CN103709958A - 低温无硼纸品淀粉胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温无硼纸品淀粉胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂的组分及重量份数为：玉米淀粉100份，水320-400份，高锰酸钾2.3-2.6份，脂肪酸钠0.5-0.8份，草酸2-2.4份，磷酸三丁酯0.3-0.5份，氢氧化钠8-12份，三偏磷酸钠1.2-1.8份，催干剂3-5份，此配方的胶黏剂制作工艺简单，不需加温，从投料到制成成品仅需40-50min，黏合纸箱干燥快、强度高、不跑楞、不吸潮、不泛潮、不泛碱，贮存期长，贮存3个月粘度不变，无发霉、沉淀现象，初粘1-1.5min，全粘5-10min，破坏纤维30-50s，有关理化指标均优于国标要求，可广泛用于普通商品包装瓦楞纸箱和食品包装用瓦楞纸箱等。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶黏剂，特别是一种瓦楞纸板生产线、裱纸、纸箱或纸板等粘合用纸品淀粉胶黏剂。
背景技术
我国瓦楞包装行业是一个规模大、耗能高、污染源大的行业。传统瓦楞纸板生产需要用高温来糊化淀粉生胶进行纸板粘合，通常情况下需要8-12公斤的蒸汽压力，蒸汽大部分通过燃煤锅炉来供应，不仅能耗大，而且燃烧排放物污染环境。
另外，在行业内存在着高强施胶瓦楞纸粘合不良的难题，以及制胶工艺复杂，胶水稳定性差，干燥速度慢、胶膜的耐潮能力差等问题，这成为行业亟待解决的技术难题。
特别是，2010年，欧盟REACH法规把三类含硼物质列入高度关注物质（SVHC），而传统胶黏剂的制备通常都需要加入交联剂硼砂，这导致我国众多产品由于包装等问题不能进入欧洲市场，给我国的外销市场带来不小的冲击。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能使瓦楞纸板等在生产过程中在常温或低温下快速粘合，简化配胶流程，解决高强施胶瓦楞纸粘合不良问题，提高黏胶剂的各项性能指标，无毒无害，减少热能消耗，低碳环保，降低产业综合成本的低温无硼纸品淀粉胶黏剂及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种低温无硼纸品淀粉胶黏剂，该胶黏剂的组分及重量份数为：玉米淀粉100份，水320-400份，作为氧化剂的高锰酸钾2.3-2.6份，作为表面活性剂的脂肪酸钠0.5-0.8份，作为引发剂的草酸2-2.4份，作为消泡剂的磷酸三丁酯0.3-0.5份，作为糊化剂的氢氧化钠8-12份，作为交联剂的三偏磷酸钠1.2-1.8份，催干剂3-5份，其中，催干剂为三聚氰胺-甲醛树脂、轻质碳酸钙、皂土三种物质的混合物，混合物中三聚氰胺-甲醛树脂的重量份数为1-2份，轻质碳酸钙的重量份数为1-1.5份，皂土的重量份数为1-1.5份。
瓦楞纸板生产线单面机专用胶黏剂的组分及重量份数为：
玉米淀粉100份、水380份、高锰酸钾2.4份、脂肪酸钠0.5份、草酸2.2份、磷酸三丁酯0.3份、氢氧化钠11份、三偏磷酸钠1.7份、催干剂5份，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1.5份轻质碳酸钙、1.5份皂土三种物质的混合物。
上述瓦楞纸板生产线单面机专用胶黏剂的制备方法如下：
（1）、向反应釜内加水130份，在搅拌下加入玉米淀粉100份。
（2）、加入草酸2.2份搅拌均匀，将2.4份高锰酸钾溶解在25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应30-35分钟。
（3）、观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后加入200份水进行稀释，将11份氢氧化钠（Na0H）溶解在25份水中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止。
（4）、加入三偏磷酸钠1.7份，搅拌5分钟后，加入催干剂5份与脂肪酸钠0.5份搅拌均匀，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1.5份轻质碳酸钙、1.5份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.3份消去表层泡沫即可。
瓦楞纸板生产线双面机专用胶黏剂的组分及重量份数为：
玉米淀粉100份、水320份、高锰酸钾2.6份、脂肪酸钠0.8份、草酸2份、磷酸三丁酯0.5份、氢氧化钠8份、三偏磷酸钠1.2份、催干剂3份，其中，催干剂为1份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物。
