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人造板助剂之大豆蛋白基胶黏剂





人造板助剂之大豆蛋白基胶黏剂

发布日期:2019-7-16 15:07:25 访问次数:

目前,人造板工业胶黏剂以脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂为代表的“三醛胶”的应用最为广泛,这三类胶黏剂都采用甲醛为合成原料。甲醛被视为室内空气污染的主要源头之一,污染周期长,难以根本去除,一直困扰着人造板行业的发展。
针对几种已经具备产业化应用前景的人造板用无醛胶黏剂,即大豆蛋白基、淀粉基、异氰酸酯基、热塑性树脂等胶黏剂,分别总结其国内外研究进展和产业应用情况,分析其技术等特点和存在的问题,旨为环保型人造板的推广应用提供参考。环氧树脂、木质素胶黏剂、生物酶等无醛胶黏剂由于距离产业化应用较远,在此不做赘述。

 

大豆蛋白基胶黏剂

 

1.研究进展:

大豆蛋白基胶黏剂是由豆粉或大豆分离蛋白,加入交联剂和助剂制备而成,是一种天然蛋白基胶黏剂,早在1923年有美国成功研制,并应用于胶合板的生产,后来由于耐水性及防霉性较差等原因,逐步被脲醛等化学合成胶黏剂取代。自20世纪90年代,有美国大豆协会推动的大豆蛋白基胶黏剂研究,使其再次成为生物质胶黏剂领域新的研究热点。

目前,大豆蛋白基胶的研究主要集中在提高耐水性和胶合强度方面,利用大豆蛋白自身的羟基、氨基和羧基等活性基团,通过化学、物理和生物等方法进行改性。其中化学改性方法最为常见,包括碱解聚、酰化、交联、氧化以及乳液共聚。目前改性方法不加入甲醛进行共聚,改性后的大豆蛋白基胶仍是一种无醛胶黏剂。

美国在大豆蛋白基胶改性方面做了大量系统研究,先是以纯度高的碱性大豆分离蛋白为原料,制备了耐水性能优异的大豆蛋白胶,由于SPI成本过高,限制了其商业应用。随后,又以成本较低的豆粉为原料,制备出性能达到室内用胶合板要求的胶黏剂。

国内也开展了大量化学性改性研究。其中有采用十二烷基硫酸钠对大豆粉SF和大豆分离蛋白SPI浆液进行了化学改性,可提高胶黏剂的胶合强度和耐水性。也有利用苯酚改性大豆蛋白胶黏剂制造杨木刨花板,板材性能超过《刨花板》的相关要求;还利用改性大豆蛋白胶黏剂制备高密度纤维板,物理力学性可满足《地板基材用纤维板》的要求。

 

2.应用现状:

2006年,美国一家企业采用SF-MA-PEI胶黏体系,替代部分含醛胶黏剂,但由于原料和改性剂成本高,未能持续大规模应用。国内亦有多家大豆蛋白基胶黏剂生产企业。出于成本原因,产业化的大豆蛋白基胶黏剂一般采用成本较低的豆粕制备,氮气耐水性远不如大豆分离蛋白胶,还存在固体含量低。粘度大、热压温度高等问题,容易导致胶合不均、鼓泡等缺陷,影响体推广应用。此外,大豆基胶黏剂夏天易腐败变质,需加入防霉剂使用。

目前,大豆蛋白基胶黏剂已经开始在国内进行推广应用,主要应用于胶合板生产,其胶合性能能够达到III类胶合板要求,进行II类胶合板生产时耐水性能不够稳定。在生产应用中常采用与其它胶黏剂混合使用的方法,以克服胶合不匀和耐水性较差等缺点。如将大豆蛋白基胶与异氰酸酯复合,提高其耐水性;与苯酚-间苯二酚-甲醛胶黏剂复合,作为集成材冷压胶;或与脲醛树脂和酚醛树脂混合,降低板材的游离甲醛释放量。

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