一種改性蛋白基膠黏劑的製備方法與流程
2023-09-22 10:32:40 2
本發明涉及一種改性蛋白基膠黏劑的製備方法，屬於膠黏劑技術領域。
背景技術：
木材膠黏劑是指在一定條件下能使不同形態的木材相互之間通過表面粘附作用緊密的膠合在一起並具有足夠強度的物質。人造板先分後合的特點決定了木材膠黏劑對木材工業的決定性作用。木材膠黏劑可使小徑材、木材加工剩餘物等得到充分利用，提高木材的綜合利用。目前，全世界生產的膠黏劑絕大多部分都是用於木材行業，並且木材膠黏劑的用量已經成為衡量一個國家或者一個地區木材工業技術發展水平的重要標誌。
中國木材和人造板行業使用的膠黏劑仍然是＂蘭醇＂膠黏劑（即脈醒樹脂、三聚氯胺樹脂、酷酸樹脂）是目前木材加工工業中應用最為廣泛的膠黏劑，使用量佔人造板行業總用膠量的60～70%，甚至以上。三醛膠共同存在一個非常突出的社會和環境問題，即膠黏劑在製備、使用及其製備的人造板在加工和使用的過程中會釋放甲醒，危及環境和人體的健康。隨著人們環保意識的不斷提高，木材膠黏劑行業越來越傾向於生物質材料製備無醛、綠色環保型木材膠黏劑。
生物質膠黏劑以其來源豐富、性能優良、反應活性高和操作簡單及膠接產品無游離甲醛釋放等特點，日益受到人們的重視和青睞，成為天然膠黏劑研究中的熱點。但是，目前的生物質膠黏劑粘結強度低，使用後韌性、抗剝離、抗開裂性能不理想，因此，對於生物質膠黏劑的研究顯得尤為重要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對目前生物質膠黏劑粘結強度低，使用後韌性、抗剝離、抗開裂性能不理想的問題，本發明提供了一種改性蛋白基膠黏劑的製備方法，本發明以花生提取油脂後的花生粕為原料，通過分離其中的蛋白質製備花生蛋白，再將其與大豆粕粉中的大豆蛋白混合，並通過弱酸性亞硫酸氫鈉破壞大豆蛋白分子間的氫鍵，同時，通過鹽的作用破壞蛋白分子間的二硫鍵，破壞蛋白空間結構使蛋白活性基團外露，再與杜仲膠交聯改性處理，提高膠黏劑的耐水性和粘結強度，製得改性蛋白基膠黏劑。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：
（1）稱取200～300g花生粕，加入粉碎機粉碎，過200目篩，將過篩後的花生粕粉加入1.0～1.2L去離子水中，以300～400r/min攪拌10～15min，得混合液，再用質量分數為5%氫氧化鈉溶液調節混合液pH為8.0～9.0後，將混合液轉入離心機中，以5000～6000r/min離心分離30～40min，收集上清液，得預處理花生蛋白混合液；
（2）用質量分數為5%鹽酸調節上述預處理花生蛋白混合液pH為4.5～5.0，並靜置20～30min，隨後轉入離心機中，以5000～6000r/min離心分離20～30min，收集沉澱，並用去離子水洗滌沉澱2～3次，再將沉澱置於乾燥箱中，在55～60℃下乾燥7～8h，得花生分離蛋白；
（3）稱取3.6～4.0g亞硫酸氫鈉，加入300～400mL去離子水中混合均勻，並加熱至30～32℃，再加入70～80g上述花生分離蛋白，8～10g過100目篩的大豆粕粉，並以300～400r/min攪拌20～30min，保持溫度反應30～40min，得反應液；
（4）用質量分數為10%氫氧化鈉溶液調節上述反應液pH為8.0～9.0，再加入0.6～0.9g雙氰胺，10～20mL杜仲膠，繼續加熱至60～70℃，保持溫度反應30～40min，冷卻至室溫後，轉入旋轉蒸發儀中，在50～60℃下蒸發濃縮至原液體積的15～20%，得改性蛋白基膠黏劑。
