專利名稱：一種乳化增容大豆蛋白膠粘劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大豆蛋白膠粘劑的制備方法，特別是一種乳化增容大豆蛋白膠粘劑的制備方法，該大豆蛋白膠粘劑主要用在木材膠合板生產(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)：
目前，國內(nèi)外膠合板工業(yè)大多使用石油化工產(chǎn)業(yè)的附加值產(chǎn)品制備的三醛(酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛)膠作為膠粘劑，但由于三醛膠所制備的膠合板在日常使用中能夠釋放出對人體及環(huán)境有毒、有害的氣體甲醛，所以，近年來，研究、發(fā)明新型的膠粘劑來替代三醛膠在木材工業(yè)中的應(yīng)用越來越受到人們的重視。聚氨酯膠粘劑是目前研究比較多的一種膠粘劑，但由于其造價太高，在木材工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用顯得不太適宜；而與此相反，隨著資源的漸趨枯竭和人類對環(huán)境惡化的日益關(guān)注，新興的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)正在全球范圍內(nèi)蓬勃興起。我國已頒布實施的國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃O005-2020)中，“農(nóng)林生物質(zhì)工程”被列為重大專項。其中，將大宗農(nóng)產(chǎn)品等可再生資源轉(zhuǎn)化為高附加值的環(huán)境友好型生物材料和化工產(chǎn)品替代品是具有長遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義的研究課題。這就使得人們想到了早在上世紀(jì)20-40 年代被廣泛利用的一種環(huán)保型膠粘劑——大豆膠粘劑，相應(yīng)地，一些大豆基膠粘劑的表征方法也隨之產(chǎn)生，為人們充分研究和應(yīng)用大豆基膠粘劑提供了較好的條件。但大豆蛋白自身擁有諸多親水基團(tuán)，由其制備的膠粘劑耐水性較差，在水性環(huán)境下膠合強(qiáng)度較低，從而局限了其在更廣大范圍內(nèi)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述大豆膠粘劑耐水膠合強(qiáng)度低這方面的不足，解決大豆蛋白膠粘劑的耐水膠合性能差的問題，而提供一種具有較強(qiáng)耐水膠合強(qiáng)度的乳化增容大豆蛋白膠粘劑。一種乳化增容大豆蛋白膠粘劑的制備方法是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的(1)按重量稱取100份大豆蛋白，加入到裝有1000份水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以100 120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌8 IOmin ；(2)先后加入2 6份的脲及0. 5 4. 5份的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1 1. 5h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入1 5份2_巰基乙醇反應(yīng)2 2.證時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0.3 0.5重量份的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌3 5min ；(5)依次加入10 14重量份的環(huán)氧樹脂及0. 3 0. 5重量份的六水合三乙烯二胺，混勻后，在40 60°C下反應(yīng)2 3h，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。本發(fā)明中所述的大豆蛋白選用大豆粉、大豆分離蛋白或低溫豆粕中的一種。
本發(fā)明中所述的環(huán)氧樹脂為WSR-6101、WSR-618或WSR-6690型環(huán)氧樹脂中的一種。本發(fā)明以可再生資源——大豆蛋白為原料，選用水相作為溶劑，選用脲、十二烷基苯磺酸鈉及2-巰基乙醇對大豆蛋白同時進(jìn)行改性，破壞其中的氫鍵、二硫鍵，使多肽鏈充分舒展，使其疏水性基團(tuán)外露，然后利用0P-10對其進(jìn)行乳化，再與環(huán)氧樹脂共混，改善大豆膠粘劑的耐水膠合強(qiáng)度，同時選擇六水合三乙烯二胺作為固化劑，有效加快了大豆膠粘劑的固化速度，通過化學(xué)改性與共混改性相結(jié)合對大豆蛋白實施的改性，使所得的膠粘劑具有優(yōu)良的耐水膠合強(qiáng)度，且由于使用了較多的水做溶劑，使得膠粘劑的成本得到有效控制，得到了具有產(chǎn)業(yè)化價值的大豆蛋白的深加工產(chǎn)品，提高了大豆蛋白的附加值。本發(fā)明制備得到的大豆蛋白膠粘劑的創(chuàng)新之處在于本發(fā)明(1)合成得到了耐水膠合性能優(yōu)良的大豆蛋白膠粘劑；(2)發(fā)明出一種環(huán)氧樹脂改性大豆蛋白膠粘劑的制作方法，特別是使用0P-10對膠粘劑溶液進(jìn)行乳化、增容，使得整個膠粘劑體系更加均相、穩(wěn)定，使用六水合三乙烯二胺作為固化劑，使得大豆膠粘劑的固化速度得到明顯提高；(3)選用水做溶劑，大幅度降低大豆蛋白及環(huán)氧樹脂的使用量，膠粘劑成本因此而大幅度降低，更具有使用價值；(4)膠粘劑不會產(chǎn)生甲醛、苯酚等有毒有害的物質(zhì)，膠黏劑在使用過程中環(huán)保、衛(wèi)生，可應(yīng)用于木材膠合板、刨花板、纖維板等領(lǐng)域。
具體實施例方式以下的具體實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實施例1(1)按重量稱取IOOg大豆粉，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以lOOr/min的轉(zhuǎn)速攪拌8min ；(2)先后加入2g的脲及0. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)Ih ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入lg2_巰基乙醇反應(yīng)池時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 3g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌;3min ；(5)依次加入IOg的WSR-6101環(huán)氧樹脂及0. 3g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 40 °C下反應(yīng)池，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為觀.8%，在楊木單板表面的接觸角為45°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為2. 005MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例2(1)按重量稱取IOOg大豆分離蛋白，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C 恒溫水浴下以120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌IOmin ；(2)先后加入6g的脲及4. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1. 5h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入5g2_巰基乙醇反應(yīng)2.證時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 5g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌5min ；(5)依次加入14g的WSR-618環(huán)氧樹脂及0. 5g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 60 °C下反應(yīng)池，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為31. 4%，在楊木單板表面的接觸角為58°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為2. 12MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例3(1)按重量稱取IOOg低溫豆粕，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以llOr/min的轉(zhuǎn)速攪拌9min ；(2)先后加入4g的脲及2. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1. 25h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入3g2_巰基乙醇反應(yīng)2. 25h時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 4g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌細(xì)化；(5)依次加入12g的WSR-6690環(huán)氧樹脂及0. 4g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 50°C下反應(yīng)2. 5h，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為33. 3%，在楊木單板表面的接觸角為51°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為1. 932MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例4(1)按重量稱取IOOg大豆粉，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以lOOr/min的轉(zhuǎn)速攪拌9min ；(2)先后加入6g的脲及0. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1. 25h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入5g2_巰基乙醇反應(yīng)池時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 4g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌5min ；(5)依次加入IOg的WSR-6101環(huán)氧樹脂及0. 4g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 60 °C下反應(yīng)池，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為36. 1%，在楊木單板表面的接觸角為48°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為1. 983MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例5(1)按重量稱取IOOg大豆分離蛋白，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C 恒溫水浴下以llOr/min的轉(zhuǎn)速攪拌IOmin ；(2)先后加入2g的脲及2. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1. 5h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入lg2_巰基乙醇反應(yīng)2. 25h時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 5g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌;3min ；(5)依次加入12g的WSR-618環(huán)氧樹脂及0. 5g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在40°C下反應(yīng)2.證，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為38. 1%，在楊木單板表面的接觸角為55°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為2. M5MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例6(1)按重量稱取IOOg低溫豆粕，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌8min ；(2)先后加入4g的脲及4. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)Ih ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入3g2_巰基乙醇反應(yīng)2.證時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 3g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌細(xì)化；(5)依次加入14g的WSR-6690環(huán)氧樹脂及0. 3g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 50°C下反應(yīng)3h，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為30. 6%，在楊木單板表面的接觸角為49°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為2. 311MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例7(1)按重量稱取IOOg大豆粉，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌IOmin ；(2)先后加入4g的脲及2. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1. 5h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入3g2_巰基乙醇反應(yīng)池時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 5g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌細(xì)化；(5)依次加入IOg的WSR-6101環(huán)氧樹脂及0. 4g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 40 °C下反應(yīng)池，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為36%，在楊木單板表面的接觸角為56°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為2. 512MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例8(1)按重量稱取IOOg大豆分離蛋白，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C 恒溫水浴下以120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌IOmin ；(2)先后加入2g的脲及0. 5g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1. 5h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入3g2_巰基乙醇反應(yīng)2.證時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 3g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌;3min ；(5)依次加入12g的WSR-618環(huán)氧樹脂及0. 5g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 60 °C下反應(yīng)池，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為34%，在楊木單板表面的接觸角為43°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為2. 666MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。實施例9(1)按重量稱取IOOg低溫豆粕，加入到裝有IOOOg水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以105r/min的轉(zhuǎn)速攪拌8. 5min ；(2)先后加入5g的脲及3g的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1. 2h ；(3)利用20% NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入2g2_巰基乙醇反應(yīng)池時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0. 36g的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌4. 5min ；(5)依次加入13g的WSR-6690環(huán)氧樹脂及0. 45g的六水合三乙烯二胺，混勻后，在 55°C下反應(yīng)2. 7h，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。經(jīng)檢測膠粘劑固含量為30. 1%，在楊木單板表面的接觸角為51°，采用此膠粘劑搭接楊木單板，其耐水膠合強(qiáng)度為1. 969MPa，數(shù)值上明顯超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9846. 3規(guī)定的值(0. 7MPa)。
權(quán)利要求
1.一種乳化增容大豆蛋白膠粘劑的制備方法是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的(1)按重量稱取100份大豆蛋白，加入到裝有1000份水的三口燒瓶中，在30°C恒溫水浴下以100 120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌8 IOmin ；(2)先后加入2 6份的脲及0.5 4. 5份的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，反應(yīng)1 1. 5h ；(3)利用20%NaOH溶液調(diào)整上述體系的pH值至9，再繼續(xù)加入1 5份2-巰基乙醇反應(yīng)2 2. 5h時，制成改性大豆蛋白膠液；(4)往上述容器中加入0.3 0. 5重量份的葵基酚聚氧乙烯醚0P-10，攪拌3 5min ；(5)依次加入10 14重量份的環(huán)氧樹脂及0.3 0. 5重量份的六水合三乙烯二胺，混勻后，在40 60°C下反應(yīng)2 3h，制備出一種大豆蛋白膠粘劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化增容大豆蛋白膠粘劑的制備方法，其特征在于所述的大豆蛋白選用大豆粉、大豆分離蛋白或低溫豆粕中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化增容大豆蛋白膠粘劑的制備方法，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂為WSR-6101、WSR-618或WSR-6690型環(huán)氧樹脂中的一種。
全文摘要
一種乳化增容大豆蛋白膠粘劑的制備方法以可再生資源——大豆蛋白為原料，以水作溶劑，選用脲、十二烷基苯磺酸鈉及2-巰基乙醇對大豆蛋白同時進(jìn)行改性，破壞其中的氫鍵、二硫鍵，使多肽鏈充分舒展，使其疏水基團(tuán)外露，然后利用OP-10對其進(jìn)行乳化，再與環(huán)氧樹脂共混，改善膠粘劑的耐水膠合強(qiáng)度，同時選擇六水合三乙烯二胺作為固化劑，加快膠粘劑的固化速度。所得的膠粘劑具有優(yōu)良的耐水膠合強(qiáng)度，且由于使用了較多的水做溶劑，膠粘劑的成本較低，得到了具有產(chǎn)業(yè)化價值的大豆蛋白的深加工產(chǎn)品，提高了大豆蛋白的附加值。膠粘劑在使用過程中環(huán)保、衛(wèi)生，不會產(chǎn)生甲醛、苯酚等有毒有害的物質(zhì)，可應(yīng)用于木材膠合板、刨花板、纖維板等領(lǐng)域。
文檔編號C09J189/00GK102433099SQ201110266318
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者景露, 李凡珠, 王考將, 蔣富云, 雷文 申請人:南京林業(yè)大學(xué)