本发明涉及胶黏剂制备，尤其涉及一种酶解大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂的方法。
背景技术：
1、脲醛树脂具有反应活性高、固化时间快、成本低、颜色清晰、粘接强度好等优点，在木材加工领域应用广泛。然而，脲醛树脂在使用过程中会释放致癌物质甲醛，并且在高温和空气湿度较高的条件下容易水解，从而限制了脲醛树脂胶黏剂的应用。
2、豆粕为大豆工业的副产品，来源广泛，豆粕中含有大量粗蛋白，因此可提取出蛋白含量高的大豆分离蛋白。大豆分离蛋白的球形结构中含有丰富的-nh2、-conh等基团，可以与脲醛树脂发生共聚反应，可作为改善脲醛树脂胶黏剂胶合强度的绿色环保改性剂。但未经改性的大豆蛋白直接加入脲醛树脂中，与甲醛及脲醛树脂交联反应能力差，只能起到填料的作用，影响脲醛树脂的耐水性能。因此，通过改性处理，降低大豆蛋白溶液的黏度，使其复杂结构展开，增加活性基团和疏水基团，提高胶合性能和耐水性，对于改性脲醛树脂，制备高性能绿色环保的脲醛树脂具有重要意义。
技术实现思路
1、针对以上不足，本发明提供一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂及其制备方法，本发明通过酶解大豆蛋白中的生物质大分子，并对酶解产物进行超声处理，提高了大豆蛋白与脲醛树脂分子的交联反应能力，增强了脲醛树脂的粘接性能、降低其游离甲醛含量，从而制备出环保、性能优良的脲醛树脂胶黏剂。
2、本发明具体的技术方案如下：
3、一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，包括以下组分：改性大豆蛋白溶液、多聚甲醛和尿素；
4、所述改性大豆蛋白溶液的制备方法包括以下步骤：
5、(1)溶解：将大豆分离蛋白溶于水中，得大豆蛋白源溶液；
6、(2)酶解：往所述大豆蛋白源溶液中加入生物酶，并调节溶液ph为碱性进行酶解，得酶解溶液；酶解的作用是促进大豆蛋白降解为小分子肽，降低大豆蛋白溶液的黏度，提高其反应活性；
7、(3)超声：对所述酶解溶液进行超声处理，即得所述改性大豆蛋白溶液。
8、进一步的，所述大豆蛋白源溶液的添加质量占所述大豆蛋白改性脲醛树脂胶黏剂总质量的0.5-1.0％。
9、进一步的，步骤(1)中，所述大豆分离蛋白中蛋白的含量为70-80％，所述大豆蛋白源溶液的质量浓度为5-10％。
10、进一步的，步骤(2)中，所述生物酶为木瓜蛋白酶、漆酶、纤维素酶中的一种或几种。
11、进一步的，步骤(2)中，所述生物酶包括木瓜蛋白酶、纤维素酶和漆酶，所述木瓜蛋白酶、所述纤维素酶和所述漆酶的质量比为1：1：1。
12、进一步的，步骤(2)中，所述生物酶的添加量为所述大豆蛋白源溶液质量的0.1％-0.3％。
13、进一步的，步骤(2)中，所述酶解的ph为8.0-8.5、温度为40-60℃、时间为1-3h。
14、进一步的，步骤(3)中，所述超声的功率为360w、温度为常温、时间为10-30min。
15、在本发明中，上述大豆蛋白源溶液的质量浓度、酶解温度、酶解时间、酶解ph控制可保证最佳的酶解效果。若大豆蛋白源溶液的浓度过高或过低、温度不在酶活性范围内、以及反应时间和反应ph控制不当，均会影响大豆蛋白中大分子的降解效率、产物种类、产物分子量等。且上述超声时间的控制能使得大豆蛋白复杂的结构有效展开，若超声时间过长会增加能耗，若超声时间过低则不能使大豆蛋白复杂的结构展开，在后期胶黏剂合成过程，影响其与甲醛和脲醛分子的交联程度。此外，本发明引入大豆蛋白源，能够减少多聚甲醛和尿素的使用量，但其含量应控制在本发明的范围内，若大豆蛋白源占胶黏剂的质量分数过低，环保提升效果不明显，而若大豆蛋白源占胶黏剂的含量过高，直接在甲醛溶液中形成凝胶从而无法进行胶黏剂后续合成工作。
16、本发明还提供所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
17、s1：往所述改性大豆蛋白溶液中加入多聚甲醛，并调节ph至8.0-8.5，升温至38-40℃进行反应，然后再加入第一份尿素进行反应，得第一反应液；
18、s2：将所述第一反应液升温至86-90℃后，保温18-22min，然后调节其ph至4.8-5.0，待其粘度升高至45-50mpa·时，得第二反应液；
19、s3：将所述第二反应液的ph调节至5.8-6.0，然后加入第二份尿素，待其黏度升高至50-55mpa·s时，得第三反应液；
