CN103937428B - 一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法，通过加入氧化剂次氯酸钠，在弱碱性条件下，将淀粉分子内的羟基氧化为羧基，它不但能增强与纸纤维的粘合力,并且可使直链淀粉的凝沉性趋向降低，减至最低限度,从而保持粘度的稳定性。同时，加入醋酸乙烯酯乳液中可以提高分子链的交联度和耐水性。同时在本发明胶黏剂使用干燥过程中，这些高分子乳液可与玉米淀粉分子相互交织，组成更大的网络，有利于增加粘接强度；形成一层密实的薄膜，使胶液不向纸内渗透，同时这些高分子乳液的憎水基团有利于水分的挥发，加快干燥速度。
Description
技术领域
本发明属于通用型天然胶粘剂技术领域，具体涉及一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法。
背景技术
淀粉胶粘剂作为通用型天然胶粘剂已越来越受到人们的重视，这主要是基于以下两个原因：第一，淀粉是一类资源多、价格便宜、用途广泛的天然高分子材料，具有无毒、无异味、无污染的特点；第二，随着石油资源的日益减少，给以石油为原料的化工产品构成了威胁，从而促使国内外研究工作者竞相寻找代用品，作为天然资源极其丰富的农副产品自然地引起了人们的兴趣。但普通的玉米淀粉胶经常存在着粘接强度低，质量不稳定，贮存期短，贮存时易发生分子间缔合，流动性差，耐水性差，潮湿环境下容易吸潮开胶,颜色深等缺陷，不利于淀粉胶的推广和使用。但将淀粉进行化学、物理等方法改性后制备胶黏剂就可以克服这些缺点。
目前工业上多先用次氯酸钠对淀粉胶进行氧化处理，在氧化的同时，为保证稳定性，还会加入交联剂进行复合改性；或者加入各种填料使胶样性能得到改善。但是淀粉是由分子量大，结构复杂的葡萄糖单元分子组成的链状结构高聚物，每个葡萄糖分子的在C2、C3和C6上各有一个羟基，因此淀粉中含有大量羟基，很容易与水分子结合，从而降低粘接强度，耐水性差；而且这些羟基间会形成大量氢键，并重新形成微晶束，体系粘度增加，流动性变差，甚至产生凝沉。这样在工艺上就较为复杂，工业化生产时耗时较长；而且各类填料的加入会使胶膜较硬，不易涂布，易脱胶，同时也会造成成本的增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法。
为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：
一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法，是由以下原料和方法制备而成，
原料组成为，以质量份为计：
玉米淀粉23～26份次氯酸钠2～5份焦亚硫酸钠0.4～0.7份聚乙烯醇16～20份过硫酸盐引发剂0.2～0.6份乳化剂op-100.2～0.6份醋酸乙烯50～60份邻苯二甲酸二丁酯4～6份；
其制备方法为：
a、氧化淀粉乳的制备：
a.1、在室温下，去离子水中加入玉米淀粉搅拌制成淀粉乳待用；
a.2、将制成的淀粉乳升温至48～52℃后加入氢氧化钠溶液调节pH为9～10；
a.3、在48～52℃的条件下向调节好pH的淀粉乳中滴加在次氯酸钠发生氧化反应，反应时间为1～1.5小时后加入焦亚硫酸钠终止反应，降温至40℃以下，用盐酸调节pH为6～6.5制得氧化淀粉乳，备用；
b、玉米淀粉胶黏剂制备
b.1、室温下，去离子水中加入聚乙烯醇，搅拌升温至80～90℃使之完全溶解制得聚乙烯醇水溶液；
b.2、用去离子水将过硫酸盐引发剂溶解，制成引发剂溶液，备用；
b.3、将制得的聚乙烯醇水溶液降温至80～85℃后加入乳化剂op-10，然后降温至70～80℃后加入1/3引发剂溶液，反应5～10分钟后滴加醋酸乙烯和剩余引发剂溶液，醋酸乙烯和引发剂溶液要求在2～2.5小时滴加完，滴加完升温至80～85℃保温1小时；
