一種生物質糖基木材膠黏劑的製備方法

2023-12-03 20:52:41 3

一種生物質糖基木材膠黏劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種生物質糖基木材膠黏劑的製備方法，屬於木材膠黏劑製備技術領域。
【背景技術】
[0002]木質複合材料被廣泛應用於房屋、家具等行業，其生產分為2步，首先將木材加工為單板、木片、刨花以及纖維等，再用木材膠粘劑將其粘合成大的複合板材。所用的木材膠粘劑以「三醛」膠為主，「三醛」膠中揮發的甲醛已成為潛在的致癌物，威脅著消費者的健康。現在酚醛樹脂的改性已基本解決了游離甲醛的釋放問題，而脲醛樹脂的甲醛釋放問題依然沒有得到有效的解決。另一方面商業用木材膠粘劑一般均是以石油產品為原料，全球石油資源緊缺也迫使人們又把研究的焦點對準了生物質材料木材粘膠。
[0003]傳統生物質澱粉膠粘劑工藝比較複雜，需要藉助於價格昂貴的、在使用生產過程中有劇毒的多異氰酸酯等輔助劑;或所製備的膠黏劑的熱壓溫度要求高、固化時間長或膠的活性期短，而且它們的膠接性能很少超過國標Π類板用膠標準，因此和工業化實際應用還有不小的距離。
[0004]因此近些年科研人員越來越關注開發一種對環境無害又耐水性強、膠接強度高、固化時間短的膠黏劑，以替代傳統膠黏劑，這也是本專利研究的方向。

【發明內容】

[0005]本發明主要解決的技術問題:針對目前傳統木材膠黏劑主要以脲醛、酚醛以及三聚氰胺樹脂膠黏劑為主，這些粘黏劑均來自石油化工產品，屬於不可再生資源，且在製備過程中會不斷釋放甲醛，危及環境以及人體健康的現狀，提供了一種以糯米和粳米為原料，磨製後壓濾加酒釀發酵，得膠黏劑半成品，輔以麥芽澱粉水解得到糖基發酵物，和膠黏劑半成品復配後熬製，從而得到生物質糖基木材膠黏劑的製備方法。該方法簡單易行，原料天然易得，擺脫了傳統以石油為原料的弊端，降低了生產成本，同時在操作過程中避免了甲醛釋放對環境以及人體的危害，屬於綠色環保工藝，最終製得的生物質糖基木材膠黏劑膠接強度高、耐水性強且固化時間短，可替代有害的脲醛樹脂膠，適合大規模生產應用。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:
(1)按質量比為1:5:5分別稱取總質量為I?2kg白糯米、粳米和秈米，放入陶瓷缽中加入適量清水將混合大米完全浸沒，靜置浸泡10?12天後用去離子水漂洗3?5遍，得預處理混合大米；
(2)將上述預處理後的混合大米和蒸餾水按體積比為1:1進行混合，再將其從石磨的磨眼中倒入，轉動石墨上扇進行研磨，收集從磨盤下扇出料口流出的乳白色米粉漿，將所得米粉漿裝入紗布袋中，懸掛在橫梁上，過濾瀝水過夜；
(3)瀝水結束後，再將紗布袋平放在木條支成的井型木架上，再在紗布袋上方壓上一塊5?6kg的石塊，繼續壓制10?12h，取出袋中糊狀米粉，稱取500?600g糊狀米粉和10?15g酒釀一起裝入發酵罐中，用攪拌棒邊攪拌邊滴加30?50mL豬油，密封罐口後於35?45°C下發酵10?12h;
