專利名稱：利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木材膠黏劑及其制備方法，具體涉及利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材加工用膠黏劑及其制備方法。

背景技術(shù)：
由于合成樹脂膠黏劑對石油的依賴性很強(qiáng)，在不可再生的、貯量有限的石油資源的日益消耗的形勢下，開發(fā)和利用資源豐富、可再生的生物質(zhì)資源，以制備環(huán)境友好的生物質(zhì)基膠黏劑研究備受國內(nèi)外學(xué)者、工業(yè)界和政府的關(guān)注。大豆資源豐富、并可再生，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計，2008年世界大豆(籽)產(chǎn)量超過2.4億噸，大豆籽中含有豐富的蛋白質(zhì)，約占豆子重量的40％。因此，如對資源豐富又可再生的大豆蛋白實(shí)現(xiàn)有效利用，制備成木材加工膠黏劑替代現(xiàn)有的合成膠黏劑，將能有效節(jié)約石油。
大豆膠黏劑或者大豆蛋白膠黏劑中起到膠接作用的有效物質(zhì)是大豆蛋白。大豆蛋白主要由相對分子質(zhì)量在150000-600000的11S和7S兩種球蛋白組成(KUMARA R.，CHOUDHARY V.，MISHRA S.，VARMA I.K.，MATTIASON B.Adhesives and plastics based on soy protein products.Industrial Crops andProducts，2002，16(3)155-172)。由于大豆球蛋白相對分子量很高，溶解性差，因此目前人們所研發(fā)的大豆膠存在大豆蛋白含量低、水分含量高的問題，致使人造板在制備過程為了干燥水分而產(chǎn)生大量的能耗，提高了人造板的成本，大豆蛋白的利用率也低。例如，在申請?zhí)枮?00810013093.6關(guān)于“大豆蛋白膠粘劑的合成方法”的公開發(fā)明專利中，描述的一種由大豆蛋白和尿素調(diào)制的大豆蛋白膠粘劑，其大豆蛋白僅占膠液重量的10％。在專利號為ZL200710072642.2關(guān)于“單寧酸改性豆粉膠粘劑及其制備方法”和ZL200610010370.9關(guān)于“硼酸改性豆粉膠粘劑及其制備方法”的發(fā)明專利中，分別描述了一種用單寧酸和硼酸改性得到的豆粉膠粘劑，其豆粉僅占膠液重量的14.0％～14.2％，大豆蛋白的含量就更低。在專利號為ZL200710072644.1關(guān)于“單寧酸與硼酸改性豆粉膠粘劑及其制備方法”的發(fā)明專利中，描述了一種由單寧酸與硼酸改性得到的豆粉膠粘劑，其豆粉僅占膠液重量的13.9％～14.2％，大豆蛋白的含量就更低。在專利號為關(guān)于“低堿量豆粉膠黏劑”的發(fā)明專利中，描述了一種由豆粉、氫氧化鈉、氧化鈣和硅酸鈉調(diào)制的低堿量豆粉膠黏劑，其豆粉僅占膠液重量的16.4％～17.4％，大豆蛋白的含量就更低。在專利號為ZL200710164450.4關(guān)于“改性大豆蛋白膠粘劑的竹纖維板制備方法”和專利號為ZL200710164451.9的發(fā)明專利中，分別描述了一種采用0.2％氫氧化鈉溶液或1％十二烷基硫酸鈉改性的大豆蛋白膠黏劑，其大豆蛋白僅占膠液重量的10％。在申請?zhí)枮?00910072180.3關(guān)于“十二烷基硫酸鈉和戊二醛改性的豆粉基木材膠粘劑及其制備方法”的公開發(fā)明專利中，描述的一種由十二烷基硫酸鈉和戊二醛改性改性得到的豆粉基木材膠粘劑，其豆粉僅占膠液重量的16.4％～17.9％，大豆蛋白的含量就更低。在申請?zhí)枮?00810010646.2關(guān)于“協(xié)同效應(yīng)改性大豆蛋白膠粘劑及其制備方法”的公開發(fā)明專利中，描述的一種采用兩種或兩種以上聯(lián)合鞣劑通過協(xié)同效應(yīng)對大豆蛋白進(jìn)行改性得到的大豆蛋白膠粘劑，其大豆蛋白僅占膠液重量的12.3％～16.4％。在申請?zhí)枮?00410002616.9關(guān)于“一種大豆源膠粘劑及其制備方法”的發(fā)明專利中，描述了一種通過蛋白定向變形技術(shù)和修飾技術(shù)制得到的脫脂大豆粉膠粘劑，其脫脂大豆粉僅占膠液重量的10％～20％，大豆蛋白的含量就更低；雖然發(fā)明者提出采用冷凍干燥的方法除去膠黏劑中的水分，但是冷凍干燥成本高、效率低。