上述瓦楞纸板生产线双面机专用胶黏剂的制备方法如下：
（1）、向反应釜内加水120份，在搅拌下加入玉米淀粉100份。
（2）、加入草酸2份搅拌均匀，将2.6份高锰酸钾溶解在25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应30-35分钟。
（3）、观察溶液，当反应釜内的溶液变成浅棕色后加入150份水进行稀释，将8份氢氧化钠溶解在25份水中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止。
（4）、加入三偏磷酸钠1.2份，搅拌5分钟后，加入催干剂3份与脂肪酸钠0.8份搅拌均匀，其中，催干剂为1份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.5份消去表层泡沫即可。
常用裱纸胶黏剂的组分及重量份数为：
玉米淀粉100份、水400份、高锰酸钾2.3份、脂肪酸钠0.5份、草酸2.4份、磷酸三丁酯0.4份、氢氧化钠12份、三偏磷酸钠1.8份、催干剂4份，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物。
上述常用裱纸胶黏剂的制备方法如下：
（1）、向反应釜内加水150份，在搅拌下加入玉米淀粉100份。
（2）、加入草酸2.4份搅拌均匀，将2.3份高锰酸钾溶解在25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应30-35分钟。
（3）、观察溶液，当反应釜内的溶液变成浅棕色后加入200份水进行稀释，将12份氢氧化钠溶解在25份水中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止。
（4）、加入三偏磷酸钠1.8份，搅拌5分钟后，加入催干剂4份与脂肪酸钠0.5份搅拌均匀，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.4份消去表层泡沫即可。
本发明的有益效果是：本发明的胶黏剂以玉米淀粉为主要原料，采用高锰酸钾作为氧化剂，草酸作为引发剂，使氧化降解反应可在低温或室温下快速进行，并可直观的通过高锰酸钾自身指示剂颜色变化掌握反应终点，制得的胶黏剂质量稳定，贮存期长，贮存3个月粘度不变，无发霉、沉淀现象。
催干剂采用三聚氰胺-甲醛树脂、轻质碳酸钙、皂土的混合物，不用加热干燥，可使胶黏剂中的水分快速挥发，加速纸板粘合，所制瓦楞纸板加压堆码10-15min可随意搬动。
交联剂用三偏磷酸钠替代硼砂，三偏磷酸钠是食品级添加剂，无毒无害，可以满足欧盟对该类产品的要求。
本发明的胶黏剂制作工艺简单，不需加温，从投料到制成成品仅需40-50min，黏合纸箱干燥快、强度高、不跑楞、不吸潮、不泛潮、不泛碱。经测试，初粘1-1.5min，全粘5-10min，破坏纤维30-50s，其有关理化指标均优于国标要求，可广泛用于普通商品包装瓦楞纸箱和食品包装用瓦楞纸箱等。
具体实施方式
一种低温无硼纸品淀粉胶黏剂，该胶黏剂的组分及重量份数为：玉米淀粉100份，水320-400份（在生产过程中分次加入，加入的总量为320-400份），作为氧化剂的高锰酸钾2.3-2.6份，作为表面活性剂的脂肪酸钠0.5-0.8份，作为引发剂的草酸2-2.4份，作为消泡剂的磷酸三丁酯0.3-0.5份，作为糊化剂的氢氧化钠（95%以上固含量）8-12份，作为交联剂的三偏磷酸钠1.2-1.8份，催干剂3-5份，其中，催干剂为三聚氰胺-甲醛树脂、轻质碳酸钙、皂土三种物质的混合物，混合物中三聚氰胺-甲醛树脂的重量份数为1-2份，轻质碳酸钙的重量份数为1-1.5份，皂土的重量份数为1-1.5份。
氢氧化钠作为糊化剂起预糊化及降低糊化温度作用，三偏磷酸钠作为交联剂起增粘、提高初粘力作用，脂肪酸钠作为表面活性剂可以更好地改善粘合剂对纸张的渗透性。
本发明的胶黏剂制作工艺简单，不需加温，从投料到制成成品仅需40-50min，简化配胶流程，能使瓦楞纸板等在常温或低温下快速粘合，黏合纸箱干燥快、强度高、不跑楞、不吸潮、不泛潮、不泛碱。解决高强施胶瓦楞纸粘合不良的问题，提高黏胶剂的各项性能指标，无毒无害，减少热能消耗，低碳环保，能降低产业综合成本。
下面结合三个具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1：瓦楞纸板生产线单面机专用胶黏剂
组分及重量份数为：玉米淀粉100份、水380份、高锰酸钾2.4份、脂肪酸钠0.5份、草酸2.2份、磷酸三丁酯0.3份、氢氧化钠11份、三偏磷酸钠1.7份、催干剂5份，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1.5份轻质碳酸钙、1.5份皂土三种物质的混合物。
