專利名稱：膠合板生物膠粘劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種膠合板生物膠粘劑及其制備方法。
背景技術：
人造板主要包括膠合板、刨花板、細木工板和纖維板 四大類，其中膠合板是我國人造板的主導產品。目前除了膠合板中的建筑模板是利用酚醛膠壓制而成的外，其它都是利用脲醛膠或三聚氰胺改性脲醛膠壓制成的。這些人造板用膠粘劑均含有甲醛。研究表明，用含甲醛的膠粘劑制作的木制品用于室內，其甲醛釋放期可長達15年。甲醛對人體健康的影響主要表現在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。因此，長期居住在此環境內會導致各種癌癥發生。要想徹底解決游離甲醛污染的問題，就必須研制開發無甲醛粘合劑。近年開發研究較多的是生物膠粘劑即以動物蛋白或植物蛋白為基體的膠粘劑。其中以動物的血液為基體的生物膠粘劑用于人造板時，固化后的膠層較硬，耐水性較差，有特殊臭味且易長菌霉變。雖然曾有人采用添加一些防腐劑、增強劑等試圖克服這些缺欠，但效果不佳，由此影響了生物膠粘劑的推廣應用。
發明內容
本發明的第一個目的是提供一種可以改善膠層耐水性、粘結強度，無甲醛釋放的膠合板生物膠粘劑。實現本發明第一個目的的技術方案是一種膠合板生物膠粘劑它是動物血液蛋白顆粒用含氨基化合物及環氧氯丙烷進行化學改性后的產物，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 5 :1 5 ;所述動物血液蛋白顆粒是由動物的新鮮血液制得的，其顆粒粒度> 50目，固體含量為60wt% 95wt% ;所述含氨基化合物為氨水、二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚酮胺中的一種或幾種。本發明的第二個目的是提供一種可以改善膠層耐水性、粘結強度，無甲醛釋放的膠合板生物膠粘劑的制備方法，工藝簡單，生產成本降低。實現本發明第二個目的的技術方案是上述膠合板生物膠粘劑的制備方法具體操作如下
①在反應釜內，先加入動物血液蛋白顆粒，然后加入含氨基化合物及環氧氯丙烷，攪拌下，用氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱反應2 4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 5 :1 5;
或者在反應釜內，先加入含氨基化合物及環氧氯丙烷，攪拌下，用氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱反應2 4h后，再加入動物血液蛋白顆粒，繼續攪拌2 4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 5 :1 5 ;
②將步驟①制得的物料移至配料桶內，加水稀釋至固體含量為15被％ 40被％后，轉入膠體磨內研磨分散2 4h，出料、包裝即為生物膠粘劑；所述步驟①中的含氨基化合物為氨水、二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚酮胺中的一種或幾種；
所述步驟①中的動物血液蛋白顆粒的粒度> 50目，固體含量為60wt% 95wt%，其制備方法是將動物的新鮮血液攪拌下通蒸汽蒸煮至少30分鐘后，離心脫水得到固體含量為60wt% 95wt%的動物血塊，再將動物血塊攪拌破碎制得的，或者是將動物的新鮮血液干燥、粉碎制得的，或者是將動物的新鮮血液噴霧干燥制得的。上述制備方法中，其所述步驟①中的聚酮胺是聚酮樹脂與1，2_ 二氨基丙烷的反應產物，聚乙烯胺是聚氯乙烯硝化然后還原的產物，聚乙烯亞胺是水解聚(2-乙基-2-噁唑啉)得到的產物。上述制備方法中，其所述步驟①中的攪拌速度為300 500rpm。上述制備方法中，其所述動物的新鮮血液為豬、牛、羊、雞或鴨的血液。本發明的技術效果是①本發明技術方案的膠合板生物膠粘劑由于所選用的含氨基的化合物及環氧氯丙烷的配比適當，且選用的含氨基的化合物的品種適宜，化學改性后在動物血液蛋白顆粒的分子鏈上引入了適量的適宜的可固化基團。因此，用本發明的生物膠粘劑制作膠合板時，在生物膠粘劑固體含量較低的條件下，就能達到I類膠的粘接強度的標準，還降低了膠合板的生產成本，改進了生物膠粘劑膠層的耐水性、粘結強度，可以在120 200°C直接熱壓2 5分鐘就可以制成膠合板，省工省時省電；②制備本發明生物膠粘劑的方法無需特殊設備，易工業化；用含氨基的化合物及環氧氯丙烷對新鮮的動物血液進行化學改性的工藝條件易于實施，產品質量穩定，具有工業化推廣價值。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步具體描述，但不受此限制。實施例所用原料除另有說明外，均為市售工業品，所用設備均為通用工業設備，可以通過商業渠道購得。所用動物血液均從屠宰廠獲得。(一)制備生物膠粘劑
本發明的生物膠粘劑是動物血液蛋白顆粒用含氨基化合物及環氧氯丙烷進行化學改性后的產物，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 5 :I 5 ;所述動物血液蛋白顆粒是由動物的新鮮血液制得的，其顆粒粒度> 50目，固體含量為60wt% 95wt%;所述含氨基化合物為氨水、二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚酮胺中的一種或幾種。實施例I 具體操作如下
