CN103122223B

CN103122223B - 一种粘合剂的制备方法

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Publication number: CN103122223B
Application number: CN201310053983.0A
Authority: CN
Inventors: 赵国洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2033-02-19
Also published as: CN103122223A

Abstract

本发明公开了一种粘合剂，其特征在于，各组分按重量百分比计为：高岭土为0%-22.7%；PVA聚乙烯醇为0.5%-3%；高粘复合胶粉为2%-11%；盐酸或草酸为0.3%-0.7%；甲醛为0.1%-0.6%；氨水为0.4%-0.7%；硼酸为0.3%-0.4%；硼砂为0.05%-0.15%；水性消泡剂为0.02%-0.05%；防腐剂为0.1%-0.3%；余量为水。本发明粘合剂流动性好、粘性好、能快速干燥。

Description

一种粘合剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种粘合剂及其制备方法。

背景技术

粘合剂是最重要的辅助材料之一，在包装作业中应用极为广泛。粘合剂是具有粘性的物质，借助其粘性能将两种分离的材料连接在一起。新春佳节，家家户户以及各企业都有贴春联的习俗，而通常，人们要么使用浆糊，要么使用胶带来把春联贴在墙上。传统的制造浆糊工艺，使用面粉或淀粉加入60-80℃的水熬制为糊状，多用于纸张、布料或物品的粘合。而在生产当中，会加入明矾、甘油、液体石碳酸等，得到稠状体。

在实际的应用中，加入明矾的目的是促使淀粉更好地沉淀，但是，在装裱新书画和揭裱或修复古旧书画，应慎重用矾，如果用矾过多，就会使裱件矾化，增加了裱件的脆硬度，还给日后的揭裱造成了难度，于书画的长期传世极为不利。浆糊制备好以后，流动性差，使用时需要配备毛刷，把浆糊刮一团出来，再用毛刷涂在需要的地方，此外，粘性差，大风下容易脱落；且大量使用面粉或淀粉，造成浪费。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种粘合剂，各组分按重量百分比计为：

深入研究上述目的后，本发明人发现，作为上述技术方案的一种补充，按重量百分比计，本发明的粘合剂还可以包括0%-2.5%的玉米淀粉。也就是说，在制备本发明粘合剂的过程中，可以包含或不包含玉米淀粉，优选地，本发明粘合剂的配方中不包含玉米淀粉。

高岭土具有良好的分散性，可以采用200-300目干粉状的高岭土，优选地，这类高岭土按重量百分比计，含0%-22.7%。任选地，可以采用膏状的高岭土，其固体含量为65%，此时，高岭土按重量百分比计，含0%-33.8%。

作为上述技术方案的一种补充，进一步包括按重量百分比计0.05%-0.15%的防冻剂，所述防冻剂选自乙二醇和丙二醇。

作为上述技术方案的一种补充，优选地，防腐剂选自卡松和苯甲酸钠。

水性消泡剂的作用是防止搅拌的过程中产生大量气泡，使产品溢流，因此可以加入硅醚充当消泡剂。

优选地，本发明粘合剂按重量百分比计，包含高岭土占0%，PVA聚乙烯醇占1.7%，高粘复合胶粉占9%，盐酸占0.55%，甲醛占0.32%，以及氨水占0.525%。

在一个实施例中，本发明粘合剂中的PVA聚乙烯醇选用防冻型2099聚乙烯醇，并且粘合剂中不包含防冻剂。

此外，在制备的过程中，需要加入一定量的酸，如草酸来调节pH值加入量视具体情况而定，一般来说，按重量百分比计为0%-0.3%。

通过上述关于粘合剂的配方，我们可以发现粘合剂中都含有一定量的防冻剂成分，以使得产品能在低温的环境下正常使用而不会结冰，具体地，本发明粘合剂在-10℃至40℃的温度下能正常使用，优选地，在-5℃至30℃。根据天气温度的不同，本粘合剂的干燥速度有所不同，温度高，干燥得相对迅速。

