一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法，屬于密度纖維板制作【技術(shù)領(lǐng)域】，該方法是以原材料豆粕、變性劑、交聯(lián)劑、消泡劑、防腐劑、水進行加熱攪拌混合反應，再經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機制成大豆蛋白無醛膠粘劑，并在該大豆蛋白無醛膠粘劑中添加防水劑、固化劑及緩沖劑于室溫攪拌混合后，與木質(zhì)纖維均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制成大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板。該方法環(huán)保，無污染，膠接強度高，耐水性好，價格低廉，黏度低，易于處理加工，使用時熱壓冷壓均可，不易開裂。并與纖維等進行粘接，控制加工工藝，即可制得一種環(huán)境友好型纖維板。
【專利說明】一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品密度纖維板制作【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種大豆蛋白改性膠 無醛中密度纖維板的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前廣泛用于中密度纖維板生產(chǎn)的膠粘劑主要有酚醛樹脂膠粘劑（PF)、脲醛樹脂 膠粘荊（UF)、三聚氰胺改性脲醛樹脂膠粘劑（MuF)和異氰酸酯樹脂膠粘劑（MDI)等，其原料 大多來源于不可再生的化石資源。這些膠粘劑生產(chǎn)及使用過程中，會長期釋放對環(huán)境及人 體有害的甲醛。隨著原油價格的一路上漲和人們對自身及環(huán)境安全問題的不斷關(guān)注，這一 問題變的更為嚴峻。
[0003] 近年來，基于可再生資源的環(huán)境友好型膠粘劑和復合材料的研究在發(fā)達國家及發(fā) 展中國家越來越得到重視，而且取得了一定的成果，并且顯示出強勁的發(fā)展態(tài)勢。利用物 理、化學或生物技術(shù)并通過工業(yè)化把大宗農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)廢棄物等可再生資源轉(zhuǎn)化為高附加 值的生物質(zhì)材料和化石產(chǎn)品替代品等環(huán)境友好型產(chǎn)品。因此，研究和開發(fā)基于天然可再生 物質(zhì)的環(huán)境友好型生物膠粘劑來加工中密度纖維板是減少對化石資源的過分依賴和減輕 環(huán)境污染壓力，同時解決MDF市場需求量不斷增長問題和促進農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的有效途徑。
[0004] 因此，研究和開發(fā)基于天然可再生物質(zhì)的環(huán)境友好型生物膠粘劑刻不容緩。
[0005] 隨著當今世界化石資源的日漸枯竭和人類對環(huán)境問題的日益關(guān)注，尋找可再生 的，綠色環(huán)保的新型膠黏劑迫在眉睫。
[0006] 大豆蛋白膠屬于生物基膠黏劑，采用純天然大豆做原料生產(chǎn)，相當環(huán)保，卻具有耐 水性差、膠合強度低、工藝苛刻等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的技術(shù)任務是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大豆蛋白改性膠無醛中密度 纖維板的制作方法。
[0008] 大豆蛋白質(zhì)膠粘劑因其無甲醛、耐水性好、粘接強度高、成本低而逐漸嶄露頭角。 這種新型膠，有望解決人造板材行業(yè)甲醛污染的難題。該膠粘劑環(huán)保，無污染，膠接強度高， 耐水性好，并使其有了運用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的可能。天然大豆蛋白通過改性修飾，能得到性 能優(yōu)良的改性大豆蛋白膠粘劑，用大豆蛋白制作的膠粘劑有著顯著的優(yōu)點，價格低廉，黏度 低，易于處理加工，使用時熱壓冷壓均可，不易開裂。并與纖維等進行粘接，控制加工工藝， 即可制得一種環(huán)境友好型纖維板。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的，其制作原理是：大豆蛋白改性膠無醛中 密度纖維板的制作關(guān)鍵是制作大豆蛋白改性及其制作生產(chǎn)工藝。