一种花生粕基无醛胶粘剂及其制备方法与应用

xiaoxiao2020-10-23  6

一种花生粕基无醛胶粘剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及胶粘剂及其制备技术领域,具体涉及一种高温压榨花生柏制备的无醛 胶粘剂及其制备与应用。
【背景技术】
[0002] 目前应用于木材加工的胶粘剂主要为石油基的脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛等合成 树脂。三醛胶在木材加工过程中会释放甲醛,甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸 形物质,是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物之一。长期接触低剂量甲醛可引起慢 性呼吸道疾病,引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变、DNA单链内交连和 DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病,弓丨 起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中,儿童和孕妇对甲醛尤为敏感,危害也就更 大。
[0003] 同时,三醛胶属石油加工产物,随着人们环保意识的增强和国家环保法规的健全、 石油储量的减少和基于石油的高分子材料带来的价格上扬和环境污染问题使得生物基胶 粘剂越来越受到重视。生物基胶粘剂是以可降解可再生的生物质原料如淀粉、植物蛋白、单 宁、木质素等制备的可替代脲醛树脂等胶粘剂的天然高分子类胶粘剂。
[0004] 高温压榨花生柏是花生经高温炒香榨油后形成的主要副产物,2013年我国花生的 年产量为1691万t,而其中大约51 %用于榨油,90%榨油企业采用的是热榨工艺,因此每年 产生大约270万t高温压榨花生柏。高温压榨花生柏粗蛋白含量为50 %左右,花生蛋白在 热榨过程中遭到破坏,变性严重,其作为蛋白质的功能特性减少或丧失,且高温压榨花生柏 中含有一定量黄曲霉毒素,限制了其在食品领域的应用。
[0005] 目前中国申请201010239669. 8公开了一种复合改性花生蛋白胶粘剂的制备方 法,该方法用花生蛋白粉为原料,分别加入改性剂氢氧化钙和/或十二烷基苯磺酸钠和/或 尿素,得到花生蛋白胶粘剂。该胶粘剂在生产和使用过程中几乎无甲醛释放。但是该胶粘 剂以产量少且价格昂贵的低温花生柏分离纯化得到的植物蛋白为原料、改性剂成本较高、 后续未考虑使用交联增强剂以提高其胶合强度。因此有待建议一种廉价、环保且性能优良 的高温花生柏基胶粘剂制备方法。目前未见高温压榨花生柏作为胶粘剂原料得到理想应用 的相关报道。

【发明内容】

[0006] 本发明提供一种花生柏基无醛胶粘剂及其制备方法,所述方法工艺简单,操作方 便,所生产的胶粘剂不含甲醛,安全环保,具有广阔的应用前景。
[0007] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0008] 一种花生柏基无醛胶粘剂,由包括以下重量份的原料制备而成:
[0009] 软化水60-70份、高温压榨花生柏粉20-25份、十二烷基硫酸钠 0. 5-2份、交联增 强剂1. 5-4份、苯甲酸钠 2-4份。
[0010] 其中,所述高温压榨花生柏由花生高温蒸炒榨油过程中产生,经粉碎后过100目 或100目以上筛。
[0011] 其中,所述高温压榨花生柏中蛋白的质量百分比含量不低于40%,残油含量在 10%以下,符合上述条件的高温压榨花生柏都可以用作本发明所述胶粘剂的原料。
[0012] 然而为了确保更理想的应用效果(确保原料质量),作为一个优选方案,本发 明所述高温压榨花生柏高温压榨花生柏是花生果经清理干燥、剥壳、蒸炒(炒籽温度 120-160°C、炒籽时间15-25min)、压榨(螺旋式榨油机或液压式榨油机)、六号溶剂浸出 (浸出温度50-60°C、浸出时间90-120min)提取油脂后得到的副产物。