同样地，粘合剂中通常加入防腐剂的成分，以防止由于产品中的存在的营养成分而导致细菌、霉菌等大量繁殖，从而使产品失效或变味。

本发明的另一个目的是提供一种上述粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

a)将交联剂与大约50℃温水按1：15调和均匀，待用；

b)高岭土和水加入碎泥机中搅拌成糊状，注入反应釜中加热；

c)加入PVA聚乙烯醇和一半的水性消泡剂，防止溢出；

d)温度达到90-95℃，停止加热，保温45-60min；

e)连续加入盐酸和甲醛以进行缩醛反应，调节pH值为1.5-2.0，反应45-60min；

f)加入氨水反应，调节pH值为4.5-5.0；

g)温度降至88-92℃，将一半的高粘复合胶粉与水按1:1调和均匀，缓慢加入反应釜中；

h)20-30min内缓慢加入步骤a）所调匀的交联剂；

i)在70-75℃加入剩余的高粘复合胶粉；

j)持续冷却，待粘合胶成型后，用草酸调节pH至4.3-6.0；

k)将剩余的水性消泡剂与水按1:1.5配制，加入到粘合胶中，搅拌成品。

作为上述技术方案的一个补充，优选地，在步骤k）中加入防腐剂和防冻剂。

为了验证上述技术方案所得到的粘合剂的性能，通过固体含量、粘度、防冻效果等方面对本发明粘合剂进行测试。按照上述粘合剂的制备方法，可以得到pH值在4.3-6.0的白色胶液。

本发明粘合剂的优点是，没有采用传统的面粉或淀粉作为材料，节省了能源，更加环保；流动性好，不需配备毛刷就可以更方便快捷地涂于墙面、凹凸面、木门、玻璃等位置；填平性好，粘合剂容易充满缝隙，增加粘结性；快速干燥，2分钟可干。

具体实施方式

制备本发明粘合剂的原料中，高岭土易分散悬浮于水中，具有良好的可塑性和粘结性，使得粘合剂在制备的过程中不会过快地沉降、结块；

加入的防冻型PVA聚乙烯醇与甲醛发生缩醛化作用，使各组分交联在一起，同时适合冷冻天气使用；

高粘复合胶粉中，主要成分是工业用淀粉，使用高粘复合胶粉代替面粉和淀粉，可以提高粘合剂的粘度、填充性，同时也降低了成本；

在制备的过程中，也会加入防冻剂，例如乙二醇、丙二醇等，可以防止由于冷冻天气使得粘合剂结冰；

加入防腐剂，例如卡松、苯甲酸钠等，可以防止粘合剂上微生物的生长而腐败。使用中证明本粘合剂能保质2年。

通过以下实施例对本发明的粘合剂配方及制备方法进一步描述：

实施例1

制备1吨的粘合剂，各组分的量如下表：

组分	重量（kg）
		200目高岭土	0
防冻型2099聚乙烯醇	17
		高粘复合胶粉	90
盐酸	5.5
		甲醛	3.2
氨水	5.25
		硼酸	3.5
硼砂	1
		水性消泡剂	0.3
苯甲酸钠	3
		草酸	1.5
余量为水

实施例2

制备1吨的粘合剂，各组分的量如下表：

组分	重量（kg）
		200目高岭土	195
聚乙烯醇	17
		高粘复合胶粉	60
盐酸	5.5
		甲醛	3.2
氨水	5.25
		硼酸	3.5
硼砂	1
		水性消泡剂	0.3
苯甲酸钠	3
		草酸	1.5
余量为水

实施例3

制备1吨的粘合剂，各组分的量如下表：

组分	重量（kg）
		高岭土（膏状，固体含量65%）	227
聚乙烯醇	30
		高粘复合胶粉	110
盐酸	7
		甲醛	6
氨水	7
		硼酸	4
硼砂	1.5
		乙二醇	1.5
硅醚	0.5
		卡松	3

