CN103074006B - 天然高分子水溶性胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

天然高分子水溶性胶黏剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种天然高分子水溶性胶黏剂，包括：淀粉20～25份，明胶4～6份，大蒜汁6～8份，氧化剂0.5～1.5份，糊化剂0.5～1份，酸调节剂0.4～0.6份，交联剂1～2份，水130～150份，所述份数均为重量份；制备方法：加入淀粉、氧化剂和水，搅拌混匀后升温至55-65℃，继续搅拌50-70min；加入糊化剂，搅拌50-70min，然后加入酸调节剂调pH 6～7；加入明胶，升温至60-70℃，搅拌混匀后，加入大蒜汁，混匀后降温至55-60℃，继续搅拌15-30min，最后加入交联剂，混匀后即得。本发明的胶黏剂符合环保要求、保存周期长，采用的天然原材料资源丰富，价格低廉。

Description

天然高分子水溶性胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂，具体涉及一种天然高分子水溶性胶黏剂。该胶黏剂可用于钢丝的粘结。
背景技术
随着人类对环境保护和身体健康的日益重视，天然高分子胶黏剂作为环境友好型胶黏剂已成为发展趋势，并得到越来越广泛的使用。这取决于以下三点原因：一是天然原材料，资源丰富，价格低，可再生；二是大多数胶黏剂的组份中含石油的衍生化工产品，随着石油资源日益减少，寻找石油替代品成为必然；三是人们的环保意识增强，对影响环境质量的有毒有害气体、废水等污染物的排放提出了严格的要求。源于以上三点原因，天然高分子胶黏剂成为发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然高分子水溶性胶黏剂，涂覆于成排钢丝上具有粘结强度高、干燥速度快、水溶性好的特点。
本发明提供的一种天然高分子水溶性胶黏剂，包括如下组分：淀粉20～25份，明胶4～6份，大蒜汁6～8份，氧化剂0.5～1.5份，糊化剂0.5～1份，酸调节剂0.4～0.6份，交联剂1～2份，水130～150份，所述份数均为重量份。
本发明中引入了组分大蒜汁，其含有蛋白质，起到粘结作用，其所含的大蒜素、大蒜油等组分对所有真菌都有抑杀作用，有利于胶黏剂的抗菌防霉。
本发明中通过氧化剂使淀粉葡萄糖单元的糖苷键部分断裂而降解，从而对相应性能进行改善，氧化改性后的淀粉分子中含有大量的活性基团，具备与其它物质进行接枝共聚或者共混形成氢键的能力，从而使淀粉的综合性能得到改善。本发明中，优选使用的氧化剂是次氯酸钠或双氧水。
粒状的淀粉是没有粘合性的，其必须经过糊化才能获得粘合所必须的不同程度的铺展性和成膜性。除加热使淀粉糊化的方法以外，还可以通过加入糊化剂如氢氧化钠，让其与淀粉分子链上的羟基作用，破坏原有相当数量的氢键，使分子间的作用力削弱，分子变得舒展，最后达到淀粉团粒溶胀糊化的目的。本发明中，使用的糊化剂是氢氧化钠，氢氧化钠是一种常用的糊化剂。
本发明中，使用酸调节剂的目的是调节体系pH值，稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸均可以，优选使用稀盐酸。
向淀粉糊分散体中加入交联剂的目的是，其水解时能与胶粘剂中的羟基结合为配体，形成网状结构的多核络合物，使粘度明显增大，也使分散体具有更大的内聚力和稳定性，从而增加了胶粘剂的初粘力。本发明中，所使用的交联剂是硼砂或硼酸。
本发明提供的一种天然高分子水溶性胶黏剂的制备方法，其步骤如下：
（1）按上述重量份加入淀粉、氧化剂和水，搅拌混匀后升温至55-65℃，继续搅拌50-70min，得到氧化淀粉溶液；
（2）往步骤（1）的氧化淀粉溶液中加入糊化剂，搅拌50-70min，然后加入酸调节剂调节PH 6～7；
（3）加入明胶，升温至60-70℃，搅拌混匀后，加入大蒜汁，混匀后降温至55-60℃，继续搅拌15-30min，最后加入交联剂，搅拌混匀后即得。
本发明具有以下有益效果：
本发明天然高分子水溶性胶黏剂因为采用天然高分子材料，在生产与使用过程中无任何有毒、有害物质产生，对人体健康无危害，同时符合环保要求；采用的天然原材料资源丰富，价格低廉，降低了生产成本；由于在制备过程中对淀粉进行了改性处理，有效提高了胶黏剂的粘结强度；引入的大蒜汁组份，减短了胶黏剂的水解时间，尤其适合粘结钢丝在预拌混凝土中的分散；大蒜汁所含有的杀菌、抑菌成份能防止胶黏剂的霉变，有效延长保存周期。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于本发明而不是限制本发明。
实施例1
将25g淀粉、6g15%固含量的次氯酸钠溶液和75g水放入三颈圆底烧瓶中，搅拌混匀后升温至60℃，继续搅拌60min，得到氧化淀粉溶液；加入1g氢氧化钠，搅拌60min，得到糊化后的淀粉溶液，然后加入0.1mol/L的稀盐酸调节PH值至6；加入5g明胶与68g水，升温至65℃，搅拌混匀后，加入7g大蒜汁，混匀后降温至60℃，继续搅拌20min，最后加入2g硼砂，搅拌混匀后，倒出静置15min，得到天然高分子水溶性胶黏剂。
实施例2
将22g淀粉、5.5g15%固含量的双氧水和70g水放入三颈圆底烧瓶中，搅拌混匀后升温至55℃，继续搅拌70min，得到氧化淀粉溶液；加入1g氢氧化钠，搅拌65min，得到糊化后的淀粉溶液，然后加入0.1mol/L的稀盐酸调节PH值至7；加入4g明胶与65g水，升温至60℃，搅拌混匀后，加入8g大蒜汁，混匀后降温至55℃，继续搅拌25min，最后加入2g硼酸，搅拌混匀后，倒出静置15min，得到天然高分子水溶性胶黏剂。
实施例3
将20g淀粉、5g15%固含量的次氯酸钠溶液和70g水放入三颈圆底烧瓶中，搅拌混匀后升温至65℃，继续搅拌50min，得到氧化淀粉溶液；加入1g氢氧化钠，搅拌55min，得到糊化后的淀粉溶液，然后加入0.1mol/L的稀盐酸调节PH值至6.5；加入6g明胶与60g水，升温至70℃，搅拌混匀后，加入8g大蒜汁，混匀后降温至60℃，继续搅拌15min，最后加入1.5g硼砂，搅拌混匀后，倒出静置15min，得到天然高分子水溶性胶黏剂。
实施例4
将24g淀粉、6g15%固含量的双氧水和75g水放入三颈圆底烧瓶中，搅拌混匀后升温至60℃，继续搅拌65min，得到氧化淀粉溶液；加入1g氢氧化钠，搅拌65min，得到糊化后的淀粉溶液，然后加入0.1mol/L的稀盐酸调节PH值至7；加入5g明胶与65g水，升温至68℃，搅拌混匀后，加入7g大蒜汁，混匀后降温至60℃，继续搅拌25min，最后加入2g硼砂，搅拌混匀后，倒出静置15min，得到天然高分子水溶性胶黏剂。
实施例5
将23g淀粉、6g15%固含量的次氯酸钠溶液和75g水放入三颈圆底烧瓶中，搅拌混匀后升温至63℃，继续搅拌65min，得到氧化淀粉溶液；加入1g氢氧化钠，搅拌60min，得到糊化后的淀粉溶液，然后加入0.1mol/L的稀盐酸调节PH值至6.5；加入6g明胶与60g水，升温至67℃，搅拌混匀后，加入7g大蒜汁，混匀后降温至60℃，继续搅拌18min，最后加入1.5g硼砂，搅拌混匀后，倒出静置15min，得到纯天然高分子水溶性胶黏剂。
性能测试：
1、胶合强度测试：将实施例制得的胶黏剂涂布于3mm厚的薄木板上，施胶量为0.05g/cm2（按胶黏剂中的固含量计算），压力为0.04MPa，施压时间1小时，放置4小时后测试胶合强度，测试结果见下表：
胶合强度/MPa
实施例1 0.90
实施例2 0.60
实施例3 0.75
实施例4 0.85
实施例5 0.65
通常情况下，当胶合强度达到0.40MPa即能满足下道压制成型工序的要求，由上表的测试结果可以看出，实施例制备的胶黏剂均具有优良的胶合强度。
2、分散性测试：将实施例制得的胶黏剂涂覆于钢纤维上，使60根钢纤维粘结成排，干燥后再将其投入混凝土中，测试其在混凝土中的分散时间，结果见下表：
分散时间/秒
实施例1 75
实施例2 60
实施例3 65
实施例4 70
实施例5 62
钢纤维在混凝土中的搅拌时间一般为90秒，成排钢纤维要在这90秒内分散为单丝才能提升混凝土的综合性能，由上表的测试结果可以看出，实施例制备的胶黏剂粘结的的成排钢纤维上应用在混凝土中时具有优良的分散性能。