[0013] 本发明用高温压榨花生柏开发生物基蛋白胶粘剂将提高高温压榨花生柏综合利 用价值、节约能源资源、保护生态环境。
[0014] 本发明所述的花生柏基无醛胶粘剂中,所述交联增强剂为二硫化碳、二硫(或三 硫)代碳酸乙烯酯、硫脲和黄原酸钾等其中一种,优选黄原酸钾和硫脲,更优选硫脲,此类 交联增强剂有利于与高温压榨花生柏及十二烷基硫酸钠混合使用,有助于制备更高质量的 胶粘剂。
[0015] 更具体而言,本发明所述的花生柏基无醛胶粘剂,由以下重量份的原料制备而成: 软化水60-65份、高温压榨花生柏粉25-30份、十二烷基硫酸钠1. 5-2份、交联增强剂硫脲 2. 5-3. 5份、苯甲酸钠2-4份。
[0016] 本发明所述的胶粘剂中,软化水作为分散介质,但本领域技术人员可以预见的是, 其他常用的分散介质也可用于实现本发明,软化水仅作优选方案。
[0017] 本发明同时还提供了上述高温压榨花生柏基无醛胶粘剂的制备方法,所述方法包 括以下步骤:
[0018] (1)将高温压榨花生柏粉、十二烷基硫酸钠加入软化水中,搅拌均匀后进行改性处 理;
[0019] (2)将步骤(1)得到的混合物降温至室温,加入交联增强剂和苯甲酸钠,搅拌均 勾,即得。
[0020] 优选地,步骤(1)中所述的改性处理在在温度60-80°C、搅拌速度800-1200r/min 下进行3-4小时,使改性更为充分彻底。
[0021] 优选地,步骤(2)中所述搅拌均匀为在搅拌速度800-1200r/min下搅拌8-15min。
[0022] 本发明同时保护上述花生柏基无醛胶粘剂在木材加工中的应用,尤其在胶合板的 应用中,施胶量可在180g/m 2-220g/m2之间。
[0023] 本发明的优点在于:
[0024] (1)本发明直接以高温压榨花生柏制备胶粘剂,高温压榨花生柏作为一种可再生 的资源,作为胶粘剂的主要原料,有助于解决传统三醛胶使用石油资源的问题,符合环境保 护与可持续发展原则;
[0025] (2)制备的胶粘剂不含有游离甲醛,胶接的人造板不存在甲醛释放问题,彻底解决 人造板带来的室内空气中的甲醛污染问题;
[0026] (3)有效解决了高温花生柏含有黄曲霉毒素、蛋白变性严重、食品领域利用率低的 问题,增加花生柏利用价值;
[0027] (4)本发明采用十二烷基硫酸钠作为蛋白改性剂,使用量少、价格便宜,能够满足 人造板用胶粘剂的使用要求,保证了高温花生柏蛋白胶粘剂的实用性能。
[0028] 下面结合实施对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明所述方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】 [0030] 实施例1
[0031] 一种高温压榨花生柏基无醛胶粘剂,由以下重量的原料制备而成(工艺流程参见 图1):
[0032] 软化水 70kg
[0033] 十二烷基硫酸纳Ikg
[0034] 高温压榨花生柏粉25kg
[0035] 交联增强剂黄原酸钾1.5kg
[0036] 苯甲酸钠4kg
[0037] 1)按照上述重量配比称量各原料;
[0038] 2)在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中,加入全部的软化水、高温压榨花 生柏粉、十二烷基硫酸纳,搅拌均匀;
[0039] 3)水浴加热至60°C,在搅拌速度lOOOr/min下搅拌反应3小时,反应物降温至 30 °C,制得均勾花生柏蛋白粘液;
[0040] 4)将交联增强剂黄原酸钾加入所得的花生柏蛋白粘液中,混合均匀,后加入苯甲 酸纳,在搅拌速度l〇〇〇r/min下搅拌12min制成高温压榨花生柏基无醛胶粘剂。
[0041] 实施例2
[0042] 一种高温压榨花生柏基无醛胶粘剂,由以下重量的原料制备而成:
[0043] 软化水 60kg
[0044] 十二烷基硫酸纳1.5kg
[0045] 高温压榨花生柏粉20kg
