CN107151546A - 一种纸塑粘接用动物蛋白胶粘剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种包装行业用纸张塑料粘接、无霉变、初粘性好、绿色环保、价格低廉的动物蛋白胶粘剂。本发明利用阿位伯树胶的碳链结构，实现粘合剂分子由布朗运动向塑料被粘物表面移动，粘合剂分子的极性基团向被粘物的纸张极性部分靠近，当粘合剂分子与被粘物分子间的距离小于一定程度时，分子间就产生了范德华力或氢键力的结合。同时塑料表面由于分子链段运动实现在阿位伯树胶碳链结构中的扩散，则彼此间的扩散作用更为显著，其胶接强度就越高。本发明的动物蛋白胶粘剂在纸塑复合贴面过程中平整，爽滑，没有蜷曲现象的发生，水溶性好，设备清洗方便。

Description

一种纸塑粘接用动物蛋白胶粘剂的制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂制备技术，具体涉及一种包装行业用纸塑粘接、粘接强度高、初粘性好、施工性能好、绿色环保的纸塑粘接用动物胶粘剂的制备方法。
背景技术
明胶的主要组成为氨基酸组成相同而分子量分布很宽的多肽分子混合物，分子量一般在几万至十几万。明胶分子结构上有大量的羟基，还有许多羧基和氨基，这使得明胶具有极强的亲水性。以明胶为基料制备的动物蛋白胶粘剂主要用于对纸张、木材等多孔材料粘接，对多孔材料粘接时适应性强，便捷性高；具有快速固化的性能，大大降低的施胶时持续加压的时间，为工人实际操作节省了大量时间，提高了工作效率，创造了更大的价值；动物蛋白胶是绿色环保无毒无害的产品，以水为主要溶解分散介质，大大改善了用胶工厂的操作环境，但动物蛋白胶在对低表面能材料的粘接时效果不理想，不能实现有效粘接。
阿拉伯树胶是一种水溶性的多糖物质，属水合胶体一族，是天然大分子，是一种独特的亲水胶体，能很容易地溶于冷/热水，在水中具有高溶解性；阿拉伯树胶在水溶液浓度小于40％时,阿拉伯胶表现出牛顿流体特征。由于阿拉伯胶结构上带有部分蛋白物质及结构外表的鼠李糖，使得阿拉伯胶有非常良好的亲水亲油性，可在油--水界面形成膜，是非常好的天然水包油型乳化稳定剂，在大范围pH值和电解质溶液中都可制成稳定的乳液；阿拉伯胶有很广的相容性，能和大多数胶质、淀粉、糖类和蛋白质一起使用，阿拉伯胶溶液的兼容性受溶液pH值和浓度的影响。
目前我国软包装印刷行业的发展总体还是阶梯式稳步上升趋势。纸塑包装已经成为我国国民经济相当重要的支柱产业，现在消费者对包装的重视，而且外观好看漂亮的纸塑包装成为了现代商品包装的主要形式。随着包装行业的突飞猛进，各种各样的包装材料的应用也越来越广泛，再加上国家对环保的重视程度不断加强，一种绿色环保高效的以动物蛋白为主要成份的纸塑包装胶应用而生。在十几年前纸塑复合包装，均是采用以甲苯为溶剂的胶粘剂，随着国民环保意识的提高，水性无毒无害，绿色环保粘合剂必然会是未来的大趋势。明胶动物蛋白胶粘剂是一种水性胶粘剂，对纸张、织物、木材等强极性材料都有较强的粘接力，其原料易得，粘结性能好，强度高，且价格低廉，使用方便，无毒且能够在自然条件下降解。但传统动物蛋白胶对包装行业用纸张与塑料的粘接很难实现，随着社会对绿色环保的要求越来越高，开发可降解、原料可再生的纸塑粘接用天然胶粘剂越来越受到人们的重视。
发明内容
本发明目的在于针对传统动物蛋白胶粘剂对包装用纸张与塑料粘接不理想，提供了一种纸张塑料粘接用动物蛋白胶粘剂的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种纸塑粘接用动物蛋白胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应釜中加入32.8～26.8重量份水、0.4～0.7重量份异丙醇、5.5～6.0重量份阿拉伯树胶，搅拌分散0.5～1小时后升温至60℃～70℃，加入40.0～41.0重量份工业明胶，搅拌分散溶解2.0～2.5小时，使所加组份完全溶解；
(2)将15重量份水，0.1重量份分散剂BYK9077混合，搅拌条件下依次加入0.5～0.8重量份柠檬酸、1.0～1.5重量份氯化钙、1.0～2.0重量份熟石灰、1.0～2.0重量份氢氧化镁、1.0～1.5重量份氧化镁、1.0～1.5重量份次氯酸钠、0.5～0.8重量份乌洛托品、0.2～0.3重量份杀菌剂；
(3)第(1)步反应完全后，待液体冷却至50℃左右，与第(2)步分散好的溶液混合均匀，即得到动物蛋白胶粘剂。
进一步地，所述阿拉伯树胶为天然产物；所述杀菌剂为蛋白类杀菌剂。
本发明的有益效果在于：传统动物蛋白胶主要用于纸张、木材等多孔材料粘接，作为绿色环保、可降解、原料再生的天然胶粘剂，在包装用纸塑粘接行业应用受到限制。本发明通过在动物蛋白胶中引入阿位伯树胶，解决了纸张对低能表面塑料的粘接，对包装用纸张塑料的粘接具有良好效果，所得到的产品成功用于纸塑粘接。