①在反應釜內，先加入動物血液蛋白顆粒10 kg，然后加入含氨基化合物氨水I kg及環氧氯丙烷I kg，攪拌下，用片狀氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱反應4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為101 1,上述攪拌速度控制在300 500rpm ；
所述步驟①中的動物血液蛋白顆粒的制備方法是在容器內加入新鮮豬血液100 kg，攪拌下通蒸汽蒸煮30分鐘后，然后轉移到工業離心機濾袋中進行離心脫水得到45 kg固體含量為70wt%的動物血塊，再將動物血塊攪拌破碎制得的，其顆粒粒度> 50目，制備期間的攪、拌速度控制在300 500rp ；
②將步驟①制得的物料移至配料桶內，加水稀釋至固體含量為15wt%、20wt%、25wt%后，轉入膠體磨內研磨分散4h，出料、包裝即為生物膠粘劑I、II、111。實施例2 具體操作如下 ①在反應釜內，先加入動物血液蛋白顆粒10kg，然后加入含氨基化合物二甲胺0. 5 kg和二乙烯三胺0. 5 kg及環氧氯丙烷I kg，攪拌下，用片狀氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱反應4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 I 1，上述攪拌速度控制在300 500rpm ;
所述步驟①中的動物血液蛋白顆粒的制備方法是在容器內加入新鮮牛血液100 kg，攪拌下通蒸汽蒸煮30分鐘后，然后轉移到工業離心機濾袋中進行離心脫水得到45 kg固體含量為70wt%的動物血塊，再將動物血塊攪拌破碎制得的，其顆粒粒度> 50目，制備期間的攪拌速度控制在300 500rp ；
②將步驟①制得的物料移至配料桶內，加水稀釋至固體含量為20wt%、25wt %后，轉入膠體磨內研磨分散3h，出料、包裝即為生物膠粘劑IV、V。實施例3 具體操作如下
①在反應釜內，先加入含氨基化合物三乙烯四胺0.5 kg和二乙烯三胺0. 5 kg及環氧氯丙烷I kg，攪拌下，用片狀氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱到50°C反應4h后，再加入動物血液蛋白顆粒10 kg,繼續攪拌4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 :1，上述攪拌速度控制在300 500rpm ；
所述步驟①中的動物血液蛋白顆粒的制備方法是在容器內加入新鮮雞血液100 kg，攪拌下通蒸汽蒸煮30分鐘后，然后轉移到工業離心機濾袋中進行離心脫水得到45 kg固體含量為70wt%的動物血塊，再將動物血塊攪拌破碎制得的，其顆粒粒度> 50目，制備期間的攪拌速度控制在300 500rp ；
②將步驟①制得的物料移至配料桶內，加水稀釋至固體含量為25wt%、40wt%后，轉入膠體磨內研磨分散3h，出料、包裝即為生物膠粘劑VI、vn。實施例4 具體操作如下
①在反應釜內，先加入含氨基化合物聚乙烯亞胺(分子量10000) 400g，及環氧氯丙烷400g，攪拌下，用片狀氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱到50°C反應2h后，再加入動物血液蛋白顆粒4 kg，繼續攪拌4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒:含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 1 :1，上述攪拌速度控制在300 500rpm ;所用聚乙烯亞胺是市售品，它是水解聚(2-乙基-2-噁唑啉)得到的產物；
所述步驟①中的動物血液蛋白顆粒的制備方法是在容器內加入新鮮羊血液100 kg，攪拌下通蒸汽蒸煮30分鐘后，然后轉移到工業離心機濾袋中進行離心脫水得到45 kg固體含量為70wt%的動物血塊，再將動物血塊攪拌破碎制得的，其顆粒粒度> 50目，制備期間的攪拌速度控制在300 500rp ；②將步驟①制得的物料移至配料桶內，加水稀釋至固體含量為30wt%后，轉入膠體磨內研磨分散3h，出料、包裝即為生物膠粘劑珊。實施例5
①在反應釜內，先加入含氨基化合物聚乙烯亞胺(分子量10000)500g，及環氧氯丙烷500g，攪拌下，用片狀氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱到50°C反應4h后，再加入動物血液蛋白顆粒4 kg，繼續攪拌4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 1. 25 :1. 25，上述攪拌速度控制在300 500rpm ;所用聚乙烯亞胺是市售品，它是水解聚(2-乙基-2-噁唑啉)得到的產物；
所述步驟①中的動物血液蛋白顆粒的制備方法是將動物的新鮮牛血液噴霧干燥制得的，其顆粒粒度為200目；
②將步驟①制得的物料移至配料桶內，加水稀釋至固體含量為15wt%后，轉入膠體磨內研磨分散3h，出料、包裝即為生物膠粘劑IX.