另外，由于大豆球蛋白是一種緊密的球形結(jié)構(gòu)，其多數(shù)極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)都被包裹在球形結(jié)構(gòu)內(nèi)，所以將大豆蛋白直接用作膠黏劑，僅在球形結(jié)構(gòu)表面的極性基團(tuán)與基材(被膠接物)發(fā)生吸附作用，導(dǎo)致傳統(tǒng)大豆蛋白膠黏劑的膠接強(qiáng)度低的問題(VAN DER LEEDEN M，RUTTEN A，F(xiàn)RENS G.How todevelop globular proteins into adhesives.Journal of Biotechnology，2000，79(3)211-221)。若對大豆蛋白進(jìn)行變性處理，只有大豆蛋白中部分高級結(jié)構(gòu)被打開，可實(shí)現(xiàn)大豆蛋白膠黏劑膠接強(qiáng)度的一定改善；但變性大豆蛋白仍保留相當(dāng)?shù)母呒壗Y(jié)構(gòu)，且一級結(jié)構(gòu)基本保持不變，因此大豆蛋白膠的分子量仍很大，致使膠液黏度很高，膠液有效固形物(蛋白)的濃度低，膠接強(qiáng)度也不是很理想。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有大豆膠黏劑或者大豆蛋白膠黏劑存在大豆蛋白含量低、水分含量高、黏度大的問題，而提供利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑。本發(fā)明以大豆蛋白粉或者大豆蛋白為原料，在強(qiáng)堿性和較高溫度下，使相對分子量很大的大豆蛋白分子發(fā)生必要的降解，分子量適當(dāng)降低，從而制備一種高蛋白含量、低粘度的、極低甲醛釋放的環(huán)保木材膠黏劑。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明的利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑按重量份數(shù)比由60～80份脫脂大豆蛋白粉(或大豆分離蛋白)、5～10份強(qiáng)堿和95份水通過降解反應(yīng)后用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，再加入0.01～20份二元醛混勻而制成的。
本發(fā)明中利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑制備方法如下一、按重量份數(shù)比分別稱取60～80份脫脂大豆蛋白粉(或大豆分離蛋白)、5～10份強(qiáng)堿、95份水和0.01～20份二元醛；二、將步驟一稱取的強(qiáng)堿溶于步驟一稱取的水中得到強(qiáng)堿溶液，然后將強(qiáng)堿溶液升溫至85～95℃，邊攪拌邊加入步驟一稱取的脫脂大豆蛋白粉(或者大豆分離蛋白)，然后在85～95℃保持?jǐn)嚢杌亓?～4小時(實(shí)現(xiàn)大豆蛋白粉或者大豆蛋白的降解)，冷卻到室溫；三、將步驟二所得的產(chǎn)物用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，然后加入步驟一稱取的二元醛，攪拌混勻，即得到利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑。
上述的強(qiáng)堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀；二元醛為乙二醛、戊二醛或者兩者的混合物；濃磷酸的重量百分比濃度為80～85％。
本發(fā)明的利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑及其制備方法，其對大豆蛋白進(jìn)行強(qiáng)堿性降解處理不同于現(xiàn)有技術(shù)中的大豆蛋白的堿變性(KALAPATHY U.，HETTIARACHCHY N.S.，MYERS D.，RHEE K.C.Alkali-Modified Soy ProteinsEffect of Salts and Disulfide Bond Cleavage onAdhesion and Viscosity.Journal of the American Oil Chemists′Society，1996，73(8)1063-1066)，后者的變性處理相對很溫和，其pH值通常在10左右，溫度不高于60℃，所以堿變性后的大豆蛋白仍有相當(dāng)量的高級結(jié)構(gòu)，多數(shù)一級結(jié)構(gòu)破壞不明顯，膠液粘度反而增加，產(chǎn)物多為懸浮液，膠液大豆蛋白含量不能太高，通常在10％～15％左右。