(4)發酵結束後，取出罐內發酵物移入濃縮罐中，降低罐內壓力至900?lOOOPa，濃縮脫水10?15min後出料，得到粘稠漿狀物，於45?55°C下保存，備用；
(5)稱取2?3kg小麥麥粒放入木桶中，加入溫度為40?50°C的去離子水，保溫浸泡I?2天後撈出，放入籮筐中每天用25?28°C溫水淋芽2?3次，持續淋洗3?4天後待麥粒長出麥芽後，切取嫩芽剁碎，備用；
(6)稱取400?500g玉米碎粒放入40?50°C溫水中浸泡4?6h，待其充分吸水本體變軟後撈起瀝乾，放入蒸籠內，於100?120°C下蒸煮I?2h，蒸煮結束後迅速放入4?6°C冰水中萃水，將萃水後的玉米粒和上述備用剁碎後的嫩芽按質量比為3:1進行混合，放入發酵罐中自然發酵6?7h;
(7)發酵結束後過濾發酵物得到濾液，將濾液和上述備用的粘稠漿狀物按體積比為1:1混合後倒入鐵鍋中，加熱升溫至100?110°C，保溫熬製，在熬製過程中用鐵勺不斷攪拌，直至底物成淡黃色透明稠狀物為止，出料，裝罐即得生物質糖基木材膠黏劑。
[0007]本發明的應用方法是:將本發明製得的生物質糖基木材膠黏劑均勻塗抹在多層板上，其中塗膠量為110?120g/m2(單面)，熱壓溫度115?125°C，熱壓壓力1.3?1.4MPa，熱壓時間45?55s/mm，待塗抹完畢，自行晾乾，即可，經檢測，無甲醛釋放，對人體以及環境無任何危害，屬於環保工藝，可以大規模應用。
[0008]本發明的有益效果是:
(1)本發明以糯米和粳米為原料，擺脫了傳統以石油為原料的弊端，節約了資源，降低了生產成本，屬於綠色環保工藝；
(2)本發明最終製得的生物質糖基木材膠黏劑膠接強度高、耐水性強且固化時間短，可以替代有害的脲醛樹脂膠，避免了甲醛釋放對環境以及人體的危害，可以大規模生產應用。
【具體實施方式】
[0009]首先按質量比為1:5:5分別稱取總質量為I?2kg白糯米、粳米和秈米，放入陶瓷缽中加入適量清水將混合大米完全浸沒，靜置浸泡10?12天後用去離子水漂洗3?5遍，得預處理混合大米;然後將上述預處理後的混合大米和蒸餾水按體積比為I: I進行混合，再將其從石磨的磨眼中倒入，轉動石墨上扇進行研磨，收集從磨盤下扇出料口流出的乳白色米粉漿，將所得米粉漿裝入紗布袋中，懸掛在橫梁上，過濾瀝水過夜;瀝水結束後，再將紗布袋平放在木條支成的井型木架上，再在紗布袋上方壓上一塊5?6kg的石塊，繼續壓制10?12h，取出袋中糊狀米粉，稱取500?600g糊狀米粉和10?15g酒釀一起裝入發酵罐中，用攪拌棒邊攪拌邊滴加30?50mL豬油，密封罐口後於35?45°C下發酵10?12h;發酵結束後，取出罐內發酵物移入濃縮罐中，降低罐內壓力至900?lOOOPa，濃縮脫水10?15min後出料，得到粘稠漿狀物，於45?55°C下保存，備用；接下來稱取2?3kg小麥麥粒放入木桶中，加入溫度為40?50°C的去離子水，保溫浸泡I?2天後撈出，放入籮筐中每天用25?28°C溫水淋芽2?3次，持續淋洗3?4天後待麥粒長出麥芽後，切取嫩芽剁碎，備用；隨後稱取400?500g玉米碎粒放入40?50 °C溫水中浸泡4?6h，待其充分吸水本體變軟後撈起瀝乾，放入蒸籠內，於100?120 °C下蒸煮I?2h，蒸煮結束後迅速放入4?6 °C冰水中萃水，將萃水後的玉米粒和上述備用剁碎後的嫩芽按質量比為3:1進行混合，放入發酵罐中自然發酵6?7h;最後發酵結束後過濾發酵物得到濾液，將濾液和上述備用的粘稠漿狀物按體積比為1:1混合後倒入鐵鍋中，加熱升溫至100?110°C，保溫熬製，在熬製過程中用鐵勺不斷攪拌，直至底物成淡黃色透明稠狀物為止，出料，裝罐即得生物質糖基木材膠黏劑。
[0010]實例I
首先按質量比為1:5:5分別稱取總質量為Ikg白糯米、粳米和秈米，放入陶瓷缽中加入適量清水將混合大米完全浸沒，靜置浸泡10天後用去離子水漂洗3遍，得預處理混合大米；然後將上述預處理後的混合大米和蒸餾水按體積比為I: I進行混合，再將其從石磨的磨眼中倒入，轉動石墨上扇進行研磨，收集從磨盤下扇出料口流出的乳白色米粉漿，將所得米粉漿裝入紗布袋中，懸掛在橫梁上，過濾瀝水過夜;瀝水結束後，再將紗布袋平放在木條支成的井型木架上，再在紗布袋上方壓上一塊5kg的石塊，繼續壓制10h，取出袋中糊狀米粉，稱取500g糊狀米粉和1g酒釀一起裝入發酵罐中，用攪拌棒邊攪拌邊滴加30mL豬油，密封罐口後於35°C下發酵1h;發酵結束後，取出罐內發酵物移入濃縮罐中，降低罐內壓力至900Pa，濃縮脫水1min後出料，得到粘稠漿狀物，於45°C下保存，備用;接下來稱取2kg小麥麥粒放入木桶中，加入溫度為40°C的去離子水，保溫浸泡I天后撈出，放入籮筐中每天用25°C溫水淋芽2次，持續淋洗3天後待麥粒長出麥芽後，切取嫩芽剁碎，備用；隨後稱取400g玉米碎粒放入40°C溫水中浸泡4h，待其充分吸水本體變軟後撈起瀝乾，放入蒸籠內，於100°C下蒸煮lh，蒸煮結束後迅速放入4 °C冰水中萃水，將萃水後的玉米粒和上述備用剁碎後的嫩芽按質量比為3:1進行混合，放入發酵罐中自然發酵6h;最後發酵結束後過濾發酵物得到濾液，將濾液和上述備用的粘稠漿狀物按體積比為1:1混合後倒入鐵鍋中，加熱升溫至100°C，保溫熬製，在熬製過程中用鐵勺不斷攪拌，直至底物成淡黃色透明稠狀物為止，出料，裝罐即得生物質糖基木材膠黏劑。
[0011]本實例操作簡單易行，使用時，將本發明製得的生物質糖基木材膠黏劑均勻塗抹在多層板上，其中塗膠量為110g/m2(單面)，熱壓溫度115°C，熱壓壓力1.3MPa，熱壓時間45s/mm，待塗抹完畢，自行晾乾，即可，經檢測，無甲醛釋放，對人體以及環境無任何危害，屬於環保工藝，可以大規模應用。
[0012]實例2
首先按質量比為1:5:5分別稱取總質量為1.5kg白糯米、粳米和秈米，放入陶瓷缽中加入適量清水將混合大米完全浸沒，靜置浸泡11天後用去離子水漂洗4遍，得預處理混合大米;然後將上述預處理後的混合大米和蒸餾水按體積比為1:1進行混合，再將其從石磨的磨眼中倒入，轉動石墨上扇進行研磨，收集從磨盤下扇出料口流出的乳白色米粉漿，將所得米粉漿裝入紗布袋中，懸掛在橫梁上，過濾瀝水過夜;瀝水結束後，再將紗布袋平放在木條支成的井型木架上，再在紗布袋上方壓上一塊5.5kg的石塊，繼續壓制llh，取出袋中糊狀米粉，稱取550g糊狀米粉和13g酒釀一起裝入發酵罐中，用攪拌棒邊攪拌邊滴加40mL豬油，密封罐口後於40°C下發酵Ilh;發酵結束後，取出罐內發酵物移入濃縮罐中，降低罐內壓力至950?