CN106749708A - 磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂及其制备方法,它包括以下重量份数的原料组成：木薯淀粉100份；水390‑450份，作为氧化剂的高锰酸钾1.8‑2.2份和98%浓硫酸9‑11份，作为催化剂的氧化锌0.1‑0.3份，作为交联剂的硼砂1.7‑3.8份，作为干燥剂的高岭土5.6‑8.3份，作为酯化剂的磷酸二氢钠7‑9份和磷酸氢二钠7‑9份，作为防腐剂的苯甲酸钠0.5‑1.5份。方法步骤为先配置溶液，再向反应釜内加入剩余的水，在搅拌下加入上述份量的木薯淀粉，将淀粉溶液加热到63℃，向反应釜内加入上述份量98%的浓硫酸，搅匀后缓慢滴入配置好的高锰酸钾溶液，溶液呈棕色，再加入上述份量的氧化锌粉末，搅拌反应40分钟，最后向反应釜内依次加入8.3份高岭土、全部的硼砂溶液与苯甲酸钠溶液，恒温63℃搅拌10分钟即可。

Description

磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种淀粉粘合剂技术领域，特别涉及纸品用胶包含瓦楞纸板生产线用胶、裱纸用胶、纸箱纸盒粘合用胶的淀粉胶黏剂及其制备方法。
背景技术
我国纸类用胶种类繁多，其中淀粉胶黏剂原料易得、成本较低、制作工艺易控制，可替代聚乙烯醇、白乳胶等化学用胶。但目前淀粉胶黏剂普遍还存在粘合强度不高、干燥速度慢、耐水性差、有效储存期短等问题，这成为行业亟待解决的技术难题。
目前常采用氧化、糊化、交联等方法来改性淀粉胶黏剂，但还存在一定问题，比如改性效果不显著、可操作性差、成本高等，仍然使其应用范围受到限制。
为克服上述技术缺陷，我研制了一种磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂及其制备方法。
发明内容
本发明的目的所要解决的技术问题是要提供一种制作工艺环保、粘合强度高、干燥速度快、耐水性好、储存期长等综合性能优良的木薯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：一种磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂，它包括以下重量份数的原料组成：木薯淀粉100份；水390-450份，作为氧化剂的高锰酸钾1.8-2.2份和98％浓硫酸9-11份，作为催化剂的氧化锌0.1-0.3份，作为交联剂的硼砂1.7-3.8份，作为干燥剂的高岭土5.6-8.3份，作为酯化剂的磷酸二氢钠7-9份和磷酸氢二钠7-9份，作为防腐剂的苯甲酸钠0.5-1.5份。
进一步地，木薯淀粉100份；水390份，高锰酸钾1.8份，98％浓硫酸9份，氧化锌0.1份，硼砂1.7份，高岭土5.6份，磷酸二氢钠7份，磷酸氢二钠7份，苯甲酸钠0.5份。
进一步地，木薯淀粉100份；水410份，高锰酸钾2.1份，98％浓硫酸10份，氧化锌0.2份，硼砂2.5份，高岭土7.2份，磷酸二氢钠8份，磷酸氢二钠8份，苯甲酸钠0.9份。
进一步地，木薯淀粉100份；水450份，高锰酸钾2.2份，98％浓硫酸11份，氧化锌0.3份，硼砂3.8份，高岭土8.3份，磷酸二氢钠9份，磷酸氢二钠9份，苯甲酸钠1.5份。
上述胶黏剂的制备方法,包括如下步骤：
a.配置溶液：将上述份量的高锰酸钾与水按重量比1:20、硼砂与水按重量比1:20、磷酸二氢钠与水按重量比1:10、磷酸氢二钠与水按重量比1:10、苯甲酸钠与水按重量比1:10在常温下分别制成溶液待用；
b.向反应釜内加入剩余的水，在搅拌下加入上述份量的木薯淀粉，将淀粉溶液加热到63℃，向反应釜内加入上述份量98％的浓硫酸，搅匀后缓慢滴入配置好的高锰酸钾溶液，溶液呈棕色，再加入上述份量的氧化锌粉末，搅拌反应40分钟；