本發(fā)明的對大豆單被的強(qiáng)堿降解處理，即讓大豆蛋白在強(qiáng)堿性(體系pH值＞14)和較高溫度(＞80℃)條件下發(fā)生適度降解，不僅使大豆蛋白中肽鏈之間構(gòu)筑成蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)(緊密的球形結(jié)構(gòu))的次級鍵(氫鍵、二硫鍵、鹽鍵、離子鍵等)完全破壞，肽分子鏈完全舒展，釋放球形結(jié)構(gòu)內(nèi)包裹的多數(shù)極性基團(tuán)，使蛋白質(zhì)對基材的吸附作用增加，從而提高膠接強(qiáng)度；同時還能使伸展開的大分子肽鏈的部分主鍵(肽鍵)發(fā)生適當(dāng)?shù)慕到鈹嗔呀档痛蠓肿与逆湹南鄬Ψ肿淤|(zhì)量(即使蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化)，由此能夠顯著提高大豆蛋白的水溶解性和膠液濃度，并降低膠液的黏度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的木材膠黏劑是一種大豆蛋白膠黏劑，具有高固體含量(按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 14074-2006所述方法測定膠液的固含量為40.3％～50.6％)、大豆蛋白含量高(其大豆蛋白粉或者大豆分離蛋白的重量分?jǐn)?shù)是膠液32％～42％)、低粘度(按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 14074-2006所述方法在25℃時測定膠液粘度為33～245mPa·s)、膠接效果好和極低游離甲醛釋放的特點(diǎn)，是一種環(huán)保膠黏劑。與現(xiàn)有制備大豆膠技術(shù)相比，本發(fā)明的大豆蛋白膠黏劑的固體含量與我國目前人造板企業(yè)用脲醛樹脂膠的固含量(通常在45％～55％之間)相當(dāng)，由此可明顯降低人造板制造過程中因?yàn)榇蠖鼓z水分多引起的干燥能耗。本發(fā)明制造出的大豆蛋白膠黏劑可用于制備膠合板、刨花板和中密度纖維板。



圖1是大豆蛋白經(jīng)強(qiáng)堿性降解后的凝膠滲透色譜(GPC)圖，圖中A表示具體實(shí)施方式
十一的凝膠滲透色譜圖，B表示具體實(shí)施方式
十二的凝膠滲透色譜圖，圖中的M表示GPC峰的相對分子質(zhì)量。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑，按重量份數(shù)比由60～80份脫脂大豆蛋白粉、5～10份強(qiáng)堿和95份水通過降解反應(yīng)后用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，再加入0.01～20份二元醛混勻而制成的。
本實(shí)施方式的木材黏劑，具有高固體含量(按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 14074-2006所述方法測定膠液的固含量為40.3％～50.6％)、大豆蛋白含量高(其大豆蛋白粉或者大豆分離蛋白的重量分?jǐn)?shù)是膠液32％～42％)、低粘度(按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 14074-2006所述方法在25℃時測定膠液粘度為33～245mPa·s)、膠接效果好和極低游離甲醛釋放的特點(diǎn)，是一種環(huán)保膠黏劑。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑，按重量份數(shù)比由60～80份大豆分離蛋白、5～10份強(qiáng)堿和95份水通過降解反應(yīng)后用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，再加入0.01～20份二元醛混勻而制成的。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是所述的強(qiáng)堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三不同的是所述的二元醛為乙二醛、戊二醛或者兩者的混合物。其它與具體實(shí)施方式
一至三相同。
本實(shí)施方式所述二元醛為混合物時，乙二醛與戊二醛按任意比混合。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四不同的是所述濃磷酸的重量百分比濃度為80～85％。其它與具體實(shí)施方式