余量为水

实施例1的粘合剂，可按以下步骤制备：

1)将交联剂与大约50℃温水按1：15调和均匀，待用；

2)水注入反应釜中，加热；

3)30℃时，加入PVA聚乙烯醇和0.15kg水性消泡剂，防止溢出；

4)温度达到90℃，停止加热，保温45min；

5)连续加入盐酸和甲醛以进行缩醛反应，调节pH值为1.5-2.0，反应45min；

6)加入氨水反应，调节pH值为4.5-5.0；

7)温度降至88℃，将一半高粘复合胶粉与水按1:1调和均匀，缓慢加入反应釜中；

8)在75℃下，20-30min内缓慢加入步骤a）所调匀的交联剂；

9)在70℃加入剩余的高粘复合胶粉；

10)持续冷却，待粘合胶成型后，用草酸调节pH至4.3-6.0；

11)将0.15kg水性消泡剂与水按1:1.5配制，加入防腐剂到粘合胶中，搅拌成品。

实施例2和3的粘合剂，可按以下步骤制备：

1)将交联剂与大约50℃温水按1：15调和均匀，待用；

2)高岭土和水加入碎泥机中搅拌成糊状，注入反应釜中，加热；

3)35℃时，加入PVA聚乙烯醇和一半量的水性消泡剂，防止溢出；

4)温度达到95℃，停止加热，保温60min；

5)连续加入盐酸和甲醛以进行缩醛反应，调节pH值为1.5-2.0，反应60min；

6)加入氨水反应，调节pH值为4.5-5.0；

7)温度降至90℃，将一半的高粘复合胶粉与水按1:1调和均匀，缓慢加入反应釜中；

8)在73℃下，20-30min内缓慢加入步骤a）所调匀的交联剂；

9)在75℃加入剩余的高粘复合胶粉；

10)持续冷却，待粘合胶成型后，用草酸调节pH至4.3-6.0；

11)将剩余的水性消泡剂与水按1:1.5配制，加入防腐剂、防冻剂到粘合胶中，搅拌成品。

性能测试：

1.旋转粘度计测量粘度

采用美国博勒飞（Brookfield）RVDV-C旋转粘度计对本发明粘合剂进行粘度检测，测量温度为室温25℃±2℃。将实施例1-3配制的粘合剂900ml倒入1L大烧杯中，粘合剂温度与室温一致，粘度计采用1#转子进行检测，其检测范围为13M-100McP（KPa·S）。

样品	粘度（Pa·S）
		实施例1	3200
实施例2	1500
		实施例3	5000

根据实验数据可以看出，本发明粘合剂的粘度大概在1500-5000Pa·S之间，通过控制配方中组分的含量可以满足不同的需求。

2.固体含量检测

固体含量是粘合剂中非挥发性物质的含量，以质量分数表示。固体含量是产生粘接强度的根本因素，也是粘合剂的一项重要指标。采用烘干法就本发明实施例1-3的粘合剂进行测定。

干燥试样的量为1.5g，干燥温度设定为105℃±2℃，干燥180分钟，对干燥前后的试样重量进行测量，其中，每个实施例取样3份，取平均值得出各实施例粘合剂的固体含量。

样品	固体含量（%）
		实施例1	28

实施例2	25
		实施例3	30

根据实验数据可以得出，本发明粘合剂的固体含量为25-30%。

3.干燥时间

本发明粘合剂其中一个优点是可以快速干，通过以下简单的实验进行阐述。

在一5cm²的普通A4纸上，均匀涂覆一层粘合剂（实施例1-3），并粘在另一张普通A4纸上，分别等待0.5min、1min、1.5min、2min、2.5min和3min，尝试撕下，看是否成功。实验温度为室温。

实验证明，等待0.5min后，A4纸还可以分离、撕下，等待1min后，大体上不能从边缘撕下，但由于面积大，中间部分粘合剂还未能完全干。2min后，两张A4纸已不能分离。

4.防冻效果

将实施例1-3各10份，分别置于-10℃、-5℃、0℃、20℃和30℃中，每个温度中放置两份，24小时后，查看结果。

其中，每份粘合剂重量为1.5g。结果显示，在-10℃时，3个实施例中，实施例1和2经过24小时的考验，出现轻微的结冰现象，但不影响使用，其他实施例的粘合剂均无结冰。在-5℃及以上的温度下，三个实施例中均无结冰现象。

Claims

1.一种粘合剂，其特征在于，各组分按重量百分比计为：

其中所述高粘复合胶粉的主要成分是工业用淀粉。

2.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，进一步包括按重量百分比计0％-2.5％的玉米淀粉。

3.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，进一步包括按重量百分比计0.05％-0.15％的防冻剂，所述防冻剂选自乙二醇和丙二醇。

4.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述防腐剂选自卡松和苯甲酸钠。

5.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，按重量百分比计，所述高岭土占0％，所述PVA聚乙烯醇占1.7％，所述高粘复合胶粉占9％，所述盐酸占0.55％，所述甲醛占0.32％，以及所述氨水占0.525％。

6.根据权利要求5所述的粘合剂，其特征在于，所述的粘合剂不包含防冻剂，所述PVA聚乙烯醇选用防冻型2099聚乙烯醇。

7.一种制备前述权利要求中任一项所述粘合剂的方法，其特征在于包括以下步骤：

a)将硼砂和硼酸与温水按1：15调和均匀，制得交联剂，待用；

c)加入PVA聚乙烯醇和一半的消泡剂，防止溢出；

d)温度达到90-95℃，停止加热，保温45-60min；

e)连续加入盐酸或草酸和甲醛以进行缩醛反应，并用盐酸或草酸调节pH值为1.5-2.0，反应45-60min；

f)加入氨水反应，并盐酸或草酸调节pH值为4.5-5.0；

h)20-30min内缓慢加入步骤a)所调匀的交联剂；

i)在70-75℃加入剩余的高粘复合胶粉；

j)持续冷却，待粘合胶成型后，用盐酸或草酸调节pH至4.3-6.0；

k)将剩余的消泡剂与水按1:1.5配制，加入到粘合胶中，加入防腐剂，搅拌成品。