[0046] 交联增强剂硫脲3. 5kg
[0047] 苯甲酸钠 4kg
[0048] 1)按照上述重量配比称量各原料;
[0049] 2)在配有搅拌器、温度计和 冷凝装置的反应釜中,加入全部的软化水、高温压榨花 生柏粉、十二烷基硫酸纳,搅拌均匀;
[0050] 3)水浴加热至60°C,在搅拌速度1200r/min下搅拌反应3小时,反应物降温至 30 °C,制得均勾花生柏蛋白粘液;
[0051] 4)将交联增强剂硫脲加入所得的花生柏蛋白粘液中,混合均匀,后加入苯甲酸纳, 在搅拌速度1200r/min下搅拌8min制成高温压榨花生柏基无醛胶粘剂。
[0052] 实施例3
[0053] 一种高温压榨花生柏基无醛胶粘剂,由以下重量的原料制备而成(工艺流程参见 图1):
[0054] 软化水 65kg
[0055] 十二烷基硫酸纳2kg
[0056] 高温压榨花生柏粉25kg
[0057] 交联增强剂硫脲2. 5kg
[0058] 苯甲酸钠4kg
[0059] 1)按照上述重量配比称量各原料;
[0060] 2)在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中,加入全部的软化水、高温压榨花 生柏粉、十二烷基硫酸纳,搅拌均匀;
[0061] 3)水浴加热至60°C,在搅拌速度1000r/min下搅拌反应4小时,反应物降温至 30 °C,制得均勾花生柏蛋白粘液;
[0062] 4)将交联增强剂硫脲加入所得的花生柏蛋白粘液中,混合均匀,后加入苯甲酸纳, 在搅拌速度l〇〇〇r/min下搅拌12min制成高温压榨花生柏基无醛胶粘剂。
[0063] 实施例4
[0064] -种高温压榨花生柏基无醛胶粘剂,由以下重量的原料制备而成(工艺流程参见 图1):
[0065] 软化水 65kg
[0066] 十二烷基硫酸纳0· 5kg
[0067] 高温压榨花生柏粉25kg
[0068] 交联增强剂黄原酸钾4kg
[0069] 苯甲酸钠4kg
[0070] 1)按照上述重量配比称量各原料;
[0071] 2)在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中,加入全部的软化水、高温压榨花 生柏粉、十二烷基硫酸钠,搅拌均匀;
[0072] 3)水浴加热至80°C,在搅拌速度800r/min下搅拌反应4小时,反应物降温至 30 °C,制得均勾花生柏蛋白粘液;
[0073] 4)将交联增强剂黄原酸钾加入所得的花生柏蛋白粘液中,混合均匀,后加入苯甲 酸纳,在搅拌速度900r/min下搅拌15min制成高温压榨花生柏基无醛胶粘剂。
[0074] 对照组1
[0075] 与实施例3相比,区别点仅在于:本对照组中,不加入交联增强剂。
[0076] 对照组2
[0077] 与实施例3相比,区别点在于:本对照组中,以等量的烧碱取代十二烷基硫酸钠作 为蛋白改性剂对花生柏进行处理,其他所有条件均同实施例3。
[0078] 为了进一步验证本发明所述胶粘剂的应用效果,本发明分别测定上述4个实施例 和对照组1、2所制备的高温压榨花生柏基无醛胶粘剂的粘度、游离甲醛含量,同时将上述 胶粘剂分别用于制备400mmX400mm三层杨木胶合板。按以下工艺制备:
[0079] 施胶:芯板双面施胶,涂胶量为200g/m2。
[0080] 热压压力:1.0 MPa,热压温度160°C,热压时间10min。
[0081] 按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》对胶合产品进行性 能检测,检测结果如表1所示。
[0082] 表1高温压榨花生柏基胶粘剂的粘度及所制胶合板的胶合强度、游离甲醛量
[0083]
[0084] 实验结果表明,本发明使用高温压榨花生柏制备的胶粘剂无游离甲醛,且使用该 胶粘剂制备的胶合板干态胶合强度达到I. 6MPa以上,远高于国标中III类胶合板标准(杨木 彡0. 7MPa)。由上表1可知,实施例3制备的胶合强度达到最大(I. 96MPa),其相应的组分 添加量为软化水65份、高温压榨花生柏粉25份、十二烷基硫酸钠2份、交联增强剂硫脲2. 5 份、苯甲酸钠4份。从对比组1结果可知,使用硫脲作为交联增强剂其应用效果优于显著优 于不使用交联增强剂之应用效果;从对比组2结果可知,使用十二烷基硫酸钠作为改性剂 其应用效果优于使用烧碱作为改性剂。