本方法以原材料豆柏、變 性劑NaOH、交聯(lián)劑單寧酸、消泡劑聚氧丙烯甘油醚、防腐劑BIT( 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮)、 水按一定比例和次序加熱攪拌混合反應，再經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機而制成的大豆蛋白無醛膠粘 齊U。并在該膠粘劑中添加防水劑石蠟熔液、固化劑NH4CL及緩沖劑尿素室溫攪拌混合后與 木質(zhì)纖維均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制成的大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的，該大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的 制作方法，該方法是以原材料豆柏、變性劑、交聯(lián)劑、消泡劑、防腐劑、水進行加熱攪拌混合 反應，再經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機制成大豆蛋白無醛膠粘劑，并在該大豆蛋白無醛膠粘劑中添加 防水劑、固化劑及緩沖劑于室溫攪拌混合后，與木質(zhì)纖維均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制 成大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板。
[0011] 該方法具體是以豆柏作為原材料，以NaOH作為變性劑，以單寧酸作為交聯(lián)劑，以 聚氧丙烯甘油醚作為消泡劑，以BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮作為防腐劑，以及水，按照配 方加熱攪拌混合反應，再經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機而制成大豆蛋白無醛膠粘劑；并在該大豆蛋白 無醛膠粘劑中添加：以石蠟熔液作為防水劑、以NH4C1作為固化劑，以及以尿素作為緩沖劑， 于室溫攪拌混合后，與木質(zhì)纖維均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制成大豆蛋白改性膠無醛 中密度纖維板； 上述配方采用： 豆柏50?1000份； NaOH 2 ?50 份； 單寧酸0. 01?50份； 聚氧丙烯甘油醚〇. 01?50份； BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮0.01?50份； 水100?8000份。
[0012] 該方法的具體步驟是： a. 大豆蛋白無醛膠粘劑的制作 首先將重量含水率< 13%的豆柏經(jīng)粉碎機粉碎后，再經(jīng)40目篩網(wǎng)篩選，取篩選后的干 重豆柏100份； 在反應釜中預先注入300份水，將水加熱至30?35°C ; 再將100份豆粉均勻加入反應釜中，邊加入邊攪拌，使豆柏充分溶解，混合均勻，保持 水溫 30 ?35°C lOmin ; 取準備好的NaOH 5份作為改性劑和聚氧丙烯甘油醚0.1份作為消泡劑混合液加入到 反應釜中，邊加入邊攪拌，混合均勻，在30?35°C條件下攪拌2h，使所有大豆蛋白溶解； 然后取單寧酸溶液0. 5份作為交聯(lián)劑加入到反應釜中，邊加邊攪拌，混合均勻后在 30?35°C條件下攪拌反應lh ; 最后加入防腐劑BIT 1. 2-苯并異噻唑啉-3-酮0. 1份，適當補充水使反應釜中溶液 的PH值控制在6?8,攪拌均勻后經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機制得大豆蛋白無醛膠粘劑； b. 調(diào)施膠 熔融石蠟溶液作為防水劑經(jīng)計量齒輪泵打入卸料螺旋與枝椏材片混合，石蠟施加量 為1%質(zhì)量百分比的絕干枝椏材片，石蠟溶液與枝椏材片混合進入磨機研磨成木質(zhì)纖維， 使石蠟溶液與木質(zhì)纖維充分均勻混合，纖維的研磨長度在l〇mm左右，纖維的研磨粗細為 0. 125-0. 