專利名稱：一種以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于木材膠粘劑技術領域，具體涉及一種應用于粘合膠合板和木材的以大 豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑的制備方法。
背景技術：
20世紀90年代以來世界范圍內(nèi)石油供求關系日趨緊張，以石化產(chǎn)品為原料的合 成樹脂膠粘劑的生產(chǎn)成本也快速攀升。國內(nèi)外各界對環(huán)境問題也日益關注，而合成樹脂膠 粘劑，特別是三醛膠中存在有毒揮發(fā)性的甲醛、苯酚等威脅人類健康的成分。上述因素共同 迫使膠粘劑工業(yè)采用可再生原料開發(fā)膠粘劑，因此引發(fā)了大豆蛋白膠粘劑的研究熱潮。如，CN1793270A、CN1793269A、CNlO1255328A、CN101302417A、US7081159、 US6497760中分別公開了采用大豆粉為原料制備膠粘劑的技術，但所制備的膠粘劑膠粘強 度弱，耐水性不好，固化時間長，穩(wěn)定性差，難以儲存或固體粉末復水效果差等問題，因此， 很難形成高端產(chǎn)品推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有大豆蛋白膠粘劑存在的問題，而提供一種粘結強度與 醛類膠粘劑相仿、耐水性好、初粘性強，具有快速粘合、壓敏粘合和彈性粘合特點的環(huán)保型 生物質膠粘劑的制備方法。本發(fā)明所提供的以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑的制備方法，包括以下步 驟1)固體組分的備料分別稱取帶保護基的氨基酸、N-羥基琥珀酰亞胺、N，N’ - 二 環(huán)己基碳亞胺和大豆分離蛋白；四種固體組分中，帶保護基的氨基酸所占的質量百分比為 0. 03 39%、N-羥基琥珀酰亞胺所占的質量百分比為0. 03 39%、N，N，- 二環(huán)己基碳亞 胺所占的質量百分比為0. 03 39%，大豆分離蛋白所占的質量百分比為60 99. 9% ；2)將步驟1)中備份的帶保護基的羥脯氨酸和N-羥基琥珀酰亞胺按照固液質量體 積比(W/V)為1 (0. 1 1)溶于二氯甲烷溶劑中，冷卻至4°C后，加入步驟1)中備份的 N，N’ - 二環(huán)己基碳亞胺溶解后，4°C下冷藏保存6 12小時，得到溶液A ；3)向溶液A中滴加占溶液A體積1 10%的質量分數(shù)為10 20%的N，N- 二甲 基甲酰胺水溶液，滴加完畢后過濾，保留濾液；4)向濾液中加入步驟1)中備份的大豆分離蛋白，并在常溫下攪拌6 12小時，得 到活化酯_大豆分離蛋白溶液；5)向活化酯-大豆分離蛋白溶液中滴加占活化酯-大豆分離蛋白溶液體積10% 的質量分數(shù)為10 50%的甲酸水溶液，滴加完畢后，常溫下攪拌4 6小時，去除溶劑，得 到以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑。其中，所述的帶保護基的氨基酸中，保護基選自9-芴甲氧羰基(Fmoc-)或叔丁氧 羰基(Boc-)中的一種；氨基酸選自羥脯氨酸、羥脯氨酸衍生物、苯丙氨酸或苯丙氨酸衍生
3物中的一種。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明通過將本身帶有豐富的羥基、羧基、氨基等基團的大豆分離蛋白與活化的 氨基酸結合，再通過去保護基，使得特征氨基酸的活性基團自由地暴露在大豆分離蛋白的 表面，使之具有與海洋類生物分泌的具有超強耐水性和膠粘性的多肽相似的結構特征，具 有較強的粘附效果，對木材的粘結性能抗拉強度> 0. 7MPa(木材用膠粘劑抗拉強度行業(yè)標 準)，與三醛膠粘劑相當；且成本低；耐水性好，將粘接好的木材置于63°C的水中3h，干燥 IOmin后耐水性拉伸負荷仍保持200N以上；固化時間短，不添加固化劑的條件下，完全固化 的時間小于2小時。


圖1、本發(fā)明所制備的以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑 和500強力膠的拉伸最大負荷對照圖。圖2、本發(fā)明所制備的以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑 和500強力膠的單面拉伸剪切強度對照圖。圖3、本發(fā)明所制備的以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑 和500強力膠的耐水性拉伸負荷對照圖。