[0085] 目前,脲醛树脂胶粘剂成本在3500-4000元/吨、三聚氰胺甲醛胶粘剂成本在 3500-4000元/吨、酚醛树脂胶粘剂成本在5000-6000元/吨,本发明直接利用高温压榨花 生柏制备的胶粘剂成本在3000-3500元/吨,其成本低于三醛胶,具有广阔的市场开发前 景。
[0086] 尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地 实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种花生柏基无醛胶粘剂,其特征在于;由包括以下重量份的原料制备而成:软化 水60-70份、高温压榨花生柏粉20-25份、十二烷基硫酸钠0. 5-2份、交联增强剂1. 5-4份、 苯甲酸钠2-4份。2. 根据权利要求1所述的花生柏基无醛胶粘剂,其特征在于:所述高温压榨花生柏中 蛋白的质量百分比含量不低于40 %,残油含量在10 %以下。3. 根据权利要求1或2所述的花生柏基无醛胶粘剂,其特征在于:所述高温压榨花生 柏经粉碎过100目或100目以上筛。4. 根据权利要求1或2所述的花生柏基无醛胶粘剂,其特征在于:所述高温压榨花生 柏粉是花生果经清理干燥、剥壳、蒸炒、压榨、六号溶剂浸出提取油脂后得到的副产物。5. 根据权利要求1所述的花生柏基无醛胶粘剂,其特征在于:所述交联增强剂为二硫 化碳,二硫(或三硫)代碳酸乙烯酯、硫脲和黄原酸钾中一种。6. 根据权利要求1所述的花生柏基无醛胶粘剂,其特征在于:由以下重量份的原料制 备而成:软化水60-65份、高温压榨花生柏粉25-30份、十二烷基硫酸钠1. 5-2份、交联增强 剂硫脲2. 5-3. 5份、苯甲酸钠2-4份。7. 权利要求1-6中任一项所述的花生柏基无醛胶粘剂的制备方法,其特征在于,包括 以下步骤: (1) 将高温压榨花生柏粉、十二烷基硫酸钠加入软化水中,搅拌均匀后进行改性处理; (2) 将步骤(1)得到的混合物降温至室温,加入交联增强剂和苯甲酸钠,搅拌均匀,即 得。8. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的改性处理在温度 60-80°C、搅拌速度800-1200r/min下进行3-4小时。9. 根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于:步骤⑵中所述搅拌均匀为在 搅拌速度800-1200r/min下搅拌8-15min。10. 权利要求1-6中任一项所述花生柏基无醛胶粘剂在木材加工中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种花生粕基无醛胶粘剂及其制备方法,该胶粘剂由包括以下重量份的原料制备而成:软化水60-70份、高温压榨花生粕粉20-25份、十二烷基硫酸钠0.5-2份、交联增强剂1.5-4份、苯甲酸钠2-4份。制备方法为将粉碎过筛的高温压榨花生粕粉、十二烷基硫酸钠加入分散介质中,搅拌均匀后进行改性处理,再将得到的混合物降至室温,加入交联增强剂、苯甲酸钠,并搅拌均匀,即得。本发明的优点在于:原料易得,方法工艺简单,操作方便,主要原料来源于可再生物质,生产的胶粘剂不含甲醛,安全环保。
【IPC分类】C09J11/06, C09J189/00
【公开号】CN104893657
【申请号】CN201510324194
【发明人】王强, 石爱民, 陈焱, 刘丽, 刘红芝, 胡晖, 杨颖
【申请人】中国农业科学院农产品加工研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月12日

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