8_，木質(zhì)纖維在高壓蒸汽的作用下，高速懸浮通過噴漿管線進入干燥管道； 大豆蛋白無醛膠粘劑被輸送泵送到纖維板車間的儲膠罐，再經(jīng)計量泵以13%質(zhì)量百分 比絕干木質(zhì)纖維的量進入混膠箱，同時在混膠箱中加入大豆蛋白無醛膠粘劑質(zhì)量的1%質(zhì) 量的固化劑NH4C1，在混膠箱攪拌均勻，膠粘劑混合均勻后采取木質(zhì)纖維干燥前噴膠桿和木 質(zhì)纖維干燥后拌膠機施加二次施加方式，木質(zhì)纖維干燥前施加是大豆蛋白無醛膠粘劑在高 壓螺桿泵作用下經(jīng)三個互呈120°的精密一字型噴頭以細霧狀扇形噴入噴膠吹管，封住整 個噴膠吹管截面，使通過噴膠吹管的所有木質(zhì)纖維能均勻粘附上大豆蛋白無醛膠粘劑，粘 附大豆蛋白無醛膠粘劑的木質(zhì)纖維經(jīng)干燥計量后落入連續(xù)旋轉(zhuǎn)的拌膠機內(nèi)，在風送系統(tǒng)的 作用下呈懸浮狀，大豆蛋白無醛膠粘劑在高壓螺桿泵的作用下經(jīng)噴頭呈細霧狀從拌膠機一 端高壓噴向拌膠機內(nèi)，與木質(zhì)纖維進行二次施膠，既保證木質(zhì)纖維與膠粘劑充分混合，又節(jié) 省膠粘劑； c. 干燥 承接b步驟所得木質(zhì)纖維干燥處理，干燥至含水率為9%?13% ; d. 熱壓 承接c步驟所得木質(zhì)纖維經(jīng)鋪裝、預壓、熱壓制成纖維板，制作18mm纖維板，密度為 750g/m3,熱壓工藝參數(shù)：熱壓173°C?180°C，熱壓壓力7MPa，熱壓時間6min。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是： 該大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法使用無甲醛的改性大豆蛋白膠黏劑 制造纖維板，從根本上解決纖維板的甲醛釋放和膠黏劑對化石資源的依賴問題。對促進農(nóng) 副產(chǎn)品向高附加值的生物質(zhì)材料和化石產(chǎn)品替代品轉(zhuǎn)化具有現(xiàn)實價值；對減少依賴化石資 源和減輕環(huán)境污染壓力，緩解MDF市場的供需矛盾以及促進農(nóng)業(yè)與工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重 要的現(xiàn)實意義。
[0014] 研究和開發(fā)基于天然可再生物質(zhì)的環(huán)境友好型生物膠粘劑來加工中密度纖維板 是減少對化石資源的過分依賴和減輕環(huán)境污染壓力，同時解決MDF市場需求量不斷增長問 題和促進農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的有效途徑。
[0015] 大豆蛋白無醛膠粘劑因其無甲醛、耐水性好、粘接強度高、成本低而逐漸嶄露頭 角。這種新型膠，解決了人造板材行業(yè)甲醛污染的難題。
[0016] 該大豆蛋白無醛膠粘劑環(huán)保，無污染，膠接強度高，耐水性好，并使其有了運用于 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的可能。天然大豆蛋白通過改性修飾，能得到性能優(yōu)良的改性大豆蛋白膠粘劑， 用大豆蛋白制作的膠粘劑有著顯著的優(yōu)點，價格低廉，黏度低，易于處理加工，使用時熱壓 冷壓均可，不易開裂。并與纖維等進行粘接，控制加工工藝，即可制得一種環(huán)境友好型纖維 板。

【具體實施方式】
[0017] 下面對本發(fā)明的一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法作以下詳細 說明。
[0018] 實施例一： 本發(fā)明的該大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法，該方法是以原材料豆柏、 變性劑、交聯(lián)劑、消泡劑、防腐劑、水進行加熱攪拌混合反應，再經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機制成大豆 蛋白無醛膠粘劑，并在該大豆蛋白無醛膠粘劑中添加防水劑、固化劑及緩沖劑于室溫攪拌 混合后，與木質(zhì)纖維均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制成大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維 板。