&，濃縮脫水13!^11後出料，得到粘稠漿狀物，於50°(:下保存，備用；接下來稱取2.51^小麥麥粒放入木桶中，加入溫度為45°C的去離子水，保溫浸泡1.5天後撈出，放入籮筐中每天用27°C溫水淋芽2.5次，持續淋洗3.5天後待麥粒長出麥芽後，切取嫩芽剁碎，備用；隨後稱取450g玉米碎粒放入45°C溫水中浸泡5h，待其充分吸水本體變軟後撈起瀝乾，放入蒸籠內，於110 °C下蒸煮1.5h，蒸煮結束後迅速放入5 0C冰水中萃水，將萃水後的玉米粒和上述備用剁碎後的嫩芽按質量比為3:1進行混合，放入發酵罐中自然發酵6.5h;最後發酵結束後過濾發酵物得到濾液，將濾液和上述備用的粘稠漿狀物按體積比為I: I混合後倒入鐵鍋中，加熱升溫至105°C，保溫熬製，在熬製過程中用鐵勺不斷攪拌，直至底物成淡黃色透明稠狀物為止，出料，裝罐即得生物質糖基木材膠黏劑。
[0013]本實例操作簡單易行，使用時，將本發明製得的生物質糖基木材膠黏劑均勻塗抹在多層板上，其中塗膠量為115g/m2 (單面)，熱壓溫度120 °C，熱壓壓力1.35MPa，熱壓時間50s/mm，待塗抹完畢，自行晾乾，即可，經檢測，無甲醛釋放，對人體以及環境無任何危害，屬於環保工藝，可以大規模應用。
[0014]實例3
首先按質量比為1:5:5分別稱取總質量為2kg白糯米、粳米和秈米，放入陶瓷缽中加入適量清水將混合大米完全浸沒，靜置浸泡12天後用去離子水漂洗5遍，得預處理混合大米；然後將上述預處理後的混合大米和蒸餾水按體積比為I: I進行混合，再將其從石磨的磨眼中倒入，轉動石墨上扇進行研磨，收集從磨盤下扇出料口流出的乳白色米粉漿，將所得米粉漿裝入紗布袋中，懸掛在橫梁上，過濾瀝水過夜;瀝水結束後，再將紗布袋平放在木條支成的井型木架上，再在紗布袋上方壓上一塊6kg的石塊，繼續壓制12h，取出袋中糊狀米粉，稱取600g糊狀米粉和15g酒釀一起裝入發酵罐中，用攪拌棒邊攪拌邊滴加50mL豬油，密封罐口後於45°C下發酵12h;發酵結束後，取出罐內發酵物移入濃縮罐中，降低罐內壓力至lOOOPa，濃縮脫水15min後出料，得到粘稠漿狀物，於55°C下保存，備用;接下來稱取3kg小麥麥粒放入木桶中，加入溫度為50°C的去離子水，保溫浸泡2天後撈出，放入籮筐中每天用28°C溫水淋芽3次，持續淋洗4天後待麥粒長出麥芽後，切取嫩芽剁碎，備用；隨後稱取500g玉米碎粒放入50°C溫水中浸泡6h，待其充分吸水本體變軟後撈起瀝乾，放入蒸籠內，於120°C下蒸煮2h，蒸煮結束後迅速放入6°C冰水中萃水，將萃水後的玉米粒和上述備用剁碎後的嫩芽按質量比為3:1進行混合，放入發酵罐中自然發酵7h;最後發酵結束後過濾發酵物得到濾液，將濾液和上述備用的粘稠漿狀物按體積比為1:1混合後倒入鐵鍋中，加熱升溫至110°C，保溫熬製，在熬製過程中用鐵勺不斷攪拌，直至底物成淡黃色透明稠狀物為止，出料，裝罐即得生物質糖基木材膠黏劑。
