科创中国

北京林业大学张伟副教授团队多年来受油茶粕生化特性启迪，选取木本非粮型油茶榨油剩余物为原料，聚焦油茶粕成分复杂、蛋白质含量低、化学活性表达受阻这一制约性技术壁垒，以木本油料高值化利用为目标，通过研究其成分及分子结构特点，采用低成本环保降解技术，实现油茶粕高效液化，进而对其进行杂化交联改性，将茶多酚、茶皂素作为生物交联剂、生物防霉剂接枝在蛋白质分子主链上。通过探究不同交联工艺下，油茶蛋白共聚分子结构对无醛胶黏剂性能的影响，构建油茶粕基新型高耐水、高抑菌、高防霉生物质无醛胶黏剂，并开展胶黏剂工业化应用研究。已实现指标：所制备的新型无醛胶黏剂：1）油茶粕对大豆粕的质量替代率≥70%；2）在不添加任何化学防霉剂的条件下，胶黏剂敞口放置防霉时间≥30天；3）胶合强度达到国家Ⅰ类胶合板标准(GB/T17657-2013)胶合强度要求。

创新点1：油茶粕是木本高级油料作物油茶的榨油废弃物，部分取代大豆蛋白制备绿色环保无醛胶黏剂，既降低生产成本、使其具有较好的经济效益，又为油茶加工剩余物的高值化应用提供了新方法和新思路。创新点2：油茶粕中含有植物多酚、单宁、糖类、木质素等酚类或醛类活性物质，茶多酚、茶皂素作为生物交联剂、生物防霉剂接枝在蛋白质分子主链上，在赋予胶黏剂高耐水、高抑菌、高防霉性能的同时可有效减少可释放VOC的化学交联剂和对环境有毒的化学防霉剂的用量。已实现突破性指标：所制备的新型无醛胶黏剂：1）油茶粕对大豆粕的质量替代率≥70%；2）在不添加任何化学防霉剂的条件下，胶黏剂敞口放置防霉时间≥30天；3）胶合强度达到国家Ⅰ类胶合板标准(GB/T17657-2013)胶合强度要求。

当前人造板工业是我国经济发展和脱贫就业的支柱性产业。传统的“三醛类”胶黏剂（脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂）仍在我国人造板生产中占据主要地位，对石化原料依赖程度高，产品价格波动大等问题日益严峻。“三醛类”胶黏剂释放游离甲醛，对人体产生危害。作为室内污染物之一的甲醛是一种毒性物质，当空气中的游离甲醛浓度超过一定水平时将会对人体产生危害，已被世界卫生组织认定为一类致癌物。

近年来以生物无醛胶为代表的各种生物质木材胶黏剂蓬勃发展，保护环境是木材胶黏剂行业可持续发展的方向。以大豆蛋白为代表的人造板无醛胶黏剂发展如火如荼，但我国85%以上的大豆需求严重依赖进口。伴随着中美贸易战、大豆进口关税猛增、美国收紧对华大豆出口，以及后疫情时代的全球粮食危机，我国严守耕地红线，死保“铁杆庄稼”，在全社会范围内大力倡导“光盘行动”和爱惜粮食。在可预见的未来，以大豆蛋白和豆粕等粮食为原料制备人造板工业用无醛胶黏剂之路必将越来越局限。

当前全国大豆无醛胶黏剂行业正越来越受困于我国大豆粕资源严重依赖进口、受国际关系影响大豆期货价格波动严重等困境。油茶是我国特有的一种纯天然高级油料，产量大。而加工的剩余物油茶粕，其质量相当于茶油的3倍，通常是用来二次榨油、提取其中的茶皂素或被当作燃料燃烧，附加值低。

油茶粕其成分和大豆粕相似，两者成分如图1所示，相比大豆粕粗蛋白，油茶粕中粗蛋白含量较低，仅为8%，但含有较多的粗纤维和多聚糖，可进行化学修饰、毒性较低等优势，以及具有特殊生化特性的茶皂素含量8%，具有一定抑菌效果。而大豆粕成本为3500元/吨，油茶粕成本仅为1800元/吨，制备胶黏剂可以降低生产成本。油茶粕的高效利用延长了油茶产业链，提升了油茶价值链。油茶粕为可再生资源，来源丰富，胶黏剂的生产及制品均无游离甲醛释放的问题，推动了家居产业从低端向中高端转型。