[0019] 該方法具體是以豆柏作為原材料，以NaOH作為變性劑，以單寧酸作為交聯(lián)劑，以 聚氧丙烯甘油醚作為消泡劑，以BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮作為防腐劑，以及水，按照配 方加熱攪拌混合反應，再經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機而制成大豆蛋白無醛膠粘劑；并在該大豆蛋白 無醛膠粘劑中添加：以石蠟熔液作為防水劑、以NH4C1作為固化劑，以及以尿素作為緩沖劑， 于室溫攪拌混合后，與木質(zhì)纖維均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制成大豆蛋白改性膠無醛 中密度纖維板； 上述配方采用： 豆柏50?1000份； NaOH 2 ?50 份； 單寧酸0. 01?50份； 聚氧丙烯甘油醚〇. 01?50份； BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮0.01?50份； 水100?8000份。
[0020] 所述的優(yōu)選配方采用： 豆柏50?200份； NaOH 1 ?10 份； 單寧酸0. 1?5份； 聚氧丙烯甘油醚〇. 05?1份； BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮0. 05?1份； 水200?800份。
[0021] 該方法的最佳具體步驟是： a. 大豆蛋白無醛膠粘劑的制作 首先將重量含水率< 13%的豆柏經(jīng)粉碎機粉碎后，再經(jīng)40目篩網(wǎng)篩選，取篩選后的干 重豆柏100份； 在反應釜中預先注入300份水，將水加熱至30?35°C ; 再將100份豆粉均勻加入反應釜中，邊加入邊攪拌，使豆柏充分溶解，混合均勻，保持 水溫 30 ?35°C lOmin ; 取準備好的NaOH 5份作為改性劑和聚氧丙烯甘油醚0.1份作為消泡劑混合液加入到 反應釜中，邊加入邊攪拌，混合均勻，在30?35°C條件下攪拌2h，使所有大豆蛋白溶解； 然后取單寧酸溶液0. 5份作為交聯(lián)劑加入到反應釜中，邊加邊攪拌，混合均勻后在 30?35°C條件下攪拌反應lh ; 最后加入防腐劑BIT 1. 2-苯并異噻唑啉-3-酮0. 1份，適當補充水使反應釜中溶液 的PH值控制在6?8,攪拌均勻后經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機制得大豆蛋白無醛膠粘劑； b. 調(diào)施膠 熔融石蠟溶液作為防水劑經(jīng)計量齒輪泵打入卸料螺旋與枝椏材片混合，石蠟施加量 為1%質(zhì)量百分比的絕干枝椏材片，石蠟溶液與枝椏材片混合進入磨機研磨成木質(zhì)纖維， 使石蠟溶液與木質(zhì)纖維充分均勻混合，纖維的研磨長度在l〇mm左右，纖維的研磨粗細為 0. 125-0. 8_，木質(zhì)纖維在高壓蒸汽的作用下，高速懸浮通過噴漿管線進入干燥管道； 大豆蛋白無醛膠粘劑被輸送泵送到纖維板車間的儲膠罐，再經(jīng)計量泵以13%質(zhì)量百分
【權(quán)利要求】
1. 一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法，其特征在于該方法是以原材料 豆柏、變性劑、交聯(lián)劑、消泡劑、防腐劑、水進行加熱攪拌混合反應，再經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機制 成大豆蛋白無醛膠粘劑，并在該大豆蛋白無醛膠粘劑中添加防水劑、固化劑及緩沖劑于室 溫攪拌混合后，與木質(zhì)纖維均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制成大豆蛋白改性膠無醛中密 度纖維板。
2. -種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法，其特征在于該方法是以豆柏 作為原材料，以NaOH作為變性劑，以單寧酸作為交聯(lián)劑，以聚氧丙烯甘油醚作為消泡劑，以 BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮作為防腐劑，以及水，按照配方加熱攪拌混合反應，再經(jīng)膠體 磨和均質(zhì)機而制成大豆蛋白無醛膠粘劑；并在該大豆蛋白無醛膠粘劑中添加：以石蠟熔液 作為防水劑、以NH4C1作為固化劑，以及以尿素作為緩沖劑，于室溫攪拌混合后，與木質(zhì)纖維 均勻混合，經(jīng)干燥，鋪裝，熱壓而制成大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板； 上述配方采用： 豆柏50?1000份； NaOH 2 ?50 份； 單寧酸0. 