[0001] 本发明涉及胶黏剂制备技术领域，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。

[0002] 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。

[0003] 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。

[0032] 下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

[0033] 实施例1

[0034] 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。其按以下方法进行制备：

[0035] 1)改性大豆蛋白溶液制备：

[0036] (1)溶解：称取17g蛋白含量为80％的湿大豆蛋白，将大豆分离蛋白溶于83g的水中，得质量浓度为5％的大豆蛋白源溶液；

[0037] (2)酶解：往所述大豆蛋白源溶液中加入0.2g的生物酶(该生物酶包括木瓜蛋白酶0.1g和漆酶0.1g)，然后用30％氢氧化钠水溶液调节pH至8.5，于55℃下反应2h，反应期间不断搅拌，得酶解溶液；

[0038] (3)超声：在常温下，对所述酶解溶液进行30min的超声(功率为360W)处理，即得所述改性大豆蛋白溶液。

[0039] 2)往所述改性大豆蛋白溶液中加入222g的多聚甲醛和283g的水，然后使用30％氢氧化钠水溶液调节pH至8.5，在加热条件下开始升温，同时对溶液进行搅拌，搅拌速率为200rpm，当升温至38℃时，加入第一份尿素207.27g，保温20min，得第一反应液；

[0040] 3)将所述第一反应液升温至88℃后，保温20min，然后采用15％甲酸溶液调节其pH值至4.8，待溶液黏度升高至45mPa·s时，得第二反应液；

[0041] 4)采用30％氢氧化钠水溶液将所述第二反应液的pH调节至6.0，然后加入第二份尿素107.73g，待溶液黏度升高至50mPa·s时，得第三反应液；

[0042] 5)采用30％氢氧化钠水溶液将所述第三反应液的pH调节至7.5并降温至80℃，然后加入第三份尿素70.91g，保温15min，得第四反应液；

[0043] 6)将所述第四反应液的温度降低至67℃，然后加入第四份尿素45.82g，保温15min后，冷却至40℃出胶，即可得到所述大豆蛋白改性环保脲醛树脂胶黏剂。

[0044] 实施例2

[0045] 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。其按以下方法进行制备：

[0046] 1)改性大豆蛋白溶液制备：

[0047] (1)溶解：称取34g蛋白含量为75％的湿大豆蛋白，将大豆分离蛋白溶于66g的水中，得质量浓度为10％的大豆蛋白源溶液；

[0048] (2)酶解：往所述大豆蛋白源溶液中加入0.2g的生物酶(该生物酶包括木瓜蛋白酶0.1g)，然后用30％氢氧化钠水溶液调节pH至8.0，于40℃下反应3h，反应期间不断搅拌，得酶解溶液；

[0049] (3)超声：在常温下，对所述酶解溶液进行20min的超声(功率为360W)处理，即得所述改性大豆蛋白溶液。

[0050] 2)往所述改性大豆蛋白溶液中加入222g的多聚甲醛和288g的水，然后使用30％氢氧化钠水溶液调节pH至8.3，在加热条件下开始升温，同时对溶液进行搅拌，搅拌速率为200rpm，当升温至39℃时，加入第一份尿素220.35g，保温20min，得第一反应液；

[0051] 3)将所述第一反应液升温至90℃后，保温20min，然后采用10％硫酸溶液调节其pH值至4.9，待溶液黏度升高至48mPa·s时，得第二反应液；

[0052] 4)采用30％氢氧化钠水溶液将所述第二反应液的pH调节至5.9，然后加入第二份尿素102.49g，待溶液黏度升高至53mPa·s时，得第三反应液；

[0053] 5)采用30％氢氧化钠水溶液将所述第三反应液的pH调节至7.2并降温至78℃，然后加入第三份尿素61.49g，保温15min，得第四反应液；

[0054] 6)将所述第四反应液的温度降低至65℃，然后加入第四份尿素46.12g，保温15min后，冷却至40℃出胶，即可得到所述大豆蛋白改性环保脲醛树脂胶黏剂。

[0055] 实施例3

[0056] 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。其按以下方法进行制备：

[0057] 1)改性大豆蛋白溶液制备：

[0058] (1)溶解：称取27.2g蛋白含量为80％的湿大豆蛋白，将大豆分离蛋白溶于72.8g的水中，得质量浓度为8％的大豆蛋白源溶液；

[0059] (2)酶解：往所述大豆蛋白源溶液中加入0.2g的生物酶(该生物酶包括木瓜蛋白酶0.1g和纤维素酶0.2g)，然后用30％氢氧化钠水溶液调节pH至8.0，于60℃下反应1h，反应期间不断搅拌，得酶解溶液；

[0060] (3)超声：在常温下，对所述酶解溶液进行10min的超声(功率为360W)处理，即得所述改性大豆蛋白溶液。

[0061] 2)往所述改性大豆蛋白溶液中加入222g的多聚甲醛和283g的水，然后使用30％氢氧化钾水溶液调节pH至8.0，在加热条件下开始升温，同时对溶液进行搅拌，搅拌速率为200rpm，当升温至40℃时，加入第一份尿素191.58g，保温20min，得第一反应液；