b.4、将上述步骤a.3中制备好的氧化淀粉乳加入b.3中制备的反应液中，在80～85℃糊化30～60分钟；
b.5、糊化后的氧化淀粉乳降温至60℃以下，加入邻苯二甲酸二丁酯，然后用氢氧化钠溶液调节pH值为5～7，最后用聚醋酸乙烯酯乳液调节胶样粘度后包装出料。
所制备的产品技术指标为：外观为白色均匀粘稠液体；30℃下粘度为20000～30000mpa.s，固含量为25%，pH值为5～7，强度大于2MPa。
本发明通过加入氧化剂次氯酸钠，在弱碱性条件下，将淀粉分子内的羟基氧化为羧基，它不但能增强与纸纤维的粘合力,并且可使直链淀粉的凝沉性趋向降低，减至最低限度,从而保持粘度的稳定性。同时，加入醋酸乙烯酯乳液中可以提高分子链的交联度和耐水性。在本发明胶黏剂使用干燥过程中，这些高分子乳液可与玉米淀粉分子相互交织，组成更大的网络，有利于增加粘接强度；形成一层密实的薄膜，使胶液不向纸内渗透，同时这些高分子乳液的憎水基团有利于水分的挥发，加快干燥速度。本发明具有以下优点：1、氧化时只加入氧化剂进行轻度氧化，不进行复合改性，工艺较现有工艺简单。2、改性时不加入其他填料，胶膜饱满度较好，不会产生硬块、脱胶。3、在传统醋酸乙烯生产工艺过程中加入氧化淀粉，进行糊化，即可增加胶样的粘接强度，同时能提高固含量，降低成本。
具体实施方式
实施例1
一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法，其步骤为：
a、氧化淀粉乳的制备：
a.1、在室温下，50kg去离子水中加入23kg玉米淀粉搅拌制成淀粉乳待用；
a.2、将制成的淀粉乳升温至52℃后加入氢氧化钠溶液调节pH为10；
a.3、在52℃的条件下向调节好pH的淀粉乳中滴加5kg次氯酸钠发生氧化反应，反应时间为1小时后加入0.7kg焦亚硫酸钠终止反应，降温至40℃以下，用盐酸调节pH为6.5制得氧化淀粉乳，备用；
b、玉米淀粉胶黏剂制备
b.1、室温下，260kg去离子水中加入16kg聚乙烯醇，搅拌升温至90℃使之完全溶解制得聚乙烯醇水溶液；
b.2、用7kg去离子水将0.6kg过硫酸盐引发剂溶解，制成引发剂溶液，备用；
b.3、将制得的聚乙烯醇水溶液降温至85℃后加入0.2kg乳化剂op-10，然后降温至70℃后加入1/3引发剂溶液，反应5分钟后匀速滴加60kg醋酸乙烯和剩余2/3引发剂溶液，醋酸乙烯和引发剂溶液要求在2小时滴加完，滴加完升温至85℃保温1小时；
b.4、将上述步骤a.3中制备好的氧化淀粉乳加入b.3中制备的反应液中，在80℃糊化60分钟；
b.5、糊化后的氧化淀粉乳降温至60℃以下，加入6kg邻苯二甲酸二丁酯，然后用氢氧化钠溶液调节pH值为5，最后用聚醋酸乙烯酯乳液调节胶样粘度在30℃为20000mpa.s后包装出料。
实施例2
一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法，其步骤为：
a、氧化淀粉乳的制备：
a.1、在室温下，45kg去离子水中加入26kg玉米淀粉搅拌制成淀粉乳待用；
a.2、将制成的淀粉乳升温至48℃后加入氢氧化钠溶液调节pH为9；
a.3、在48℃的条件下向调节好pH的淀粉乳中滴加2kg次氯酸钠发生氧化反应，反应时间为1.5小时后加入0.4kg焦亚硫酸钠终止反应，降温至40℃以下，用盐酸调节pH为6制得氧化淀粉乳，备用；
b、玉米淀粉胶黏剂制备
b.1、室温下，240kg去离子水中加入20kg聚乙烯醇，搅拌升温至80℃使之完全溶解制得聚乙烯醇水溶液；
b.2、用10kg去离子水将0.2kg过硫酸盐引发剂溶解，制成引发剂溶液，备用；
