專利名稱：一種以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑及其生產(chǎn)方法，特別是涉及采用尿素和磷酸化方法對大豆分離蛋白同時作用，進(jìn)行控制性化學(xué)修飾；主要用在膠合板生產(chǎn)和家具制造上，屬于木材膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今人們使用的木材膠粘劑大多是由石油衍生物為原料的高分子聚合物，主要有酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸酯、脲醛樹脂等，它們是由苯酚、甲醛、異氰酸酯等聚合而成，使用的溶劑是有機(jī)類化學(xué)物質(zhì)，極易揮發(fā)。雖然這些化工類膠粘劑膠粘強(qiáng)度和耐水性都很好，但是在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中，這些化工類產(chǎn)品會揮發(fā)出酚類和甲醛類對人體有害的毒性物質(zhì)，而且膠粘劑的固化是通過有機(jī)溶劑的揮發(fā)實(shí)現(xiàn)的，大量的有機(jī)溶劑揮發(fā)到大氣中，會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。
現(xiàn)今世界人們對膠粘劑的需求在不斷擴(kuò)大，而石油是一種不可再生資源，世界石油貯存量正急劇減少，再加上隨著人類生活質(zhì)量的提高，人們對環(huán)境污染越來越重視，這些因素都使采用可再生資源來生產(chǎn)新型的木材膠粘劑越來越成為必要。
本發(fā)明作出以前，國外曾有以大豆粉為主要基料，并配以溶劑復(fù)配成膠粘劑的專利報道，但其膠粘強(qiáng)度差，耐水性不好，因此，很難形成產(chǎn)品推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種采用控制性化學(xué)修飾的方法，選用一定濃度的尿素作用于大豆分離蛋白，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)象部分發(fā)生改變，然后在大豆分離蛋白中引入磷酸根基團(tuán)；其膠粘強(qiáng)度和耐水性能大幅度提高，對環(huán)境不會造成污染，具有良好膠粘特性的以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的主要解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑，其組份配比按重量百分?jǐn)?shù)計。
先取尿素為13～14％分散在水為72～77％中，混合制成尿素溶液；在尿素溶液中加入大豆分離蛋白為7～8％，在常溫下磁力均勻攪拌均勻，攪拌時間為0.5～1.5小時，攪拌轉(zhuǎn)速為1200～1300轉(zhuǎn)/分；然后緩慢加入多聚磷酸鈉為1～8％，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1～2小時得到混合物液體；再將上述混合物液體進(jìn)行噴霧干燥處理，進(jìn)風(fēng)溫度為160～180℃，出風(fēng)溫度為80～90℃，干燥處理時間5～8分鐘，最后得到粉末狀膠粘劑。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)首先采用大豆分離蛋白為主要基料，水為溶劑，因此本發(fā)明產(chǎn)品最重要的一個優(yōu)點(diǎn)是無毒、無污染；而且大豆分離蛋白價格低廉、來源廣泛，是一種可再生資源，為解決石油資源匱乏、降低膠粘劑成本創(chuàng)造了條件；第二，本發(fā)明首次采用控制性化學(xué)修飾的方法作用于大豆分離蛋白，來制作木材膠粘劑先用一定濃度的尿素使大豆蛋白空間結(jié)構(gòu)部分展開，然后在大豆分離蛋白中引入磷酸根基團(tuán)，磷酸化會使蛋白質(zhì)繼續(xù)變性，使包埋在內(nèi)部的疏水基團(tuán)繼續(xù)暴露，從而提高了大豆分離蛋白的耐水性；另一方面，磷酸化在大豆蛋白中引入大量的磷酸根基團(tuán)，蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的極性基團(tuán)與木材接觸的有效相互作用提高，膠粘強(qiáng)度增大；第三，通過這種方法制成的膠粘劑與未修飾大豆分離蛋白相比，其膠粘強(qiáng)度和耐水性大幅度提高(見附圖二和附圖三)，其膠粘強(qiáng)度甚至比松木本身的強(qiáng)度還要高；第四，首次運(yùn)用圓二色性光譜來研究蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，為解釋蛋白質(zhì)膠粘劑的膠粘強(qiáng)度和耐水性提供了理論依據(jù)磷酸化會影響大豆分離蛋白的二級結(jié)構(gòu)，使其從有序的二級結(jié)構(gòu)向無序的二級結(jié)構(gòu)方向轉(zhuǎn)變，蛋白質(zhì)分子的比表面積增大，蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的極性基團(tuán)與木材接觸的有效面積也增大，從而相互作用提高，膠粘強(qiáng)度增大。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明膠粘強(qiáng)度與未修飾大豆蛋白膠粘強(qiáng)度對比圖。
圖3為本發(fā)明耐水性與未修飾大豆蛋白耐水性對比圖。
具體實(shí)施例方式
下面本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述實(shí)施例一