20、s4：将所述第三反应液的ph调节至7.0-7.5并降温至75-80℃，然后加入第三份尿素进行反应，得第四反应液；
21、s5：将所述第四反应液的温度调节至65-70℃，然后加入第四份尿素进行反应，反应之后冷却，即可得到所述大豆蛋白改性环保脲醛树脂胶黏剂。
22、进一步的，所述第一份尿素、所述第二份尿素、所述第三份尿素和所述第四份尿素的质量比为(4.3-5.0)：(2.0-2.5)：(1.2-1.8)：(0.9-1.2)。
23、进一步的，上述制备方法中，调节溶液的ph值采用酸调节剂或者碱调节剂调节，其中，酸调节剂为盐酸、硫酸或甲酸中的一种或多种，碱调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25、1.本发明通过酶解大豆蛋白中的生物质大分子，并对酶解产物进行超声改性，解决了大豆蛋白难溶于水、反应活性低的问题，并通过控制酶解和超声改性的反应条件，提高大豆蛋白的反应活性，实现了其可与脲醛树脂共聚，从而制备出环保、性能优良的脲醛树脂胶黏剂。其中，通过生物酶对大豆蛋白进行解聚，可以将大豆蛋白降解为小分子肽，结合酶解条件的控制，展开蛋白分子的球形结构，使大豆蛋白暴露更多的氨基、羟基等活性基团，在多肽链上产生更多反应活性点，从而可与脲醛树脂合成过程的甲醛及反应中间产物羟甲基(-ch2-oh)、氨基亚甲基键(-nh-ch2-nh-)等产生化学键合，并通过超声改性降低大豆蛋白溶液黏度，实现改性大豆蛋白与脲醛树脂交联，使更多的大豆蛋白肽参与和多聚甲醛的交联反应，建立更紧密的交联网络结构，从而提高脲醛树脂的的性能。
26、2.本发明的制备方法中通过在脲醛树脂合成初期引入大豆蛋白，从而使其解聚后暴露出来的活性基团可以与甲醛和脲醛树脂分子进行交联反应，进而提高脲醛树脂的胶合性能及其人造板的环保等级。
27、3.本发明的大豆蛋白改性脲醛树脂胶黏剂的制备方法无需改变现有脲醛树脂合成工艺，也无需调整人造板生产工艺，整个过程没有废水、废气等排放，清洁无污染。
28、4.本发明的大豆蛋白改性脲醛树脂胶黏剂的制备步骤简单、反应条件易于实现，具有广阔的市场应用前景。
1.一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，包括以下组分：改性大豆蛋白溶液、多聚甲醛和尿素；
2.根据权利要求1所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述大豆蛋白源溶液的添加质量占所述大豆蛋白改性脲醛树脂胶黏剂总质量的0.5-1.0％。
3.根据权利要求1所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，步骤(1)中，所述大豆分离蛋白中蛋白的含量为70-80％，所述大豆蛋白源溶液的质量浓度为5-10％。
4.根据权利要求1所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，步骤(2)中，所述生物酶为木瓜蛋白酶、漆酶、纤维素酶中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，步骤(2)中，所述生物酶包括木瓜蛋白酶、纤维素酶和漆酶，所述木瓜蛋白酶、所述纤维素酶和所述漆酶的质量比为1：1：1。
6.根据权利要求1所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，步骤(2)中，所述生物酶的添加量为所述大豆蛋白源溶液质量的0.1％-0.3％。
7.根据权利要求1所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，步骤(2)中，所述酶解的ph为8.0-8.5、温度为40-60℃、时间为1-3h。
8.根据权利要求1所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，步骤(3)中，所述超声的功率为360w、温度为常温、时间为10-30min。
9.根据权利要求1-8任意一项所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述一种大豆蛋白改性高性能环保脲醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述第一份尿素、所述第二份尿素、所述第三份尿素和所述第四份尿素的质量比为(4.3-5.0)：(2.0-2.5)：(1.2-1.8)：(0.9-1.2)。