本發明的應用方法是：將木單板乾燥至含水量小於8%後，塗抹本發明製備的改性蛋白基膠黏劑，塗膠量為400g/m2，組成5層板坯，在1.0～1.2MPa壓力下預壓40～50min，再裝入熱壓機中，在1.2～1.5MPa下熱壓成膠合板，經檢測，粘結強度達18.6 ～21.5MPa，在160～170℃下剪切強度為14.8～16.2MPa，室溫剝離強度為7.8～8.9kN/m，在 200～300℃下使用4～7個月無開裂現象發生，值得推廣與使用。
本發明的有益技術效果是：
（1）本發明製備的改性蛋白基膠黏劑粘結力強，使用後抗剝離、抗開裂性能好，剝離強度高；
（2）本發明製備的改性蛋白基膠黏劑原料來源廣，製備方法安全環保，簡單方便。
具體實施方式
稱取200～300g花生粕，加入粉碎機粉碎，過200目篩，將過篩後的花生粕粉加入1.0～1.2L去離子水中，以300～400r/min攪拌10～15min，得混合液，再用質量分數為5%氫氧化鈉溶液調節混合液pH為8.0～9.0後，將混合液轉入離心機中，以5000～6000r/min離心分離30～40min，收集上清液，得預處理花生蛋白混合液；用質量分數為5%鹽酸調節上述預處理花生蛋白混合液pH為4.5～5.0，並靜置20～30min，隨後轉入離心機中，以5000～6000r/min離心分離20～30min，收集沉澱，並用去離子水洗滌沉澱2～3次，再將沉澱置於乾燥箱中，在55～60℃下乾燥7～8h，得花生分離蛋白；稱取3.6～4.0g亞硫酸氫鈉，加入300～400mL去離子水中混合均勻，並加熱至30～32℃，再加入70～80g上述花生分離蛋白，8～10g過100目篩的大豆粕粉，並以300～400r/min攪拌20～30min，保持溫度反應30～40min，得反應液；用質量分數為10%氫氧化鈉溶液調節上述反應液pH為8.0～9.0，再加入0.6～0.9g雙氰胺，10～20mL杜仲膠，繼續加熱至60～70℃，保持溫度反應30～40min，冷卻至室溫後，轉入旋轉蒸發儀中，在50～60℃下蒸發濃縮至原液體積的15～20%，得改性蛋白基膠黏劑。
實例1
稱取200g花生粕，加入粉碎機粉碎，過200目篩，將過篩後的花生粕粉加入1.0L去離子水中，以300r/min攪拌10min，得混合液，再用質量分數為5%氫氧化鈉溶液調節混合液pH為8.0後，將混合液轉入離心機中，以5000r/min離心分離30min，收集上清液，得預處理花生蛋白混合液；用質量分數為5%鹽酸調節上述預處理花生蛋白混合液pH為4.5，並靜置20min，隨後轉入離心機中，以5000r/min離心分離20min，收集沉澱，並用去離子水洗滌沉澱2次，再將沉澱置於乾燥箱中，在55℃下乾燥7h，得花生分離蛋白；稱取3.6g亞硫酸氫鈉，加入300mL去離子水中混合均勻，並加熱至30℃，再加入70g上述花生分離蛋白，8g過100目篩的大豆粕粉，並以300r/min攪拌20min，保持溫度反應30min，得反應液；用質量分數為10%氫氧化鈉溶液調節上述反應液pH為8.0，再加入0.6g雙氰胺，10mL杜仲膠，繼續加熱至60℃，保持溫度反應30min，冷卻至室溫後，轉入旋轉蒸發儀中，在50℃下蒸發濃縮至原液體積的15%，得改性蛋白基膠黏劑。