因此，我国加快发展油茶粕基无醛环保胶黏剂在环保室内家具人造板领域的高附加值应用，具有强烈的市场技术需求。

20世纪50年代初，北京林业大学在我国率先开展酚醛树脂制造木质复合材料研究，开发出木质磨球、压缩木坑柱等产品，获得国家新产品二等奖；20世纪80年代，开展玻璃纤维浸渍用酚醛树脂研究，获得青海省科技进步三等奖；20世纪90年代初，开发出高耐水硬质纤维板用酚醛树脂生产技术，在多家企业应用；近年来，开发出快速固化酚醛树脂、生物质替代酚醛树脂等生产技术，获得国家发明专利授权12件，多项成果在企业推广应用，产生了良好的社会与经济效益，“优质高效人造板胶粘剂生产与应用关键技术”获得2009年度国家技术发明二等奖。北京林业大学木材科学与技术学科是国家重点学科，拥有 “木质材料科学与应用教育部重点实验室”、“林业生物质材料与能源教育部工程研究中心”、“木材科学与工程北京市重点实验室”，具备良好的科研条件。北京林业大学油茶无醛木材胶粘剂研究团队，成员来自高分子化工、木材科学与工程、林产化学加工等多个学科专业方向，研发团队人数2人，高级人员占比100%以上。团队年富力强、学缘结构合理、学科交叉互补、实力雄厚，具有完成重大科研课题研发并实现产业化推广的能力。

本项目预计3年内形成年产1万立方米的油茶粕基胶黏剂环保木质材料的生产规模，经过精深加工后形成约1亿元的年产值，实现利税500万元。 当前人造板工业是我国经济发展和脱贫就业的支柱性产业。传统的“三醛类”胶黏剂（脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂）仍在我国人造板生产中占据主要地位，对石化原料依赖程度高，产品价格波动大等问题日益严峻。“三醛类”胶黏剂释放游离甲醛，对人体产生危害。作为室内污染物之一的甲醛是一种毒性物质，当空气中的游离甲醛浓度超过一定水平时将会对人体产生危害，已被世界卫生组织认定为一类致癌物。 近年来以生物无醛胶为代表的各种生物质木材胶黏剂蓬勃发展，保护环境是木材胶黏剂行业可持续发展的方向。以大豆蛋白为代表的人造板无醛胶黏剂发展如火如荼，但我国85%以上的大豆需求严重依赖进口。伴随着中美贸易战、大豆进口关税猛增、美国收紧对华大豆出口，以及后疫情时代的全球粮食危机，我国严守耕地红线，死保“铁杆庄稼”，在全社会范围内大力倡导“光盘行动”和爱惜粮食。在可预见的未来，以大豆蛋白和豆粕等粮食为原料制备人造板工业用无醛胶黏剂之路必将越来越局限。 当前全国大豆无醛胶黏剂行业正越来越受困于我国大豆粕资源严重依赖进口、受国际关系影响大豆期货价格波动严重等困境。油茶是我国特有的一种纯天然高级油料，产量大。而加工的剩余物油茶粕，其质量相当于茶油的3倍，通常是用来二次榨油、提取其中的茶皂素或被当作燃料燃烧，附加值低。油茶粕其成分和大豆粕相似，两者成分如图1所示，相比大豆粕粗蛋白，油茶粕中粗蛋白含量较低，仅为8%，但含有较多的粗纤维和多聚糖，可进行化学修饰、毒性较低等优势，以及具有特殊生化特性的茶皂素含量8%，具有一定抑菌效果。而大豆粕成本为3500元/吨，油茶粕成本仅为1800元/吨，制备胶黏剂可以降低生产成本。油茶粕的高效利用延长了油茶产业链，提升了油茶价值链。油茶粕为可再生资源，来源丰富，胶黏剂的生产及制品均无游离甲醛释放的问题，推动了家居产业从低端向中高端转型。 因此，我国加快发展油茶粕基无醛环保胶黏剂在环保室内家具人造板领域的高附加值应用，具有强烈的市场技术需求。

该技术成果主要通过技术转让，技术入股，企业科技人员兼职等合作形式，开展对张伟副教授研究成果的转化。技术转让单笔费用70万元起。