具体实施方式
本发明应用了阿位伯树胶分子结构中主链基本上是长的碳链，侧基为羟基、羰基等特点，碳链结构实现粘合剂分子由布朗运动向塑料被粘物表面移动，粘合剂分子的极性基团向被粘物的纸张极性部分靠近，当粘合剂分子与被粘物分子间的距离小于一定程度时，分子间就产生了范德华力或氢键力的结合。同时塑料表面由于分子链段运动实现在阿位伯树胶碳链结构中的扩散，则彼此间的扩散作用更为显著，其胶接强度就越高。下面通过具体实施例来对本发明作进一步详细的描述。
实施例一总量＝1000kg
(1)在反应釜中加入328公斤水、4公斤异丙醇、55公斤阿拉伯树胶，搅拌分散0.5小时后升温至60℃，加400公斤工业明胶，搅拌分散溶解2.0小时，使所加组份完全溶解；
(2)在搅拌溶解过程中，在一容器中加入150公斤水，加入1公斤分散剂BYK9077，在搅拌条件下依次加入5公斤柠檬酸、10公斤氯化钙、10公斤熟石灰、10公斤氢氧化镁、10公斤氧化镁、10公斤次氯酸钠、5公斤乌洛托品、2公斤杀菌剂；
(3)第(1)步反应完全后，待液体冷却至50℃，将第(2)步分散好的溶液加入反应釜中，混合均匀后注入到成型模具中冷却包装。
实施例二总量＝1000kg
(1)在反应釜中加入301公斤水、6公斤异丙醇、56公斤阿拉伯树胶，搅拌分散0.8小时后升温至65℃，加405公斤工业明胶，搅拌分散溶解2.5小时，使所加组份完全溶解；
(2)在搅拌溶解过程中，在一容器中加入150公斤水，加入1公斤分散剂BYK9077，在搅拌条件下依次加入6公斤柠檬酸、12公斤氯化钙、15公斤熟石灰、15公斤氢氧化镁、12公斤氧化镁、12公斤次氯酸钠、6公斤乌洛托品、3公斤杀菌剂；
(3)第(1)步反应完全后，待液体冷却至50℃，将第(2)步分散好的溶液加入反应釜中，混合均匀后注入到成型模具中冷却包装。
实施例三总量＝1000kg
(1)在反应釜中加入268公斤水、7公斤异丙醇、60公斤阿拉伯树胶，搅拌分散1小时后升温至70℃，加410公斤工业明胶，搅拌分散溶解2.5小时，使所加组份完全溶解；
(2)在搅拌溶解过程中，在一容器中加入150公斤水，加入1公斤分散剂BYK9077，在搅拌条件下依次加入8公斤柠檬酸、15公斤氯化钙、20公斤熟石灰、20公斤氢氧化镁、15公斤氧化镁、15公斤次氯酸钠、8公斤乌洛托品、3公斤杀菌剂；
(3)第(1)步反应完全后，待液体冷却至50℃，将第(2)步分散好的溶液加入反应釜中，混合均匀后注入到成型模具中冷却包装。
实施例一至实施例三产品物理及性能指标，按照HJ/T220-2005、GB/T 185832008和HG/T 2727-2010标准检测；冻力(凝冻强度)是将配备的6.67％热熔胶粉溶液在10℃的恒温水浴中保存17个小时后，取出并采用标准的冻力测试仪(材质分析仪)进行测试后获得的结果，以Bloomg为单位；平整度和反卷以白卡纸与聚乙烯塑料膜的粘接为验证实验，检测结果如表1所示。
表1
指标 实施例1 实施例2 实施例3
外观 淡黄色果冻状 淡黄色果冻状 淡黄色果冻状
pH值 6-7 6-7 6-7
固含量 52.0±1％ 54.0±1％ 58.0±1％
粘度：cps(70℃) 2400cps±200cps 2700cps±200cps 3200cps±200cps
冻力：Bloomg 500 630 720
平整度：目测 平整 平整 平整
反卷：目测 边少量反卷 无 无
由表可以看出，本发明通过在动物蛋白胶中引入阿位伯树胶，解决了纸张对低能表面塑料的粘接，对包装用纸张塑料的粘接具有良好效果，所得到的产品成功用于纸塑粘接。过胶平整，纸张不反卷，不会发生移位现象，最终粘接强度高。

Claims (2)

1.一种纸塑粘接用动物蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在反应釜中加入32.8～26.8重量份水、0.4～0.7重量份异丙醇、5.5～6.0重量份阿拉伯树胶，搅拌分散0.5～1小时后升温至60℃～70℃，加入40.0～41.0重量份工业明胶，搅拌分散溶解2.0～2.5小时，使所加组份完全溶解；
(2)将15重量份水，0.1重量份分散剂BYK9077混合，搅拌条件下依次加入0.5～0.8重量份柠檬酸、1.0～1.5重量份氯化钙、1.0～2.0重量份熟石灰、1.0～2.0重量份氢氧化镁、1.0～1.5重量份氧化镁、1.0～1.5重量份次氯酸钠、0.5～0.8重量份乌洛托品、0.2～0.3重量份杀菌剂；
(3)第(1)步反应完全后，待液体冷却至50℃左右，与第(2)步分散好的溶液混合均匀，即得到动物蛋白胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述阿拉伯树胶为天然产物；所述杀菌剂为蛋白类杀菌剂。
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