b.3、将制得的聚乙烯醇水溶液降温至80℃后加入0.6kg乳化剂op-10，然后降温至80℃后加入1/3引发剂溶液，反应10分钟后匀速滴加50kg醋酸乙烯和剩余引发剂溶液，醋酸乙烯和引发剂溶液要求在2.5小时滴加完，滴加完升温至80℃保温1小时；
b.4、将上述步骤a.3中制备好的氧化淀粉乳加入b.3中制备的反应液中，在85℃糊化30分钟；
b.5、糊化后的氧化淀粉乳降温至60℃以下，加入4kg邻苯二甲酸二丁酯，然后氢氧化钠溶液调节PH值为7，最后用聚醋酸乙烯酯乳液调节胶样粘度在30℃为20000mpa.s后包装出料。
实施例3
一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法，其步骤为：
a、氧化淀粉乳的制备：
a.1、在室温下，45kg去离子水中加入26kg玉米淀粉搅拌制成淀粉乳待用；
a.2、将制成的淀粉乳升温至50℃后加入氢氧化钠溶液调节pH为9；
a.3、在50℃的条件下向调节好pH的淀粉乳中滴加3kg次氯酸钠发生氧化反应，反应时间为1.5小时后加入0.5kg焦亚硫酸钠终止反应，降温至40℃以下，用盐酸调节pH为6制得氧化淀粉乳，备用；
b、玉米淀粉胶黏剂制备
b.1、室温下，240kg去离子水中加入28kg聚乙烯醇，搅拌升温至80℃使之完全溶解制得聚乙烯醇水溶液；
b.2、用10kg去离子水将0.4kg过硫酸盐引发剂溶解，制成引发剂溶液，备用；
b.3、将制得的聚乙烯醇水溶液降温至80℃后加入0.4kg乳化剂op-10，然后降温至80℃后加入1/3引发剂溶液，反应8分钟后匀速滴加55kg醋酸乙烯和剩余引发剂溶液，醋酸乙烯和引发剂溶液要求在2.5小时滴加完，滴加完升温至80℃保温1小时；
b.4、将上述步骤a.3中制备好的氧化淀粉乳加入b.3中制备的反应液中，在85℃糊化30分钟；
b.5、糊化后的氧化淀粉乳降温至60℃以下，加入5kg邻苯二甲酸二丁酯，然后氢氧化钠溶液调节pH值为6，最后用聚醋酸乙烯酯乳液调节胶样粘度在30℃为30000mpa.s后包装出料。
Claims (1)
1.一种改性玉米淀粉胶黏剂的制备方法，是由以下原料和方法制备而成，
原料组成为，以质量份为计：
玉米淀粉23～26份次氯酸钠2～5份焦亚硫酸钠0.4～0.7份
聚乙烯醇16～20份过硫酸盐引发剂0.2～0.6份乳化剂op-100.2～0.6份醋酸乙烯50～60份邻苯二甲酸二丁酯4～6份；
其制备方法为：
a、氧化淀粉乳的制备：
a.1、在室温下，去离子水中加入玉米淀粉搅拌制成淀粉乳待用；
a.2、将制成的淀粉乳升温至48～52℃后加入氢氧化钠溶液调节pH为9～10；
a.3、在48～52℃的条件下向调节好pH的淀粉乳中滴加在次氯酸钠发生氧化反应，反应时间为1～1.5小时后加入焦亚硫酸钠终止反应，降温至40℃以下，用盐酸调节pH为6～6.5制得氧化淀粉乳，备用；
b、玉米淀粉胶黏剂制备
b.1、室温下，去离子水中加入聚乙烯醇搅拌升温至80～90℃使之完全溶解制得聚乙烯醇水溶液；
b.2、用去离子水将过硫酸盐引发剂溶解制成引发剂溶液，备用；
b.3、将制得的聚乙烯醇水溶液降温至80～85℃后加入乳化剂op-10，然后降温至70～80℃后加入1/3引发剂溶液，反应5～10分钟后滴加醋酸乙烯和剩余引发剂，醋酸乙烯和引发剂溶液要求在2～2.5小时滴加完，滴加完升温至80～85℃保温1小时；
b.4、将上述步骤a.3中制备好的氧化淀粉乳加入b.3中制备的反应液中，在80～85℃糊化30～60分钟；
b.5、糊化后的氧化淀粉乳降温至60℃以下，加入邻苯二甲酸二丁酯，然后用氢氧化钠溶液调节pH值为5～7，最后用聚醋酸乙烯酯乳液调节胶样粘度后包装出料。
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