CN107236497A - 一种改性氧化淀粉胶粘剂、其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性氧化淀粉胶粘剂、其制备方法及应用。本发明的改性氧化淀粉胶粘剂，其特征在于，以重量份计，含有下述各成分：氧化淀粉100、引发剂0.2～0.8、阴离子乳化剂0.5～0.8、非离子乳化剂0.5～1.2、增稠剂1～2、改性单体30～50、稳定剂6～9、水340。本发明的改性氧化淀粉胶粘剂粘接强度高、吸潮率低、耐水性能优异。

Description

一种改性氧化淀粉胶粘剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及胶粘剂领域，具体涉及一种改性氧化淀粉胶粘剂、其制备方法及应用。
背景技术
氧化淀粉是一种环保天然胶粘剂原料，广泛应用在很多领域。但未经改性的氧化淀粉胶粘剂吸潮率高，强度偏低。能否对氧化淀粉进行改性来改善作为胶粘剂原料的性质，是现有研究的课题。另一方面，甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)是一种带有环氧基团的丙烯酸酯类单体，自身的双键可以和自由基发生接枝聚合反应；能否将甲基丙烯酸缩水甘油酯引入氧化淀粉的改性中，以提高氧化淀粉用作胶粘剂的性质也是目前正在研究的课题。
发明内容
基于上述现有技术中的现状，本发明人经过研究发现，由于甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)是一种带有环氧基团的丙烯酸酯类单体，自身的双键可以和被过氧化物引发的氧化淀粉支链自由基发生接枝聚合反应；在水分挥发后，GMA的环氧基团可以与氧化淀粉上的羟基发生交联反应，得到较高强度，吸潮率低的改性氧化淀粉胶粘剂。由于其独特的室温固化交联的性质，接枝改性氧化淀粉胶性能在不增加交联剂和高温烘干条件下就能得到提升。由此进一步完成了本发明。
具体地，本发明提供改性氧化淀粉胶粘剂，其以重量份计，含有下述各成分：
氧化淀粉 100
引发剂 0.2～0.8
阴离子乳化剂 0.5～0.8
非离子乳化剂 0.5～1.2
增稠剂 1～2
改性单体 30～50
稳定剂 6～9
水 340。
其中，所述氧化淀粉为：浓度25wt%氧化淀粉水溶液糊化后粘度在2700±100mPa·s范围内。
此外，所述的引发剂为过硫酸钾；所述的改性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述增稠剂为聚乙烯醇1788或聚乙烯醇1799的一种或两种；所述的阴离子乳化剂为壬基酚聚氧乙烯磺酸钠；所述非离子乳化剂是聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯；所述的稳定剂为尿素。
本发明还提供一种如上所述改性氧化淀粉胶粘剂的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将100重量份氧化淀粉、1~2重量份增稠剂、0.5~0.8重量份阴离子乳化剂和0.5~1.2重量份非离子乳化剂加入至300重量份水中溶解配成淀粉胶乳，并加热至90℃糊化30min，控制氧化淀粉浓度在25wt%，制得糊化淀粉溶液；
（2）降温至85℃，将0.2～0.8重量份引发剂加入至20份水中溶解得引发剂水溶液，将引发剂水溶液加入（1）制得的糊化淀粉溶液中，保温30min；
（3）开始滴加30~50重量份改性单体至反应体系中，滴加2h，保温3.5h；
（4）将6～9重量份稳定剂和促进剂溶解在20份水中，将步骤（3）得到的物料与稳定剂水溶液混合均匀，即得到所述的改性氧化淀粉胶粘剂。
除此之外，本发明还提供一种如上所述改性氧化淀粉胶粘剂的应用，其将所述改性氧化淀粉胶粘剂用于纸箱用纸张的粘接。
本发明的通过甲基丙烯酸缩水甘油酯改性氧化淀粉胶粘剂，从而使改性后的氧化淀粉胶粘剂具有粘接强度高、吸潮率低、耐水性能优异，淀粉糊化液粘度均匀，有利于接枝反应，工艺简单，零VOC排放，安全环保且环境友好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详述，但本发明并不限定于这些实施例。