具體實施例方式實施例1實施例1將0. 005g帶9-芴甲氧羰基的羥脯氨酸(Fmoc-Hyp (tBu)-0H)和0. 005gN_羥基琥 珀酰亞胺溶解在IOml無水二氯甲烷中，冷卻至4°C后，加入0.005g N, N' - 二環(huán)己基碳二 亞胺，保持4°C攪拌至固體組分完全溶解，4°C冷藏放置6小時，而后滴加0. 5ml質量分數(shù)為 10%的N，N- 二甲基甲酰胺水溶液攪拌均勻，過濾除去脲沉淀，保留濾液；向濾液中加入5g 大豆分離蛋白，并于常溫下攪拌反應6小時后，滴加Iml質量分數(shù)為10%的甲酸水溶液，滴 加完畢后攪拌4小時，減壓蒸餾除去溶劑，得到以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑。實施例2將0.7g帶叔丁氧羰基的羥脯氨酸(Boc-Hyp (tBu)-0H)和0. 7g N-羥基琥珀酰亞 胺溶解在150ml無水二氯甲烷中，冷卻至4°C后，加入0.7gN，N' -二環(huán)己基碳二亞胺，保持 4°C攪拌至固體組分完全溶解，4°C冷藏放置10小時，而后滴加15ml質量分數(shù)為20%的N， N- 二甲基甲酰胺水溶液攪拌均勻，過濾除去脲沉淀，保留濾液；向濾液中加入5g大豆分離 蛋白，并于常溫下攪拌反應6小時后，滴加15ml質量分數(shù)為40%的甲酸水溶液，滴加完畢后 攪拌4小時，減壓蒸餾除去溶劑，得到以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑。實施例3將0. 005g帶9-芴甲氧羰基的苯丙氨酸(Fmoc-Phe-OH)和0. 005g N-羥基琥珀酰 亞胺溶解在IOml無水二氯甲烷中，冷卻至4°C后，加入0.005gN，N' - 二環(huán)己基碳二亞胺， 保持4°C攪拌至固體組分完全溶解，4°C冷藏放置6小時，而后滴加0. 5ml質量分數(shù)為10% 的N，N-二甲基甲酰胺水溶液攪拌均勻，過濾除去脲沉淀，保留濾液；向濾液中加入5g大豆
(Hyp-SPI)、乳白膠 (Hyp-SPI)、乳白膠 (Hyp-SPI)、乳白膠分離蛋白，并于常溫下攪拌反應6小時后，滴加Iml質量分數(shù)為10%的甲酸水溶液，滴加完 畢后攪拌4小時，減壓蒸餾除去溶劑，得到以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑。實施例4將0. 7g帶叔丁氧羰基的苯丙氨酸(Boc-Phe-OH)和0. 7g N-羥基琥珀酰亞胺溶解 在150ml無水二氯甲烷中，冷卻至4°C后，加入0.7g N, N' -二環(huán)己基碳二亞胺，保持4°C攪 拌至固體組分完全溶解，4°C冷藏放置10小時，而后滴加15ml質量分數(shù)為20%的N，N-二 甲基甲酰胺水溶液攪拌均勻，過濾除去脲沉淀，保留濾液；向濾液中加入5g大豆分離蛋白， 并于常溫下攪拌反應6小時后，滴加15ml質量分數(shù)為40%的甲酸水溶液，滴加完畢后攪拌 4小時，減壓蒸餾除去溶劑，以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑。分別將本發(fā)明所制備的以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑、乳白膠和500強 力膠涂布于被粘接木材表面，加壓粘接后，測定拉伸最大負荷、單面拉伸剪切強度和耐水性 (測試耐水性時，將粘接好的木材置于63°C的水中3h，而后干燥IOmin)，結果如圖1、2和3 中所示。
權利要求
一種以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)固體組分的備料分別稱取帶保護基的氨基酸、N 羥基琥珀酰亞胺、N，N’ 二環(huán)己基碳亞胺和大豆分離蛋白；四種固體組分中，帶保護基的氨基酸所占的質量百分比為0.03～39％、N 羥基琥珀酰亞胺所占的質量百分比為0.03～39％、N，N’ 二環(huán)己基碳亞胺所占的質量百分比為0.03～39％，大豆分離蛋白所占的質量百分比為60～99.9％；2)將步驟1)中備份的帶保護基的羥脯氨酸和N 羥基琥珀酰亞胺按照固液質量體積比W/V為1∶(0.1～1)溶于二氯甲烷溶劑中，冷卻至4℃后，加入步驟1)中備份的N，N’ 二環(huán)己基碳亞胺溶解后，4℃下冷藏保存6～12小時，得到溶液A；3)向溶液A中滴加占溶液A體積1～10％的質量分數(shù)為10～20％的N，N 二甲基甲酰胺水溶液，滴加完畢后過濾，保留濾液；4)向濾液中加入步驟1)中備份的大豆分離蛋白，并在常溫下攪拌6～12小時，得到活化酯 大豆分離蛋白溶液；5)向活化酯 大豆分離蛋白溶液中滴加占活化酯 大豆分離蛋白溶液體積10％的質量分數(shù)為10～50％的甲酸水溶液，滴加完畢后，常溫下攪拌4～6小時，去除溶劑，得到以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的帶保護基的氨基酸中，保護基選自 9_芴甲氧羰基Fmoc-或叔丁氧羰基Boc-中的一種；氨基酸選自羥脯氨酸、羥脯氨酸衍生 物、苯丙氨酸或苯丙氨酸衍生物中的一種。
全文摘要
一種以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑的制備方法屬于木材膠粘劑技術領域。本發(fā)明擬解決現(xiàn)有大豆蛋白膠粘劑的膠粘強度弱，耐水性不好，固化時間長，穩(wěn)定性差等問題。本發(fā)明通過將大豆分離蛋白與活化后的氨基酸結合，再通過去保護基，得到以大豆分離蛋白為主料的生物質膠粘劑。本發(fā)明膠粘劑對木材的膠粘強度高，耐水性好，固化時間短。
文檔編號C09J189/00GK101892030SQ20091008436
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權日2009年5月22日
發(fā)明者梁浩, 王力, 田宇, 袁其朋 申請人:北京化工大學