(二)檢測生物膠粘劑性能
①制備試件
將本發明方法制備的生物膠粘劑rix及市售現有的脲醛膠和酚醛膠分別涂抹在
17.Ocm X 17. OcmXO. 5cm楊木板上，在2MPa的壓力，120°C 200°C溫度下壓置2 5分鐘，然后鋸成8. OcmX 2. 5cm的木條作為試件；
②檢測試件的剪切強度
常溫下放置一周后，按照GB/T9846-2004方法檢測上述試件的干剪切強度；
將上述試件浸沒在沸水中煮4h，然后將試件分開平放在(63 士 3) tlC的空氣對流干燥箱中干燥20 h后，再次浸沒在沸水中煮4h，取出后在室溫下冷卻10 min,再按照GB/T9846-2004方法檢測濕剪切強度；
檢測結果列在表I。其中干剪切強度數值越高，表明膠粘劑的粘合能力越強，柔韌性越好；濕剪切強度數值越高，表明膠粘劑的耐水性越好。表I
權利要求
1.一種膠合板生物膠粘劑，其特征在于，它是動物血液蛋白顆粒用含氨基化合物及環氧氯丙烷進行化學改性后的產物，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 5 :1 5 ;所述動物血液蛋白顆粒是由動物的新鮮血液制得的，其顆粒粒度彡50目，固體含量為60wt% 95wt% ;所述含氨基化合物為氨水、二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚酮胺中的一種或幾種。
2.—種權利要求I的膠合板生物膠粘劑的制備方法，其特征在于，具體操作如下 ①在反應釜內，先加入動物血液蛋白顆粒，然后加入含氨基化合物及環氧氯丙烷，攪拌下，用氫氧化鈉將反應釜內物料調至PH為10 11，攪拌下加熱反應2 4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 5 :1 5; 或者在反應釜內，先加入含氨基化合物及環氧氯丙烷，攪拌下，用氫氧化鈉將反應釜內物料調至pH為10 11，攪拌下加熱反應2 4h后，再加入動物血液蛋白顆粒，繼續攪拌2 4h后，冷卻至室溫，其中，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為10 :1 5 :1 5 ; ②將步驟①制得的物料移至配料桶內，加水稀釋至固體含量為15被％ 40被％后，轉入膠體磨內研磨分散2 4h，出料、包裝即為生物膠粘劑； 所述步驟①中的含氨基化合物為氨水、二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚酮胺中的一種或幾種； 所述步驟①中的動物血液蛋白顆粒的粒度> 50目，固體含量為60wt% 95wt%，其制備方法是將動物的新鮮血液攪拌下通蒸汽蒸煮至少30分鐘后，離心脫水得到固體含量為60wt% 95wt%的動物血塊，再將動物血塊攪拌破碎制得的，或者是將動物的新鮮血液干燥、粉碎制得的，或者是將動物的新鮮血液噴霧干燥制得的。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟①中的聚酮胺是聚酮樹脂與1，2_ 二氨基丙烷的反應產物，聚乙烯胺是聚氯乙烯硝化然后還原的產物，聚乙烯亞胺是水解聚(2-乙基-2-噁唑啉)得到的產物。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟①中的攪拌速度為300 500rpmo
5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述動物的新鮮血液為豬、牛、羊、雞或鴨的血液。
全文摘要
本發明涉及一種膠合板生物膠粘劑及其制備方法。該膠粘劑是動物血液蛋白顆粒用含氨基化合物及環氧氯丙烷進行化學改性后的產物，動物血液蛋白顆粒含氨基化合物環氧氯丙烷的重量比為101～51～5；其動物血液蛋白顆粒所是由動物的新鮮血液制得的，其粒度≥50目，固體含量60～95wt%；其含氨基化合物為氨水、二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚酮胺中的一種或幾種；其動物的新鮮血液為豬、牛、羊、雞或鴨的血液。制備方法是將動物血液蛋白顆粒用含氨基化合物及環氧氯丙烷進行化學改性后，稀釋制得的。所得膠粘劑達到Ⅰ類膠的粘接強度，膠層的耐水性提高，不含甲醛，成本低，具有工業化推廣價值。
文檔編號C09J189/00GK102746821SQ20121025879
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者趙曉斌 申請人:武秀英