一至四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑制備方法如下一、按重量份數(shù)比分別稱取60～80份脫脂大豆蛋白粉、5～10份強(qiáng)堿、95份水和0.01～20份二元醛；二、將步驟一稱取的強(qiáng)堿溶于步驟一稱取的水中得到強(qiáng)堿溶液，然后將強(qiáng)堿溶液升溫至85～95℃，邊攪拌邊加入步驟一稱取的脫脂大豆蛋白粉，然后在85～95℃保持?jǐn)嚢杌亓?～4小時(實(shí)現(xiàn)大豆蛋白粉的降解)，冷卻到室溫；三、將步驟二所得的產(chǎn)物用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，然后加入步驟一稱取的二元醛，攪拌混勻，即得到利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑。
本實(shí)施方式所述的磷酸的濃度為80～85％(重量)。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六不同的是采用大豆分離蛋白代替脫脂大豆蛋白粉。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六或七不同的是所述的強(qiáng)堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。其它與具體實(shí)施方式
六或七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至八不同的是所述的二元醛為乙二醛、戊二醛或者兩者的混合物。其它與具體實(shí)施方式
六至八相同。
本實(shí)施方式所述二元醛為混合物時，乙二醛與戊二醛按任意比混合。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六不同的是步驟一中按重量份數(shù)比分別稱取65份脫脂大豆蛋白粉、9份強(qiáng)堿、95份水和0.9份二元醛。其它與具體實(shí)施方式
六相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑制備方法如下一、按重量份數(shù)比分別稱取65份大豆分離蛋白、9份氫氧化鈉、95份水和0.9戊二醛；二、將步驟一稱取的氫氧化鈉溶于步驟一稱取的水中得到氫氧化鈉溶液，然后將氫氧化鈉溶液升溫至95℃，邊攪拌邊逐漸加入步驟一稱取的大豆分離蛋白，然后在95℃保持?jǐn)嚢杌亓?.5小時，冷卻到室溫；三、將步驟二所得的產(chǎn)物用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，然后加入步驟一稱取的戊二醛，攪拌混勻，即得到利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑。
本實(shí)施方式方法制木材膠黏劑的固含量為42.1％、大豆分離蛋白含量37.7％、粘度47.6mPa·s(25℃)，可用于制備中密度纖維板和刨花板。
本實(shí)施方式中的大豆分離蛋白在上述條件下經(jīng)過強(qiáng)堿降解，其相對分子質(zhì)量顯著降低。在Agilent 1100凝膠滲透色譜儀(GPC)上，對具體實(shí)施方式
十一中將65份大豆分離蛋白、9份氫氧化鈉和95份水在95℃下降解3.5小時后產(chǎn)物如下條件進(jìn)行相對分子質(zhì)量及分布測試色譜柱為79911GP-101PL gel(相對分子質(zhì)量小于4000)串聯(lián)79911gp-104PL gel(相對分子質(zhì)量小于4000-400000)串聯(lián)79911GP-105PL gel(相對分子質(zhì)量40000-4000000)；樣品濃度0.5％水溶液；流動相為水，流速1mL/min；示差檢測器；以10種已知相對分子質(zhì)量的單分散聚乙二醇為相對分子量標(biāo)準(zhǔn)樣。結(jié)果如圖1中A的凝膠滲透色譜圖所示(圖中的M表示GPC峰的相對分子質(zhì)量)，上述條件降解大豆分離蛋白產(chǎn)物的數(shù)均相對分子質(zhì)量為2710，分布于422～3647，主要分布在871～3647之間。而文獻(xiàn)1(KUMARA R.，CHOUDHARY V.，MISHRA S.，VARMA I.K.，MATTIASON B.Adhesives and plastics based on soy proteinproducts.Industrial Crops and Products，2002，16(3)155-172)報道，未經(jīng)降解大豆蛋白的相對分子質(zhì)量主要在150000-600000之間。由此可見，通過強(qiáng)堿降解能夠使大豆蛋白分子顯著降低，從而使之水溶解性提高，溶液黏度低。