01?50份； 聚氧丙烯甘油醚〇. 01?50份； BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮0. 01?50份； 水100?8000份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法，其特征 在于所述的配方采用： 豆柏50?200份； NaOH 1 ?10 份； 單寧酸0. 1?5份； 聚氧丙烯甘油醚〇. 05?1份； BIT 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮0. 05?1份； 水200?800份。
4. 一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法，其特征在于該方法的具體步驟 是： a.大豆蛋白無醛膠粘劑的制作 首先將重量含水率< 13%的豆柏經(jīng)粉碎機粉碎后，再經(jīng)40目篩網(wǎng)篩選，取篩選后的干 重豆柏100份； 在反應釜中預先注入300份水，將水加熱至30?35°C ; 再將100份豆粉均勻加入反應釜中，邊加入邊攪拌，使豆柏充分溶解，混合均勻，保持 水溫 30 ?35°C lOmin; 取準備好的NaOH 5份作為改性劑和聚氧丙烯甘油醚0.1份作為消泡劑混合液加入到 反應釜中，邊加入邊攪拌，混合均勻，在30?35°C條件下攪拌2h，使所有大豆蛋白溶解； 然后取單寧酸溶液0. 5份作為交聯(lián)劑加入到反應釜中，邊加邊攪拌，混合均勻后在 30?35°C條件下攪拌反應lh ; 最后加入防腐劑BIT 1. 2-苯并異噻唑啉-3-酮0. 1份，適當補充水使反應釜中溶液 的PH值控制在6?8,攪拌均勻后經(jīng)膠體磨和均質(zhì)機制得大豆蛋白無醛膠粘劑； b. 調(diào)施膠 熔融石蠟溶液作為防水劑經(jīng)計量齒輪泵打入卸料螺旋與枝椏材片混合，石蠟施加量 為1%質(zhì)量百分比的絕干枝椏材片，石蠟溶液與枝椏材片混合進入磨機研磨成木質(zhì)纖維， 使石蠟溶液與木質(zhì)纖維充分均勻混合，纖維的研磨長度在l〇mm左右，纖維的研磨粗細為 0. 125-0. 8_，木質(zhì)纖維在高壓蒸汽的作用下，高速懸浮通過噴漿管線進入干燥管道； 大豆蛋白無醛膠粘劑被輸送泵送到纖維板車間的儲膠罐，再經(jīng)計量泵以13%質(zhì)量百分 比絕干木質(zhì)纖維的量進入混膠箱，同時在混膠箱中加入大豆蛋白無醛膠粘劑質(zhì)量的1%質(zhì) 量的固化劑NH4C1，在混膠箱攪拌均勻，膠粘劑混合均勻后采取木質(zhì)纖維干燥前噴膠桿和木 質(zhì)纖維干燥后拌膠機施加二次施加方式，木質(zhì)纖維干燥前施加是大豆蛋白無醛膠粘劑在高 壓螺桿泵作用下經(jīng)三個互呈120°的精密一字型噴頭以細霧狀扇形噴入噴膠吹管，封住整 個噴膠吹管截面，使通過噴膠吹管的所有木質(zhì)纖維能均勻粘附上大豆蛋白無醛膠粘劑，粘 附大豆蛋白無醛膠粘劑的木質(zhì)纖維經(jīng)干燥計量后落入連續(xù)旋轉(zhuǎn)的拌膠機內(nèi)，在風送系統(tǒng)的 作用下呈懸浮狀，大豆蛋白無醛膠粘劑在高壓螺桿泵的作用下經(jīng)噴頭呈細霧狀從拌膠機一 端高壓噴向拌膠機內(nèi)，與木質(zhì)纖維進行二次施膠，既保證木質(zhì)纖維與膠粘劑充分混合，又節(jié) 省膠粘劑； c. 干燥 承接b步驟所得木質(zhì)纖維干燥處理，干燥至含水率為9%?13% ; d. 熱壓 承接c步驟所得木質(zhì)纖維經(jīng)鋪裝、預壓、熱壓制成纖維板，制作18mm纖維板，密度為 750g/m3,熱壓工藝參數(shù)：熱壓173°C?180°C，熱壓壓力7MPa，熱壓時間6min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大豆蛋白改性膠無醛中密度纖維板的制作方法，其特征 在于： d.熱壓 承接c步驟所得木質(zhì)纖維經(jīng)鋪裝，預壓、熱壓制成纖維板，制作22mm纖維板，密度為 720g/m3,熱壓工藝參數(shù)：熱壓170°C?180°C，熱壓壓力7MPa，熱壓時間L 5min。
【文檔編號】B27N3/04GK104059598SQ201410274911
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】桑明光, 毛廣杰, 高長征, 王光濤, 吳西華, 張利民 申請人:東營人造板廠