上述实施例1配方胶黏剂的制备方法如下：
1、向反应釜内加水130份（常温），在搅拌下加入玉米淀粉100份。
2、加入草酸（H2C2O4）2.2份搅拌均匀，将2.4份高锰酸钾（KMnO4）溶解在约25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应约30-35分钟。
3、观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后加入200份左右水（常温）进行稀释，将11份氢氧化钠（Na0H）溶解在约25份水（常温）中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止。
4、加入三偏磷酸钠1.7份，搅拌约5分钟后，加入催干剂5份与脂肪酸钠0.5份搅拌均匀，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1.5份轻质碳酸钙、1.5份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.3份消去表层泡沫即可。
实施例2：瓦楞纸板生产线双面机专用胶黏剂
组分及重量份数为：玉米淀粉100份、水320份、高锰酸钾2.6份、脂肪酸钠0.8份、草酸2份、磷酸三丁酯0.5份、氢氧化钠8份、三偏磷酸钠1.2份、催干剂3份，其中，催干剂为1份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物。
上述实施例2胶黏剂的制备方法如下：
1、向反应釜内加水120份（常温），在搅拌下加入玉米淀粉100份。
2、加入草酸2份搅拌均匀，将2.6份高锰酸钾溶解在约25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应约30-35分钟。
3、观察溶液，当反应釜内的溶液变成浅棕色后加入150份左右水（常温）进行稀释，将8份氢氧化钠溶解在约25份水（常温）中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止。
4、加入三偏磷酸钠1.2份，搅拌约5分钟后，加入催干剂3份与脂肪酸钠0.8份搅拌均匀，其中，催干剂为1份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.5份消去表层泡沫即可。
实施例3：常用裱纸胶黏剂
组分及重量份数为：玉米淀粉100份、水400份、高锰酸钾2.3份、脂肪酸钠0.5份、草酸2.4份、磷酸三丁酯0.4份、氢氧化钠12份、三偏磷酸钠1.8份、催干剂4份，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物。
上述实施例3胶黏剂的制备方法如下：
1、向反应釜内加水150份（常温），在搅拌下加入玉米淀粉100份。
2、加入草酸2.4份搅拌均匀，将2.3份高锰酸钾溶解在约25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应约30-35分钟。
3、观察溶液，当反应釜内的溶液变成浅棕色后加入200份左右水（常温）进行稀释，将12份氢氧化钠溶解在约25份水（常温）中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止。
4、加入三偏磷酸钠1.8份，搅拌约5分钟后，加入催干剂4份与脂肪酸钠0.5份搅拌均匀，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.4份消去表层泡沫即可。
上述实施例1-3制得的胶黏剂粘结瓦楞纸，测试结果如下：
上述试验的粘合强度测试设备：
电子压缩强度试验仪，产品型号：HSD-B，济南百戈实验仪器有限公司制造。
测试方法：
GB/T 6548-2011 瓦楞纸板粘合强度的测定。
上述的测试结果表明，本发明的胶黏剂初粘1-1.5min，全粘5-10min，破坏纤维30-50s，其有关理化指标均优于国标要求，可广泛用于普通商品包装瓦楞纸箱和食品包装用瓦楞纸箱等。
Claims (7)
1.一种低温无硼纸品淀粉胶黏剂，其特征在于该胶黏剂的组分及重量份数为：玉米淀粉100份，水320-400份，作为氧化剂的高锰酸钾2.3-2.6份，作为表面活性剂的脂肪酸钠0.5-0.8份，作为引发剂的草酸2-2.4份，作为消泡剂的磷酸三丁酯0.3-0.5份，作为糊化剂的氢氧化钠8-12份，作为交联剂的三偏磷酸钠1.2-1.8份，催干剂3-5份，其中，催干剂为三聚氰胺-甲醛树脂、轻质碳酸钙、皂土三种物质的混合物，混合物中三聚氰胺-甲醛树脂的重量份数为1-2份，轻质碳酸钙的重量份数为1-1.5份，皂土的重量份数为1-1.5份。