c.观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后依次加入配置好的磷酸二氢钠溶液与磷酸氢二钠溶液，恒温63℃搅拌反应20分钟；
d.向反应釜内依次加入上述份量的高岭土、配置好的硼砂溶液与苯甲酸钠溶液，恒温63℃搅拌10分钟即可。
本发明的有益效果是：本发明的纸品胶粘剂以淀粉为主要原料，采用热制氧化工艺与磷酸酯化相结合的方法，酸性磷酸盐与淀粉分子中的羟基发生酯化反应，从而改善胶黏剂的粘合性、成膜性和分散性，使胶黏剂的干燥速度和胶黏抗水性有明显提高。另外该胶黏剂制作工艺过程无环境污染，氧化终点易于判断，产品粘结力强、流动性好、质量稳定、储存期长，相关理化指标均优于国标要求，可广泛用于瓦楞纸板生产线和其它纸制品粘结，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
实施例1：
一种磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂的组分及重量份数为：木薯淀粉100份；水390份，高锰酸钾1.8份，98％浓硫酸9份，氧化锌0.1份，硼砂1.7份，高岭土5.6份，磷酸二氢钠7份，磷酸氢二钠7份，苯甲酸钠0.5份。
制备方法如下：
a.配置溶液：将1.8份高锰酸钾加36份水在常温下溶解、硼砂1.7份加34份水常温溶解、磷酸二氢钠7份加70份水常温溶解、磷酸氢二钠7份加70份水常温溶解、苯甲酸钠0.5份加5份水常温溶解，分别制成溶液待用。
b.向反应釜内加入剩余的175份水，在搅拌下加入100份木薯淀粉，将淀粉溶液加热到63℃，向反应釜内加入9份98％的浓硫酸，搅匀后缓慢滴入全部的高锰酸钾溶液，溶液呈棕色，再加入0.1份氧化锌粉末，搅拌反应40分钟。
c.观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后依次加入全部的磷酸二氢钠溶液与磷酸氢二钠溶液，恒温63℃搅拌反应20分钟。
d.向反应釜内依次5.6份高岭土、全部的硼砂溶液与苯甲酸钠溶液，恒温63℃搅拌10分钟即可。
实施例2：
磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂的组分及重量份数为：木薯淀粉100份；水410份，高锰酸钾2.1份，98％浓硫酸10份，氧化锌0.2份，硼砂2.5份，高岭土7.2份，磷酸二氢钠8份，磷酸氢二钠8份，苯甲酸钠0.9份。
制备方法如下：
a.配置溶液：将2.1份高锰酸钾加42份水在常温下溶解、硼砂2.5份加50份水常温溶解、磷酸二氢钠8份加80份水常温溶解、磷酸氢二钠8份加80份水常温溶解、苯甲酸钠0.9份加9份水常温溶解，分别制成溶液待用。
b.向反应釜内加入剩余的149份水，在搅拌下加入100份木薯淀粉，将淀粉溶液加热到63℃，向反应釜内加入10份98％的浓硫酸，搅匀后缓慢滴入全部的高锰酸钾溶液，溶液呈棕色，再加入0.2份氧化锌粉末，搅拌反应40分钟。
c.观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后依次加入全部的磷酸二氢钠溶液与磷酸氢二钠溶液，恒温63℃搅拌反应20分钟。
d.向反应釜内依次加入7.2份高岭土、全部的硼砂溶液与苯甲酸钠溶液，恒温63℃搅拌10分钟即可。
实施例3：
磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂的组分及重量份数为：木薯淀粉100份；水450份，高锰酸钾2.2份，98％浓硫酸11份，氧化锌0.3份，硼砂3.8份，高岭土8.3份，磷酸二氢钠9份，磷酸氢二钠9份，苯甲酸钠1.5份。
制备方法如下：