制備中密度纖維板時，使用工廠制備中密度纖維板的未施加膠黏劑的混雜木纖維，預(yù)先將混雜木纖維干燥到含水率為3～5％，在拌膠機(jī)中將上述制備的大豆蛋白膠噴入雜木纖維，施膠量為12％(膠黏劑固形物與絕干雜木纖維的重量百分比)；將拌膠的木纖維鋪裝成板胚，于1.2MPa壓力下預(yù)壓1分鐘，然后在150℃下熱壓4.5分鐘，得到厚度為11.8mm的纖維板。纖維板材的物理力學(xué)性能按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11718-1999進(jìn)行測試，游離甲醛釋放量按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18580-2001進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示。
制備刨花板時，所使用刨花為實(shí)驗(yàn)室采用雙鼓輪刨片機(jī)自制的楊木刨花，預(yù)先將楊木刨花干燥到含水率為3～5％，在拌膠機(jī)中將上述制備的大豆蛋白膠噴入刨花，施膠量為10％(膠黏劑固形物與楊木刨花的重量百分比)；將拌膠的楊木刨花鋪裝成板胚，于1.2MPa壓力下預(yù)壓1分鐘，然后在150℃下熱壓4.25分鐘，得到厚度為10.6mm的刨花板。刨花板材的物理力學(xué)性能按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4897-2003進(jìn)行測試，游離甲醛釋放量按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18580-2001進(jìn)行測試，結(jié)果也如表1所示。
表1
制備刨花板或纖維板時，為了滿足施教的要求，大豆蛋白膠液的黏度不應(yīng)太大，因此在制備時，需采用高的降解溫度(90～95℃)、長的降解時間(3～4小時)以及高的強(qiáng)堿用量(7～10份)。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑制備方法如下一、按重量份數(shù)比分別稱取80份大豆分離蛋白、6份氫氧化鈉、95份水和15份乙二醛；二、將步驟一稱取的氫氧化鈉溶于步驟一稱取的水中得到氫氧化鈉溶液，然后將氫氧化鈉溶液升溫至90℃，邊攪拌邊逐漸加入步驟一稱取的大豆分離蛋白，然后在90℃保持?jǐn)嚢杌亓?.5小時，冷卻到室溫；三、將步驟二所得的產(chǎn)物用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，然后加入步驟一稱取的乙二醛，攪拌混勻，即得到利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑。
本實(shí)施方式方法制木材膠黏劑的固含量為48.3％、大豆分離蛋白含量38.4％、粘度231.5mPa·s(25℃)，可用于制備膠合板。
本實(shí)施方式中的大豆分離蛋白在上述條件下經(jīng)過強(qiáng)堿降解，其相對分子質(zhì)量也顯著降低。在Agilent 1100凝膠滲透色譜儀(GPC)上，對具體實(shí)施方式
十二中將80份大豆分離蛋白、6份氫氧化鈉和95份水在90℃下降解2.5小時后產(chǎn)物按照如下條件進(jìn)行相對分子質(zhì)量及分布測試色譜柱為79911GP-101PLgel(相對分子質(zhì)量小于4000)串聯(lián)79911gp-104PL gel(相對分子質(zhì)量小于4000-400000)串聯(lián)79911GP-105PL gel(相對分子質(zhì)量40000-4000000)；流動相為水，流速1mL/min，示差檢測器；以10種已知相對分子質(zhì)量的單分散聚乙二醇為相對分子量標(biāo)準(zhǔn)樣。結(jié)果如圖1中B的凝膠滲透色譜圖所示(圖中的M表示GPC峰的相對分子質(zhì)量)，上述條件降解大豆分離蛋白產(chǎn)物的數(shù)均相對分子質(zhì)量為4249，分布于352～5625，主要分布在1024～5625之間。由于具體實(shí)施方式
十二的降解條件較具體實(shí)施方式
十一更溫和(強(qiáng)堿用量從9份降到6份、溫度從95℃降到90℃、時間從3.5小時減到2.5小時，蛋白用量從65份增加到80份)，因此，降解產(chǎn)物的黏度和分子量都有所增加。
