CN106010358A

CN106010358A - 一种粘合剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN106010358A
Application number: CN201610510489.6A
Authority: CN
Inventors: 李中顺
Original assignee: KUNSHAN MINGPENG PAPER INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: KUNSHAN MINGPENG PAPER INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种粘合剂及其制备方法和应用。本发明的粘合剂，按质量份计，包括以下原料：70～80份的淀粉、10～20份的预糊化淀粉、1～3份的水溶性树脂、2～3份的纯碱、2～3份的热熔性树脂、3～5份的低温干燥剂、1～3份的硼砂、1～3份的稳定剂、280～300份的水；通过粘合剂原料的筛选以及各种原料配比的调节，本发明制备的粘合剂，糊化温度低、粘结强度大。本发明的粘合剂的制备方法，操作简单，制备得到的粘合剂的糊化温度低、粘结强度大、稳定性好，粘合剂低的糊化温度，以及低的能耗使其可广泛应用于瓦楞纸板的制造。

Description

一种粘合剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及粘合剂技术领域，尤其涉及一种粘合剂及其制备方法和应用。

背景技术

由于淀粉用作粘合剂具有环保、价格低廉、粘结性能高、固化时间短等优点，瓦楞纸行业应用的粘合剂，一般是运用淀粉与碱发生胶状质变化反应形成的粘合剂，配方构成大体是淀粉、水、碱、稳定剂等的混合液。但是，现有技术中制备的淀粉粘合剂的糊化温度高，粘结强度不佳；另外，粘合剂用于瓦楞纸板的生产线中通常需要蒸汽加热升温，来达到粘合剂的糊化温度以及粘合过程中的热能补给，能耗较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种粘合剂，糊化温度低、粘结强度大。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种粘合剂，按质量份计，包括以下原料：

淀粉70～80份，例如70份、71份、72份、79份、80份；

预糊化淀粉10～20份，例如10份、11份、19份、20份；

水溶性树脂1～3份，例如1份、1.5份、2份、2.5份、3份；

纯碱2～3份，例如2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3份；

热熔性树脂2～3份，例如2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3份；

低温干燥剂3～5份，例如3份、3.5份、4份、4.5份、5份；

硼砂1～3份，例如1份、1.5份、2份、2.5份、3份；

稳定剂1～3份，例如1份、1.5份、2份、2.5份、3份；

水280～300份，例如280份、285份、290份、295份、300份。

优选地，一种粘合剂，按质量份计，包括以下原料：

淀粉73～78份，例如73份、74份、75份、76份、77份、78份；

预糊化淀粉12～18份，例如12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份；

水溶性树脂1.5～2.5份，例如1.5份、1.6份、1.8份、2.1份、2.4份、2.5份；

纯碱2.2～2.6份，例如2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份；

热熔性树脂2.2～2.8份，例如2.2份、2.3份、2.4份、2.6份、2.7份、2.8份；

低温干燥剂3.5～4.5份，例如3.5份、3.6份、3.7份、3.8份、4.1份、4.3份、4.4份、4.5份；

硼砂1.5～2.5份，例如1.5份、1.7份、1.8份、1.9份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份；

稳定剂1.5～2.5份，例如1.5份、1.7份、1.8份、1.9份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份；

水285～295份，例如285份、287份、289份、291份、293份、295份。

淀粉在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同，一般60～80℃)在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。本发明采用的预糊化淀粉是一种加工简单，用途广泛的变性淀粉，应用时只要用冷水调成糊，免除了加热糊化的麻烦。广泛应用于医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。预糊化淀粉具有快速溶于冷水而形成高粘度淀粉糊的特性。本发明的淀粉可以为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉等本领域常用的淀粉。

其中，所述水溶性树脂为脲醛树脂或聚乙烯醇树脂。水溶性树脂可与水以任意比例相溶，且粘度低、固含量高、气味小，具有良好的流平性，兼顾了特种有机硅树脂的超耐候性及丙烯酸树脂的高装饰性。脲醛树脂较易固化，固化后的树脂无毒、无色、耐光性好，长期使用不变色，热成型时也不变色，可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。聚乙烯醇树脂系列产品系白色固体，外型分絮状、颗粒状、粉状三种；无毒无味、无污染，可在80～90℃水中溶解，其水溶液有很好的粘接性和成膜性；能耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶剂；具有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质。本发明中所用的水溶性树脂为脲醛树脂或聚乙烯醇树脂，脲醛树脂、聚乙烯醇树脂会大大缩短粘合剂的干燥时间，因其分子链中有憎水基团有利于粘合剂中溶剂水分子的挥发，但是需要控制其用量来节省粘合剂的成本。