Claims (6)

1.一种天然高分子水溶性胶黏剂，其特征在于，包括如下组分：淀粉20～25份，明胶4～6份，大蒜汁6～8份，氧化剂0.5～1.5份，糊化剂0.5～1份，酸调节剂0.4～0.6份，交联剂1～2份，水130～150份，所述份数均为重量份。
2.如权利要求1所述的天然高分子水溶性胶黏剂，其特征在于，所述的氧化剂为次氯酸钠或双氧水。
3.如权利要求1所述的天然高分子水溶性胶黏剂，其特征在于，所述的糊化剂为氢氧化钠。
4.如权利要求1所述的天然高分子水溶性胶黏剂，其特征在于，所述的酸调节剂为稀盐酸。
5.如权利要求1至4任一项所述的天然高分子水溶性胶黏剂，其特征在于，所述的交联剂为硼砂或硼酸。
6.权利要求1至5任一项所述的天然高分子水溶性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按权利要求1中的重量份加入淀粉、氧化剂和水，搅拌混匀后升温至55-65℃，继续搅拌50-70min，得到氧化淀粉溶液；
（2）往步骤（1）的氧化淀粉溶液中加入糊化剂，搅拌50-70min，然后加入酸调节剂调节PH6～7；
（3）加入明胶，升温至60-70℃，搅拌混匀后，加入大蒜汁，混匀后降温至55-60℃，继续搅拌15-30min，最后加入交联剂，搅拌混匀后即得。
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