实施例1
一种改性氧化淀粉胶粘剂，由包括如下原料制得：（单位：g）
氧化淀粉 100
过硫酸钾 0.4
壬基酚聚氧乙烯磺酸钠 0.8
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯 1.2
聚乙烯醇1799 1
甲基丙烯酸缩水甘油酯 45
尿素 9
水 340
其中，氧化淀粉浓度为25wt%时糊化后粘度在2700±100mPa·s范围内。
制备过程：（1）将100g氧化淀粉、1g聚乙烯醇1799、0.8g的壬基酚聚氧乙烯磺酸钠和1.2g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成淀粉胶乳，并加热至90℃糊化30min，控制氧化淀粉浓度在25wt%，制得糊化淀粉溶液。
（2）降温至85℃，将0.4g过硫酸钾加入至20g水中溶解，将引发剂水溶液加入（1）制得水溶液，保温30min。
（3）开始滴45g甲基丙烯酸缩水甘油酯至步骤（2）结束后得到的体系中，滴加2h，保温3.5h。
（4）将9g尿素溶解在20g水中，将步骤（3）得到的物料尿素水溶液混合均匀，即得到所述的改性氧化淀粉胶粘剂。
实施例2
一种改性氧化淀粉胶粘剂，由包括如下原料制得：（单位：g）
氧化淀粉 100
过硫酸钾 0.2
壬基酚聚氧乙烯磺酸钠 0.5
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯 0.5
聚乙烯醇1799 1.5
甲基丙烯酸缩水甘油酯 35
尿素 8
水 340
其中，氧化淀粉浓度为25wt%时糊化后粘度在2700±100mPa·s范围内。
制备过程：制备过程：（1）将100g氧化淀粉、1.5g聚乙烯醇1799、0.5g的壬基酚聚氧乙烯磺酸钠和0.5g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成淀粉胶乳，并加热至90℃糊化30min，控制氧化淀粉浓度在25wt%，制得糊化淀粉溶液。
（2）降温至85℃，将0.2g过硫酸钾加入至20g水中溶解，将引发剂水溶液加入（1）制得水溶液，保温30min。
（3）开始滴35g甲基丙烯酸缩水甘油酯至步骤（2）结束后得到的体系中，滴加2h，保温3.5h。
（4）将8g尿素溶解在20g水中，将步骤（3）得到的物料尿素水溶液混合均匀，即得到所述的改性氧化淀粉胶粘剂。
实施例3
一种改性氧化淀粉胶粘剂，由包括如下原料制得：（单位：g）
氧化淀粉 100
过硫酸钾 0.8
壬基酚聚氧乙烯磺酸钠 0.7
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯 0.8
聚乙烯醇1788 2
甲基丙烯酸缩水甘油酯 30
尿素 9
水 340
其中，氧化淀粉浓度为25wt%时糊化后粘度在2700±100mPa·s范围内。
制备过程：（1）将100g氧化淀粉、2g聚乙烯醇1788、0.7g的壬基酚聚氧乙烯磺酸钠和0.8g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成淀粉胶乳，并加热至90℃糊化30min，控制氧化淀粉浓度在25wt%，制得糊化淀粉溶液。
（2）降温至85℃，将0.8g过硫酸钾加入至20g水中溶解，，将引发剂水溶液加入（1）制得水溶液，保温30min
（3）开始滴30g甲基丙烯酸缩水甘油酯至步骤（2）结束后得到的体系中，滴加2h，保温3.5h。
（4）将9g尿素溶解在20g水中，将步骤（3）得到的物料尿素水溶液混合均匀，即得到所述的改性氧化淀粉胶粘剂。
实施例4
一种改性氧化淀粉胶粘剂，由包括如下原料制得：（单位：g）
氧化淀粉 100
过硫酸钾 0.6
壬基酚聚氧乙烯磺酸钠 0.8
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯 1
聚乙烯醇1799 1.8
甲基丙烯酸缩水甘油酯 40
尿素 7.5
水 340
其中，氧化淀粉浓度为25wt%时糊化后粘度在2700±100mPa·s范围内。
制备过程：