2.根据权利要求1所述的低温无硼纸品淀粉胶黏剂，其特征在于瓦楞纸板生产线单面机专用胶黏剂的组分及重量份数为：玉米淀粉100份、水380份、高锰酸钾2.4份、脂肪酸钠0.5份、草酸2.2份、磷酸三丁酯0.3份、氢氧化钠11份、三偏磷酸钠1.7份、催干剂5份，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1.5份轻质碳酸钙、1.5份皂土三种物质的混合物。
3.一种如权利要求2所述胶黏剂的制备方法，其特征在于该胶黏剂常温下的制备方法如下：
（1）、向反应釜内加水130份，在搅拌下加入玉米淀粉100份；
（2）、加入草酸2.2份搅拌均匀，将2.4份高锰酸钾溶解在25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应30-35分钟；
（3）、观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后加入200份水进行稀释，将11份氢氧化钠溶解在25份水中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止；
（4）、加入三偏磷酸钠1.7份，搅拌5分钟后，加入催干剂5份与脂肪酸钠0.5份搅拌均匀，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1.5份轻质碳酸钙、1.5份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.3份消去表层泡沫即可。
4.根据权利要求1所述的低温无硼纸品淀粉胶黏剂，其特征在于瓦楞纸板生产线双面机专用胶黏剂的组分及重量份数为：玉米淀粉100份、水320份、高锰酸钾2.6份、脂肪酸钠0.8份、草酸2份、磷酸三丁酯0.5份、氢氧化钠8份、三偏磷酸钠1.2份、催干剂3份，其中，催干剂为1份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物。
5.一种如权利要求4所述胶黏剂的制备方法，其特征在于该胶黏剂常温下的制备方法如下：
（1）、向反应釜内加水120份，在搅拌下加入玉米淀粉100份；
（2）、加入草酸2份搅拌均匀，将2.6份高锰酸钾溶解在25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应30-35分钟；
（3）、观察溶液，当反应釜内的溶液变成浅棕色后加入150份水进行稀释，将8份氢氧化钠溶解在25份水中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止；
（4）、加入三偏磷酸钠1.2份，搅拌5分钟后，加入催干剂3份与脂肪酸钠0.8份搅拌均匀，其中，催干剂为1份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.5份消去表层泡沫即可。
6.根据权利要求1所述的低温无硼纸品淀粉胶黏剂，其特征在于常用裱纸胶黏剂的组分及重量份数为：玉米淀粉100份、水400份、高锰酸钾2.3份、脂肪酸钠0.5份、草酸2.4份、磷酸三丁酯0.4份、氢氧化钠12份、三偏磷酸钠1.8份、催干剂4份，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物。
7.一种如权利要求6所述胶黏剂的制备方法，其特征在于该胶黏剂常温下的制备方法如下：
（1）、向反应釜内加水150份，在搅拌下加入玉米淀粉100份；
（2）、加入草酸2.4份搅拌均匀，将2.3份高锰酸钾溶解在25份40-70℃热水中制成高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液慢慢滴入反应釜，滴入后反应釜内的溶液呈深棕色，搅拌反应30-35分钟；
（3）、观察溶液，当反应釜内的溶液变成浅棕色后加入200份水进行稀释，将12份氢氧化钠溶解在25份水中制成氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液缓慢加入反应釜内，搅拌至胶液透明为止；
（4）、加入三偏磷酸钠1.8份，搅拌5分钟后，加入催干剂4份与脂肪酸钠0.5份搅拌均匀，其中，催干剂为2份三聚氰胺-甲醛树脂、1份轻质碳酸钙、1份皂土三种物质的混合物，最后加入磷酸三丁酯0.4份消去表层泡沫即可。
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