使用1.2mm厚的楊木單板制備三層膠合板，預(yù)先將楊木單板干燥到含水率為3-7％，然后將膠黏劑涂刷到單板芯層的兩面，施膠量為300g/m2(雙面施膠量，液體膠液計量)；將涂膠的楊木單板組成板胚，于0.8MPa壓力下預(yù)壓5分鐘，然后在125℃下熱壓4分鐘，得到三層膠合板。膠合板材的膠接強(qiáng)度按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9846.5-2004進(jìn)行測試，游離甲醛釋放量按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2001進(jìn)行測試，結(jié)果如表2的膠合板I所示。
表2
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑制備方法如下一、按重量份數(shù)比分別稱取80份脫脂大豆蛋白粉、6份氫氧化鈉、95份水和15份乙二醛；二、將步驟一稱取的氫氧化鈉溶于步驟一稱取的水中得到氫氧化鈉溶液，然后將氫氧化鈉溶液升溫至90℃，邊攪拌邊逐漸加入步驟一稱取的脫脂大豆蛋白粉，然后在90℃保持?jǐn)嚢杌亓?.5小時，冷卻到室溫；三、將步驟二所得的產(chǎn)物用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，然后加入步驟一稱取的乙二醛，攪拌混勻，即得到利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑。
本實(shí)施方式方法制木材膠黏劑的固含量為48.7％、脫脂大豆蛋白粉含量38.3％、粘度249.5mPa·s(25℃)，可用于制備膠合板。
使用1.2mm厚的楊木單板制備三層膠合板，預(yù)先將楊木單板干燥到含水率為3-7％，然后將膠黏劑涂刷到單板芯層的兩面，施膠量為300g/m2(雙面施膠量，液體膠液計量)；將涂膠的楊木單板組成板胚，于0.8MPa壓力下預(yù)壓5分鐘，然后在125℃下熱壓4分鐘，得到三層膠合板。膠合板材的膠接強(qiáng)度按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9846.5-2004進(jìn)行測試，游離甲醛釋放量按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2001進(jìn)行測試，結(jié)果如表2的膠合板II所示。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑制備方法如下一、按重量份數(shù)比分別稱取80份大豆分離蛋白粉、6份氫氧化鈉、95份水和5份二元醛；二、將步驟一稱取的氫氧化鈉溶于步驟一稱取的水中得到氫氧化鈉溶液，然后將氫氧化鈉溶液升溫至90℃，邊攪拌邊逐漸加入步驟一稱取的大豆分離蛋白粉，然后在90℃保持?jǐn)嚢杌亓?.5小時，冷卻到室溫；三、將步驟二所得的產(chǎn)物用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，然后加入步驟一稱取的二元醛，攪拌混勻，即得到利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑；其中二元醛由戊二醛和乙二醛按1∶4重量比組成的混合物。
本實(shí)施方式方法制木材膠黏劑的固含量為47.1％、脫脂大豆蛋白粉含量41.4％、粘度249.5mPa·s(25℃)，可用于制備膠合板。
使用1.2mm厚的楊木單板制備三層膠合板，預(yù)先將楊木單板干燥到含水率為3-7％，然后將膠黏劑涂刷到單板芯層的兩面，施膠量為300g/m2(雙面施膠量，液體膠液計量)；將涂膠的楊木單板組成板胚，于0.8MPa壓力下預(yù)壓5分鐘，然后在125℃下熱壓4分鐘，得到三層膠合板。膠合板材的膠接強(qiáng)度按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9846.5-2004進(jìn)行測試，游離甲醛釋放量按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2001進(jìn)行測試，結(jié)果如表2的膠合板III所示。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十二和十四不同的是步驟一所述的強(qiáng)堿為氫氧化鉀，二元醛是2份戊二醛。將80份大豆分離蛋白粉、6份氫氧化鉀和95份水按照具體實(shí)施方式
二在90℃下降解2.5小時后制備的大豆蛋白膠黏劑，其固含量為45.8％、脫脂大豆蛋白粉含量41.7％、粘度205mPa·s(25℃)，可用于制備膠合板。