（1）将100g氧化淀粉、1.8g聚乙烯醇1799、0.8g的壬基酚聚氧乙烯磺酸钠和1g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成淀粉胶乳，并加热至90℃糊化30min，控制氧化淀粉浓度在25wt%，制得糊化淀粉溶液。
（2）降温至85℃，将0.6g过硫酸钾加入至20g水中溶解，将引发剂水溶液加入（1）制得水溶液，保温30min。
（3）开始滴40g甲基丙烯酸缩水甘油酯至步骤（2）结束后得到的体系中，滴加2h，保温3.5h。
（4）将7.5g尿素溶解在20g水中，将步骤（3）得到的物料尿素水溶液混合均匀，即得到所述的改性氧化淀粉胶粘剂。
实施例5
一种改性氧化淀粉胶粘剂，由包括如下原料制得：（单位：g）
氧化淀粉 100
过硫酸钾 0.4
壬基酚聚氧乙烯磺酸钠 0.7
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯 0.6
聚乙烯醇1788 2.0
甲基丙烯酸缩水甘油酯 50
尿素 6
水 340
其中，氧化淀粉浓度为25wt%时糊化后粘度在2700±100mPa·s范围内。
制备过程：
（1）将100g氧化淀粉、2.0g聚乙烯醇1788、0.7g的壬基酚聚氧乙烯磺酸钠和0.6g聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成淀粉胶乳，并加热至90℃糊化30min，控制氧化淀粉浓度在25wt%，制得糊化淀粉溶液。
（2）降温至85℃，将0.4g过硫酸钾加入至20g水中溶解，将引发剂水溶液加入（1）制得水溶液，保温30min。
（3）开始滴50g甲基丙烯酸缩水甘油酯至步骤（2）结束后得到的体系中，滴加2h，保温3.5h。
（4）将6g尿素溶解在20g水中，将步骤（3）得到的物料尿素水溶液混合均匀，即得到所述的改性氧化淀粉胶粘剂。
实施例1-5得到的改性氧化淀粉胶粘剂及以及将该胶粘剂以干胶厚度30g/m2的涂布量涂布于纸板时的性能如表1所示。
表1

Claims (5)

1.一种改性氧化淀粉胶粘剂，其特征在于，以重量份计，含有下述各成分：
氧化淀粉 100
引发剂 0.2～0.8
阴离子乳化剂 0.5～0.8
非离子乳化剂 0.5～1.2
增稠剂 1～2
改性单体 30～50
稳定剂 6～9
水 340。
2.根据权利要求1所述的改性氧化淀粉胶粘剂，其特征在于，所述氧化淀粉为氧化淀粉糊化后的水溶液，浓度为25wt%，粘度在2700±100mPa·s范围内。
3.根据权利要求1所述的改性氧化淀粉胶粘剂，其特征在于，
所述的引发剂为过硫酸钾；
所述的改性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯；
所述增稠剂为聚乙烯醇1788或聚乙烯醇1799的一种或两种；
所述的阴离子乳化剂为壬基酚聚氧乙烯磺酸钠；
所述非离子乳化剂是聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯；
所述的稳定剂为尿素。
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述改性氧化淀粉胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
（1）将100重量份氧化淀粉、1~2重量份增稠剂、0.5~0.8重量份阴离子乳化剂和0.5~1.2重量份非离子乳化剂加入至300重量份水中溶解配成淀粉胶乳，并加热至90℃糊化30min，控制氧化淀粉浓度在25wt%，制得糊化淀粉溶液；
（2）降温至85℃，将0.2～0.8重量引发剂加入至20份水中溶解得引发剂水溶液，将引发剂水溶液加入（1）制得的糊化淀粉溶液中，保温30min；
（3）开始滴加30~50重量份改性单体至反应体系中，滴加2h，保温3.5h；
（4）将6～9重量份稳定剂溶解在20份水中，将步骤（3）得到的物料与稳定剂水溶液混合均匀，即得到所述的改性氧化淀粉胶粘剂。
5.一种如权利要求1-3中任意一项所述改性氧化淀粉胶粘剂的应用，其特征在于，将所述改性氧化淀粉胶粘剂用于纸箱用纸张的粘接。
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