[0015]本實例操作簡單易行，使用時，將本發明製得的生物質糖基木材膠黏劑均勻塗抹在多層板上，其中塗膠量為120g/m2(單面)，熱壓溫度125°C，熱壓壓力1.4MPa，熱壓時間55s/mm，待塗抹完畢，自行晾乾，即可，經檢測，無甲醛釋放，對人體以及環境無任何危害，屬於環保工藝，可以大規模應用。
【主權項】
1.一種生物質糖基木材膠黏劑的製備方法，其特徵在於具體製備步驟為: (1)按質量比為1:5:5分別稱取總質量為I?2kg白糯米、粳米和秈米，放入陶瓷缽中加入適量清水將混合大米完全浸沒，靜置浸泡10?12天後用去離子水漂洗3?5遍，得預處理混合大米； (2)將上述預處理後的混合大米和蒸餾水按體積比為1:1進行混合，再將其從石磨的磨眼中倒入，轉動石墨上扇進行研磨，收集從磨盤下扇出料口流出的乳白色米粉漿，將所得米粉漿裝入紗布袋中，懸掛在橫梁上，過濾瀝水過夜； (3)瀝水結束後，再將紗布袋平放在木條支成的井型木架上，再在紗布袋上方壓上一塊5?6kg的石塊，繼續壓制10?12h，取出袋中糊狀米粉，稱取500?600g糊狀米粉和10?15g酒釀一起裝入發酵罐中，用攪拌棒邊攪拌邊滴加30?50mL豬油，密封罐口後於35?45°C下發酵10?12h; (4)發酵結束後，取出罐內發酵物移入濃縮罐中，降低罐內壓力至900?lOOOPa，濃縮脫水10?15min後出料，得到粘稠漿狀物，於45?55°C下保存，備用； (5)稱取2?3kg小麥麥粒放入木桶中，加入溫度為40?50°C的去離子水，保溫浸泡I?2天後撈出，放入籮筐中每天用25?28°C溫水淋芽2?3次，持續淋洗3?4天後待麥粒長出麥芽後，切取嫩芽剁碎，備用； (6)稱取400?500g玉米碎粒放入40?50°C溫水中浸泡4?6h，待其充分吸水本體變軟後撈起瀝乾，放入蒸籠內，於100?120°C下蒸煮I?2h，蒸煮結束後迅速放入4?6°C冰水中萃水，將萃水後的玉米粒和上述備用剁碎後的嫩芽按質量比為3:1進行混合，放入發酵罐中自然發酵6?7h; (7)發酵結束後過濾發酵物得到濾液，將濾液和上述備用的粘稠漿狀物按體積比為1:1混合後倒入鐵鍋中，加熱升溫至100?110°C，保溫熬製，在熬製過程中用鐵勺不斷攪拌，直至底物成淡黃色透明稠狀物為止，出料，裝罐即得生物質糖基木材膠黏劑。
【專利摘要】本發明公開了一種生物質糖基木材膠黏劑的製備方法，屬於木材膠黏劑製備技術領域。本發明以糯米和粳米為原料，磨製後壓濾加酒釀發酵，得膠黏劑半成品，輔以麥芽澱粉水解得到糖基發酵物，和膠黏劑半成品復配後熬製，從而得到生物質糖基木材膠黏劑的製備方法。實例證明，本發明方法簡單易行，原料天然易得，擺脫了傳統以石油為原料的弊端，降低了生產成本，同時在操作過程中避免了甲醛釋放對環境以及人體的危害，屬於綠色環保工藝，最終製得的生物質糖基木材膠黏劑膠接強度高、耐水性強且固化時間短，可替代有害的脲醛樹脂膠，適合大規模生產應用。
【IPC分類】C09J103/02
【公開號】CN105713533
【申請號】CN201610151209
【發明人】張靜, 張帆, 林大偉
【申請人】張靜