使用1.2mm厚的楊木單板制備三層膠合板，預(yù)先將楊木單板干燥到含水率為3-7％，然后將膠黏劑涂刷到單板芯層的兩面，施膠量為300g/m2(雙面施膠量，液體膠液計量)；將涂膠的楊木單板組成板胚，于0.8MPa壓力下預(yù)壓5分鐘，然后在125℃下熱壓4分鐘，得到三層膠合板。膠合板材的膠接強(qiáng)度按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9846.5-2004進(jìn)行測試，游離甲醛釋放量按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2001進(jìn)行測試，結(jié)果如表2的膠合板IV所示。
權(quán)利要求
1.利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑，其特征在于利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑按重量份數(shù)比由60～80份脫脂大豆蛋白粉或大豆分離蛋白、5～10份強(qiáng)堿和95份水通過降解反應(yīng)后用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，再加入0.01～20份二元醛混勻而制成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑，其特征在于所述的強(qiáng)堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑，其特征在于所述的二元醛為乙二醛、戊二醛或者兩者的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑，其特征在于所述濃磷酸的重量百分比濃度為80～85％。
5.如權(quán)利要求1所述利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑的制備方法，其特征在于利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑制備方法如下一、按重量份數(shù)比分別稱取60～80份脫脂大豆蛋白粉及大豆分離蛋白中的一種、5～10份強(qiáng)堿、95份水和0.01～20份二元醛；二、將步驟一稱取的強(qiáng)堿溶于步驟一稱取的水中得到強(qiáng)堿溶液，然后將強(qiáng)堿溶液升溫至85～95℃，邊攪拌邊加入步驟一稱取的脫脂大豆蛋白粉或大豆分離蛋白，然后在85～95℃保持?jǐn)嚢杌亓?～4小時，冷卻到室溫；三、將步驟二所得的產(chǎn)物用濃磷酸調(diào)pH值在6.5～7.5，然后加入步驟一稱取的二元醛，攪拌混勻，即得到利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑的制備方法，其特征在于所述的強(qiáng)堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑的制備方法，其特征在于所述的二元醛為乙二醛、戊二醛或者兩者的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑的制備方法，其特征在于所述的磷酸的濃度為80～85％(重量)。
全文摘要
利用強(qiáng)堿性降解大豆蛋白制備的木材膠黏劑及其制備方法，本發(fā)明涉及大豆蛋白基木材膠黏劑及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有大豆膠黏劑或者大豆蛋白膠黏劑存在大豆蛋白含量低、水分含量高、黏度大的問題。本發(fā)明產(chǎn)品由脫脂大豆蛋白粉或大豆分離蛋白、強(qiáng)堿和水通過降解反應(yīng)后用濃磷酸調(diào)pH值，再加入二元醛混勻而制成的。本發(fā)明方法如下一、稱?。欢?、制強(qiáng)堿溶液，加熱，邊攪拌邊加入脫脂大豆蛋白粉或大豆分離蛋白，然后在加熱回流后冷卻到室溫；三、用濃磷酸調(diào)pH值，加入二元醛，攪拌混勻。本發(fā)明的膠黏劑具有大豆蛋白含量高、水分含量小、黏度低的優(yōu)點(diǎn)，可用于制備膠合板、刨花板和中密度纖維板。
文檔編號C09J189/00GK101724376SQ20091007341
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者高振華, 顧繼友, 邸明偉, 呂新穎, 顧皞 申請人:東北林業(yè)大學(xué)