[0062] 3)将所述第一反应液升温至86℃后，保温20min，然后采用10％盐酸溶液调节其pH值至5.0，待溶液黏度升高至50mPa·s时，得第二反应液；

[0063] 4)采用30％氢氧化钠水溶液将所述第二反应液的pH调节至5.8，然后加入第二份尿素95.79g，待溶液黏度升高至55mPa·s时，得第三反应液；

[0064] 5)采用30％氢氧化钠水溶液将所述第三反应液的pH调节至7.0并降温至75℃，然后加入第三份尿素68.97g，保温15min，得第四反应液；

[0065] 6)将所述第四反应液的温度降低至70℃，然后加入第四份尿素45.98g，保温15min后，冷却至40℃出胶，即可得到所述大豆蛋白改性环保脲醛树脂胶黏剂。

[0066] 实施例4

[0067] 实施例4与实施例1的胶黏剂相比，区别在于，步骤(2)中，所用的生物酶包括木瓜蛋白酶0.1g、纤维素酶0.1g和漆酶0.1g。

[0068] 对比例1

[0069] 对比例1中的胶黏剂为脲醛树脂，除了未使用改性大豆蛋白溶液以外，其它制备工艺与实施例1一致，其具体的制备方法如下：

[0070] 1)将222g多聚甲醛溶于378g水中，使用30％氢氧化钠水溶液调节pH至8.5，在加热条件下开始升温，同时对溶液进行搅拌，搅拌速率为速度为200rpm，当温度升至38℃时，加入第一份尿素207.27g，保温20min，得到第一反应液；

[0071] 2)将第一反应液升温至88℃后，采用15％甲酸溶液调节pH值至4.8，待溶液反应液黏度升高至45mPa·s时，得第二反应液；

[0072] 3)采用30％氢氧化钠水溶液调节所述第二反应液的pH值至6.0，加入第二份尿素107.73g，当反应液黏度升高至50mPa·s时，得第三反应液；

[0073] 4)采用30％氢氧化钠水溶液将所述第三反应液的pH调节至7.5并降温至80℃，加入第三份尿素70.91g，保温15min，得到第四反应液；

[0074] 5)将第四反应液的温度降至67℃，加入第四份尿素45.82g，保温15min，冷却至40℃出胶，即得到脲醛树脂胶黏剂。

[0075] 对比例2

[0076] 对比例2与实施例1的胶黏剂相比，区别在于制备方法中没有步骤(2)和步骤(3)，即大豆蛋白源溶液没有经过酶解和超声波处理，其他步骤均与实施例1相同。

[0077] 对比例3

[0078] 对比例3与实施例1的胶黏剂相比，区别在于制备方法中没有步骤(2)，即大豆蛋白源溶液没有经过超声波处理，其他步骤均与实施例1相同。

[0079] 对比例4

[0080] 对比例4与实施例1的胶黏剂相比，区别在于制备方法中步骤(2)和(3)交换顺序，即大豆蛋白源溶液先经过超声波处理再经过酶解处理，其他步骤均与实施例1相同。

[0081] 对比例5

[0082] 对比例5与实施例4的胶黏剂相比，区别在于，步骤(2)中，所用的生物酶包括酸性蛋白酶0.1g、纤维素酶0.1g和漆酶0.1g。

[0083] 效果验证

[0084] 1.胶黏剂特性检测

[0085] (1)实验对象：上述实施例1‑4以及对比例1‑5的胶黏剂。

[0086] (2)检测项目：胶黏剂的固体含量、粘度、pH、固化时间和游离甲醛含量。

[0087] 按国家/行业规定的检测方法对上述各组胶黏剂的特性进行检测，检测结果见下表1。

[0088] 表1各组胶黏剂特性检测结果

[0089]

[0090]

[0091] 由表1可知，实施例1‑4的胶黏剂特性明显优于对比例1‑5，说明本发明制备得到的改性大豆蛋白能够有效对脲醛树脂进行改性，提升脲醛树脂的质量和环保性。

[0092] 2.胶黏剂应用于纤维板后纤维板的性能检测

[0093] (1)实施例1‑4以及对比例1‑5的胶黏剂采用相同的方式分别压制得到的纤维板，3
纤维板的板材厚度为12mm，密度为780kg/m。

[0094] (2)检测项目：纤维板的甲醛释放量、内结合强度和24h吸水厚度膨胀率。

[0095] (3)检测方法：国家标准GB/T17657‑2022规定的方法。

[0096] 检测结果如下表2所示。

[0097] 表2各组纤维板的性能检测结果

[0098] 组别 甲醛释放量，mg/100g 内结合强度，MPa 24h吸水厚度膨胀率，％实施例1 3.7 0.85 6.7实施例2 4.6 0.70 7.4
实施例3 4.0 0.75 7.0
实施例4 3.5 0.89 6.2
对比例1 7.5 0.6 9.0
对比例2 5.6 0.63 8.2
对比例3 5.0 0.67 7.7
对比例4 5.1 0.66 7.9
对比例5 5.0 0.68 7.6

[0099] 由表2可知，实施例1‑4纤维板的性能明显优于对比例1‑5，说明采用本发明实施例1‑4的胶黏剂能够明显提高脲醛树脂的胶合性能和防水性能。

[0100] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。