a.配置溶液：将2.2份高锰酸钾加44份水在常温下溶解、硼砂3.8份加76份水常温溶解、磷酸二氢钠9份加90份水常温溶解、磷酸氢二钠9份加90份水常温溶解、苯甲酸钠1.5份加15份水常温溶解，分别制成溶液待用。
b.向反应釜内加入剩余的135份水，在搅拌下加入100份木薯淀粉，将淀粉溶液加热到63℃，向反应釜内加入11份98％的浓硫酸，搅匀后缓慢滴入全部的高锰酸钾溶液，溶液呈棕色，再加入0.3份氧化锌粉末，搅拌反应40分钟。
c.观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后依次加入全部的磷酸二氢钠溶液与磷酸氢二钠溶液，恒温63℃搅拌反应20分钟。
c.向反应釜内依次加入8.3份高岭土、全部的硼砂溶液与苯甲酸钠溶液，恒温63℃搅拌10分钟即可。
上述实施例1-3制得的胶黏剂粘结瓦楞纸板，检测性能指标如下：
粘度测试：涂4杯粘度计
胶粘抗水性测试：国标GB/T 22873-2008瓦楞纸板胶粘抗水性的测定(浸水法)。
粘合强度测试：国标GB/T 6548-2011瓦楞纸板粘合强度的测定。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。
上述的测试结果表明，本发明胶黏剂的初粘时间为70-80秒，干燥速度快，胶黏抗水性达到36小时以上，粘度适宜，储存其达到50天以上，相关理化指标均优于国标要求，可广泛用于瓦楞纸板生产线和其它纸制品粘结，具有广阔的市场前景。

Claims (5)

1.一种磷酸酯化改性木薯淀粉胶黏剂，其特征在于，它包括以下重量份数的原料组成：木薯淀粉100份，水390-450份，高锰酸钾1.8-2.2份和98%浓硫酸9-11份，氧化锌0.1-0.3份，硼砂1.7-3.8份，高岭土5.6-8.3份，磷酸二氢钠7-9份，磷酸氢二钠7-9份，苯甲酸钠0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的木薯淀粉胶黏剂，其特征在于，各原料的用量为：木薯淀粉100份，水390份，高锰酸钾1.8份，98%浓硫酸9份，氧化锌0.1份，硼砂1.7份，高岭土5.6份，磷酸二氢钠7份，磷酸氢二钠7份，苯甲酸钠0.5份。
3.根据权利要求1所述的木薯淀粉胶黏剂，其特征在于，各原料的用量为：木薯淀粉100份，水410份，高锰酸钾2.1份，98%浓硫酸10份，氧化锌0.2份，硼砂2.5份，高岭土7.2份，磷酸二氢钠8份，磷酸氢二钠8份，苯甲酸钠0.9份。
4.根据权利要求1所述的木薯淀粉胶黏剂，其特征在于，各原料的用量为：木薯淀粉100份，水450份，高锰酸钾2.2份，98%浓硫酸11份，氧化锌0.3份，硼砂3.8份，高岭土8.3份，磷酸二氢钠9份，磷酸氢二钠9份，苯甲酸钠1.5份。
5.一种如权利要求1-4任一项所述胶黏剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a.配置溶液:将上述份量的高锰酸钾与水按重量比1:20、硼砂与水按重量比1:20、磷酸二氢钠与水按重量比1:10、磷酸氢二钠与水按重量比1:10、苯甲酸钠与水按重量比1:10在常温下分别制成溶液待用；
b.向反应釜内加入剩余的水，在搅拌下加入上述份量的木薯淀粉，将淀粉溶液加热到63℃，向反应釜内加入上述份量98%的浓硫酸，搅匀后缓慢滴入配置好的高锰酸钾溶液，溶液呈棕色，再加入上述份量的氧化锌粉末，搅拌反应40分钟；
c.观察溶液，当反应釜内溶液变成浅棕色后依次加入配置好的磷酸二氢钠溶液与磷酸氢二钠溶液，恒温63℃搅拌反应20分钟；
d.向反应釜内依次加入上述份量的高岭土、配置好的硼砂溶液与苯甲酸钠溶液，恒温63℃搅拌10分钟即可完成。
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