本發(fā)明實(shí)施例中以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑其組份配比按重量百分?jǐn)?shù)計本發(fā)明實(shí)施例中取大豆分離蛋白7.7％、尿素13.9％、水76.9％、多聚磷酸鈉1.5％。先將13.9％尿素分散在76.9％的水中，混合攪拌成尿素溶液，然后在尿素溶液中加入大豆分離蛋白7.7％，在常溫下磁力均勻攪拌0.5小時，轉(zhuǎn)速為1300轉(zhuǎn)/分，然后緩慢加入1.5％多聚磷酸鈉，繼續(xù)以同樣的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)2小時，得到混合物反應(yīng)液體；再將上述混合物反應(yīng)液體進(jìn)行噴霧干燥處理，噴霧干燥處理采用高速離心霧化機(jī)進(jìn)行，進(jìn)風(fēng)溫度為160℃，出風(fēng)溫度為80℃，干燥處理時間5分鐘，最后得到粉末狀膠粘劑。
攪拌設(shè)備選用94-2型定時恒溫磁力攪拌器通過本發(fā)明實(shí)施例所制得的大豆分離蛋白膠粘劑膠粘強(qiáng)度和耐水性比未修飾的大豆分離蛋白要高得多。
實(shí)施例二本發(fā)明實(shí)施例中以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑其組份配比按重量百分?jǐn)?shù)計本發(fā)明實(shí)施例中取大豆分離蛋白7.5％、尿素13.5％、水75.2％、多聚磷酸鈉3.8％。先將13.5％尿素分散在75.2％的水中，混合攪拌成尿素溶液，然后在尿素溶液中加入大豆分離蛋白7.5％，在常溫下磁力均勻攪拌1小時，轉(zhuǎn)速為1250轉(zhuǎn)/分，然后緩慢加入3.8％多聚磷酸鈉，繼續(xù)以同樣的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)1.5小時，得到混合物反應(yīng)液體；再將上述混合物反應(yīng)液體進(jìn)行噴霧干燥處理，噴霧干燥處理采用高速離心霧化機(jī)進(jìn)行，進(jìn)風(fēng)溫度為170℃，出風(fēng)溫度為85℃，干燥處理時間6.5分鐘，最后得到粉末狀膠粘劑。
攪拌設(shè)備選用94-2型定時恒溫磁力攪拌器通過本發(fā)明實(shí)施例所得到的膠粘劑膠粘強(qiáng)度和耐水性是所有實(shí)施例中最好的，比未改性大豆分離蛋白的膠粘強(qiáng)度要高出很多，甚至比松木本身的強(qiáng)度還要高，耐水性也大大提高。
實(shí)施例三本發(fā)明實(shí)施例中以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑其組份配比按重量百分?jǐn)?shù)計本發(fā)明實(shí)施例中取大豆分離蛋白7.4％、尿素13.2％、水73.5％、多聚磷酸鈉5.9％。先將13.2％尿素分散在％的水中，混合攪拌成尿素溶液，然后在尿素溶液中加入大豆分離蛋白7.4％，在常溫下磁力均勻攪拌1.5小時，轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分，然后緩慢加入5.9％多聚磷酸鈉，繼續(xù)以同樣的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)1小時，得到混合物反應(yīng)液體；再將上述混合物反應(yīng)液體進(jìn)行噴霧干燥處理，噴霧干燥處理采用高速離心霧化機(jī)進(jìn)行，進(jìn)風(fēng)溫度為180℃，出風(fēng)溫度為90℃，干燥處理時間8分鐘，最后得到粉末狀膠粘劑。
攪拌設(shè)備選用94-2型定時恒溫磁力攪拌器通過本發(fā)明實(shí)施例所得到的膠粘劑膠粘強(qiáng)度和耐水性比實(shí)施例一、二的效果稍差些。
本發(fā)明中采用的原材料為市場所購，使用的為常規(guī)設(shè)備。本發(fā)明使用時與水再配制。
權(quán)利要求
1.一種以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑，其特征是先取尿素為13～14重量％分散在水為72～77重量％中，混合制成尿素溶液；在尿素溶液中加入大豆分離蛋白為7～8重量％，在常溫下磁力均勻攪拌均勻，攪拌時間為0.5～1.5小時，攪拌轉(zhuǎn)速為1200～1300轉(zhuǎn)/分；然后緩慢加入多聚磷酸鈉為1～8重量％，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1～2小時得到混合物液體；再將上述混合物液體進(jìn)行噴霧干燥處理，進(jìn)風(fēng)溫度為160～180℃，出風(fēng)溫度為80～90℃，干燥處理時間5～8分鐘，最后得到粉末狀膠粘劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以大豆分離蛋白為基料的粉末生物膠粘劑，主要用在膠合板生產(chǎn)和家具制造上，屬于木材膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域。其主要取大豆分離蛋白、尿素、多聚磷酸鈉、水為主要成分；先將尿素分散在水中，混合制成尿素溶液，然后在尿素溶液中加入大豆分離蛋白，在常溫下攪拌均勻，再加入多聚磷酸鈉，繼續(xù)攪拌反應(yīng)得到混合物液體，再將上述混合物反應(yīng)液體進(jìn)行噴霧干燥處理后為成品。本發(fā)明由于采用了控制性化學(xué)修飾的方法，選用一定濃度的尿素作用于大豆分離蛋白，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)象部分發(fā)生改變，然后在大豆分離蛋白中引入磷酸根基團(tuán)；其膠粘強(qiáng)度和耐水性能大幅度提高，無甲醛揮發(fā)，對環(huán)境不會造成污染。
文檔編號C09J189/00GK1793270SQ20051012279
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者黃衛(wèi)寧, 欒建美 申請人:江南大學(xué)