热熔性树脂是一种可塑性的粘合剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。热熔性树脂本身系固体，无溶剂、无污染、无毒型，便于包装、运输、存储；具有生产工艺简单、黏合强度大、速度快等优点。其中，所述热熔性树脂为C5石油树脂或C9石油树脂。石油树脂是近年来新开发的一种化工产品，由于其有价格低廉、混溶性好、熔点低、耐水、耐乙醇和化学品等优点，并有调节粘性和热稳定性好的特点，可广泛用于橡胶、胶粘剂、涂料、造纸、油墨等多种行业和领域。石油树脂一般不单独使用，而是作为促进剂、调节剂、改性剂和其它树脂一起使用。由于石油树脂具有很好的粘接性，在粘合剂和压敏胶带中加入石油树脂能够提高粘合剂的粘合力、耐酸性、耐碱性以及耐水性，并且能够有效地降低生产成本。本发明选用了C5石油树脂或C9石油树脂，C5石油树脂的平均分子量为1000～2500，具有良好的增粘性、耐热性、安定性、耐水性、耐酸碱性，与其他添加树脂的相容性好，常用作热熔胶的增粘树脂；C9石油树脂的分子量小于2000，一般不作为材料单独使用，由于C9石油树脂的结构中不含极性基团，具有良好的耐水性、耐酸碱性、耐候性和耐光老化性，在有机溶剂中的溶解性好，与其他树脂的相容性好，还具有脆性、增粘性、粘结性和可塑性，主要用于涂料、橡胶助剂和胶粘剂等领域起增粘作用。

其中，所述低温干燥剂为轻质CaCO₃或高岭土。干燥剂将粘合剂中部分溶剂水转化为胶膜的一部分，从而提高固化速度。

硼砂的加入，使生淀粉在加热时吸收所有可供吸收的水份，使淀粉胶化时产生适当的粘性和韧性，起到缓冲剂的作用。硼砂也有粉状和粒状之分，细粒状的硼砂最好。硼砂的添加量有一定的限度，否则的话，会影响淀粉的膨胀，胶化的浆糊会变脆，干燥时呈粉末状态，因此应合理控制硼砂的用量。优选地，本发明的稳定剂可以为硫酸铝。

本发明的目的之二在于提供一种粘合剂的制备方法，该制备方法操作简单，制备得到的粘合剂的糊化温度低、粘结强度大、稳定性好，包括以下步骤：按质量份计，

1)在反应釜中加入280～300份的水，加热；

2)称取1～1.5份的纯碱，用水溶解后缓慢置入反应釜中，搅拌均匀，完成第一次加碱；

3)称取70～80份的淀粉、10～20份的预糊化淀粉、1～3份的水溶性树脂和2～3份的热熔性树脂，搅拌均匀后置入反应釜，继续搅拌；

4)称取1～1.5份的纯碱，用水溶解后缓慢置入反应釜中，搅拌均匀，完成第二次加碱；

5)经流出杯式粘度测量，达到第一流出时间后，加入1～3份的稳定剂，再加入1～3份的硼砂、3～5份的低温干燥剂，快速搅拌，至达到第二流出时间后停止搅拌，制得粘合剂。

其中，步骤1)中所述加热的温度为28～32℃；

步骤3)中，搅拌的时间为5～10min，所述搅拌的速度为960r/min。

其中，步骤2)和步骤4)中，所述纯碱用水溶解，所述纯碱与水的质量比为1:3；

步骤2)和步骤4)中，所述搅拌的速度均为960r/min。

其中，步骤5)中，所述第一流出时间为25s，所述第二流出时间为26s。

本发明的目的之三在于提供一种粘合剂在瓦楞纸板制造中的应用，相比于现有技术中的粘合剂的糊化温度为60～65℃，本发明制备的粘合剂在50～53℃的温度下就能糊化，本发明的粘合剂糊化温度降低，粘合剂在使用时对其加热处理的能耗降低，使其适用条件更广泛；将粘合剂涂于瓦楞纸板上粘合后，在后续的干燥过程中，从原来的高温180～190℃的蒸汽加热降低至120～130℃的蒸汽加热，大大降低了加工过程中的能耗。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的粘合剂，按质量份计，包括以下原料：70～80份的淀粉、10～20份的预糊化淀粉、1～3份的水溶性树脂、2～3份的纯碱、2～3份的热熔性树脂、3～5份的低温干燥剂、1～3份的硼砂、1～3份的稳定剂、280～300份的水；通过粘合剂原料的筛选以及各种原料配比的调节，本发明制备的粘合剂，糊化温度低、粘结强度大。

本发明的粘合剂的制备方法，操作简单，制备得到的粘合剂的糊化温度低、粘结强度大、稳定性好，粘合剂低的糊化温度，以及低的能耗使其可广泛应用于瓦楞纸板的制造。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