本發明的應用方法是：將木單板乾燥至含水量為8%後，塗抹本發明製備的改性蛋白基膠黏劑，塗膠量為400g/m2，組成5層板坯，在1.0MPa壓力下預壓40min，再裝入熱壓機中，在1.2MPa下熱壓成膠合板，經檢測，粘結強度達18.6MPa，在160℃下剪切強度為14.8MPa，室溫剝離強度為7.8kN/m，在 200℃下使用4個月無開裂現象發生，值得推廣與使用。
實例2
稱取250g花生粕，加入粉碎機粉碎，過200目篩，將過篩後的花生粕粉加入1.1L去離子水中，以360r/min攪拌12min，得混合液，再用質量分數為5%氫氧化鈉溶液調節混合液pH為8.5後，將混合液轉入離心機中，以5500r/min離心分離36min，收集上清液，得預處理花生蛋白混合液；用質量分數為5%鹽酸調節上述預處理花生蛋白混合液pH為4.8，並靜置25min，隨後轉入離心機中，以5500r/min離心分離25min，收集沉澱，並用去離子水洗滌沉澱2次，再將沉澱置於乾燥箱中，在58℃下乾燥7.5h，得花生分離蛋白；稱取3.8g亞硫酸氫鈉，加入360mL去離子水中混合均勻，並加熱至31℃，再加入75g上述花生分離蛋白，9g過100目篩的大豆粕粉，並以360r/min攪拌25min，保持溫度反應35min，得反應液；用質量分數為10%氫氧化鈉溶液調節上述反應液pH為8.5，再加入0.8g雙氰胺，16mL杜仲膠，繼續加熱至65℃，保持溫度反應35min，冷卻至室溫後，轉入旋轉蒸發儀中，在55℃下蒸發濃縮至原液體積的18%，得改性蛋白基膠黏劑。
本發明的應用方法是：將木單板乾燥至含水量為5%，塗抹本發明製備的改性蛋白基膠黏劑，塗膠量為400g/m2，組成5層板坯，在1.1MPa壓力下預壓45min，再裝入熱壓機中，在1.3MPa下熱壓成膠合板，經檢測，粘結強度達19.5MPa，在165℃下剪切強度為15.2MPa，室溫剝離強度為8.1kN/m，在 250℃下使用5個月無開裂現象發生，值得推廣與使用。
實例3
稱取300g花生粕，加入粉碎機粉碎，過200目篩，將過篩後的花生粕粉加入1.2L去離子水中，以400r/min攪拌15min，得混合液，再用質量分數為5%氫氧化鈉溶液調節混合液pH為9.0後，將混合液轉入離心機中，以6000r/min離心分離40min，收集上清液，得預處理花生蛋白混合液；用質量分數為5%鹽酸調節上述預處理花生蛋白混合液pH為5.0，並靜置30min，隨後轉入離心機中，以6000r/min離心分離30min，收集沉澱，並用去離子水洗滌沉澱3次，再將沉澱置於乾燥箱中，在60℃下乾燥8h，得花生分離蛋白；稱取4.0g亞硫酸氫鈉，加入400mL去離子水中混合均勻，並加熱至32℃，再加入80g上述花生分離蛋白， 10g過100目篩的大豆粕粉，並以400r/min攪拌30min，保持溫度反應40min，得反應液；用質量分數為10%氫氧化鈉溶液調節上述反應液pH為9.0，再加入0.9g雙氰胺，20mL杜仲膠，繼續加熱至70℃，保持溫度反應40min，冷卻至室溫後，轉入旋轉蒸發儀中，在60℃下蒸發濃縮至原液體積的15～20%，得改性蛋白基膠黏劑。
本發明的應用方法是：將木單板乾燥至含水量小於8%後，塗抹本發明製備的改性蛋白基膠黏劑，塗膠量為400g/m2，組成5層板坯，在1.0～1.2MPa壓力下預壓40～50min，再裝入熱壓機中，在1.2～1.5MPa下熱壓成膠合板，經檢測，粘結強度達18.6 ～21.5MPa，在160～170℃下剪切強度為14.8～16.2MPa，室溫剝離強度為7.8～8.9kN/m，在 200～300℃下使用4～7個月無開裂現象發生，值得推廣與使用。