对环境造成不利影响，随环境资源问题的日益突出，对木质素的充分利用越来越受到人们的重视。开发基于木素的新型胶粘剂具有十分重大的环境和社会意义。另外，纸浆废液中含有许多有机物，主要是木素和部分纤维素及半纤维素的水解产物，是一类丰富的有机资源，它可取代石油资源制造化工原料。特别是一些合成树脂大都采用石油化工原料制造，如果能用纸浆废液代替其中的一部分化工原料制造胶粘剂，不但可充分利用天然资源，也能为废液的处理提供另一途径。特别是近年来，由于石油价格不断上涨，用石油化工原料制备的木材胶粘剂成本不断上升，在这种情况下重新研究用纸浆废液制备木材胶粘剂具有重大的经济意义。

19、本发明漆酶改性碱木质素基胶粘剂作为胶黏剂用于人造板制备中。

技术特征：

1.一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤一所述1号缓冲溶液的ph为5。

3.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤二所述漆酶为市售商品，酶活量为280u/ml。

4.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤二和步骤四所述木质素为工业碱木素。

5.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤漆酶和木质素的用量比为20～30ml：20g。

6.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤二所述恒温温度为37℃。

7.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤三所述2号缓冲溶液的ph为3～6。

8.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤四所述木质素和二次活化木素的用量比为20g：10ml。

9.根据权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤六控制恒温温度为35℃，通入气体为空气，控制搅拌反应时间为7h。

10.如权利要求1所述的一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的应用，其特征在于所述漆酶改性碱木质素基胶粘剂作为胶黏剂用于人造板制备中；

技术总结一种漆酶改性碱木质素基胶粘剂的制备方法及其应用，本发明属于木质素的生物方法改性技术领域。本发明为了解决人造板存在甲醛释放量高和造纸废液中木质素资源浪费的技术问题。本发明利用漆酶对木质素进行改性，用漆酶处理造纸废液中的工业碱木素，并利用其产物作为中间产物再次与木素混合，再经漆酶活化后在一定的工艺条件下反应后所得胶合体系用于杨木板的胶合。解决了生物方法改性木质素虽然能达到国家四类胶合板的强度要求，但稳定性差的问题，降低胶粘剂成本问题，以及胶粘剂的甲醛释放问题。本发明漆酶改性碱木质素基胶粘剂作为胶黏剂用于人造板制备中。技术研发人员：房轶群,张航,蒋运旺,黄昱博受保护的技术使用者：东北林业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/5