本发明采用流出杯式粘度测量方法，使用椿桦标准杯测量粘合剂的流出时间来考量粘合剂的粘度。使用过程简介如下：使用前后应选用合适的溶剂擦拭干净。使用时选择椿桦标准杯，以便将流出的时间控制在20～35秒之间。测量时，将杯体浸入容器的原料中1～5分钟，使杯体达到热平衡，将杯体从原料中垂直提起，动作需快而平稳。从杯体上端离开液面起计时。液体流出时应保持杯体垂直，与液面距离不超过150mm。当出现第一个断点时停止计时，此时流出时间的秒数表示一定大小的粘度值。两次测定值之差应小于平均值的5％。

实施例1

在反应釜中加入水300kg，加热至31℃；取1.5kg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并搅拌均匀；再秤75kg淀粉、15kg预糊化淀粉、2kg水溶性树脂和3kg热熔性树脂搅拌均匀，一起加入反应釜再搅拌5min，转速控制在960r/min；再取1.5kg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并再搅拌10min，控制转速960r/min，经椿桦标准杯测量，当流出时间为25s时，加入1kg硫酸铝，稳定粘度不变化；最后取1kg硼砂、3kg的低温干燥剂加入反应釜中，再快速搅拌10min，控制转速960r/min，当流出时间为26s时停止搅拌，制备成粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦楞纸板的粘合，测得其糊化温度为51℃，将粘合剂涂于瓦楞纸上后续干燥温度为120℃，经粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为680N/m²。

实施例2

在反应釜中加入水280kg，加热至29℃；取1kg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并搅拌均匀；再秤70kg淀粉、20kg预糊化淀粉、1kg水溶性树脂和2kg热熔性树脂搅拌均匀，一起加入反应釜再搅拌5min，转速控制在960r/min；再取1kg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并再搅拌10min，控制转速960r/min，经椿桦标准杯测量，当流出时间为25s时，加入1kg硫酸铝，稳定粘度不变化；最后取2kg硼砂、4kg的低温干燥剂加入反应釜中，再快速搅拌10min，控制转速960r/min，当流出时间为26s时停止搅拌，制备成粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦楞纸板的粘合，测得其糊化温度为53℃，将粘合剂涂于瓦楞纸上后续干燥温度为125℃，经粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为570N/m²。

实施例3

在反应釜中加入水300kg，加热至30℃；取2kg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并搅拌均匀；再秤80kg淀粉、15kg预糊化淀粉、2.5kg水溶性树脂和3kg热熔性树脂搅拌均匀，一起加入反应釜再搅拌5min，转速控制在960r/min；再取2kg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并再搅拌10min，控制转速960r/min，经椿桦标准杯测量，当流出时间为25s时，加入3kg硫酸铝，稳定粘度不变化；最后取2kg硼砂、4kg低温干燥剂加入反应釜中，再快速搅拌10min，控制转速960r/min，当流出时间为26s时停止搅拌，制备成粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦楞纸板的粘合，测得其糊化温度为52℃，将粘合剂涂于瓦楞纸上后续干燥温度为130℃，经粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为540N/m²。

对比例

按现有技术的粘合剂的配方，在反应釜中加入水200kg，加热至50℃；取1.5kg苛性钠按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并搅拌均匀；再秤50kg淀粉搅拌均匀，一起加入反应釜再搅拌5min，转速控制在960r/min；再取1.5kg苛性钠按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并再搅拌10min，控制转速960r/min，加入3kg硫酸铝、硼砂2kg加入反应釜中，再快速搅拌10min，控制转速960r/min，制备成粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦楞纸板的粘合，测得其糊化温度为76℃，将粘合剂涂于瓦楞纸上后续干燥温度为185℃，经粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为460N/m²。

本发明制备的粘合剂，糊化温度低、粘结强度大，可广泛应用于瓦楞纸板的制造。相比于现有技术中的粘合剂的糊化温度为60～65℃，本发明制备的粘合剂在50～53℃的温度下就能糊化，本发明的粘合剂糊化温度降低，粘合剂在使用时对其加热处理的能耗降低，使其适用条件更广泛；将粘合剂涂于瓦楞纸板上粘合后，在后续的干燥过程中，从原来的高温180～190℃的蒸汽加热降低至120～130℃的蒸汽加热，大大降低了加工过程中的能耗。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种粘合剂，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：

2.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：

3.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述水溶性树脂为脲醛树脂或聚乙烯醇树脂。

4.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述热熔性树脂为C5石油树脂或C9石油树脂。

5.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述低温干燥剂为轻质CaCO₃或高岭土。

6.一种如权利要求1所述的粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按质量份计，

1)在反应釜中加入280～300份的水，加热；

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述加热的温度为28～32℃；

步骤3)中，搅拌的时间为5～10min，所述搅拌的速度为960r/min。

8.根据权利要求6所述的粘合剂，其特征在于，步骤2)和步骤4)中，所述纯碱用水溶解，所述纯碱与水的质量比为1:3；

步骤2)和步骤4)中，所述搅拌的速度均为960r/min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述第一流出时间为25s，所述第二流出时间为26s。

10.一种如权利要求1所述的粘合剂在瓦楞纸板制造中的应用。