CN107434967A - 一种动物性环保固体胶及其制备方法 - Google Patents

一种动物性环保固体胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种动物性环保固体胶，包括水：10.0%‑70.0%，甘油：1.0%‑10.0%，丙二醇：1.0%‑6.0%，动物胶：20.0%‑50.0%，多羟基物质：1.0%~10.0%，催化剂：0.01%‑0.5%，高级脂肪酸：1.0%‑10.0%，片碱：0.5%‑5.0%，消泡剂：0%‑0.5%，抗氧剂：0.1%‑0.6%，防腐剂：0.1%‑0.5%；其制备方法为：对动物胶改性制成底胶，在反应釜中加入的底胶、甘油、丙二醇和消泡剂并升温至60‑80℃，加入高级脂肪酸，再加入抗氧剂和防腐剂，继续升温至75‑80℃，静置消泡，消泡后出料灌装，冷却后得到固体胶。其优点为：粘接性能好，干化速度快，环保。

Description

一种动物性环保固体胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保固体胶，具体指的是一种动物性环保固体胶及其制备方法。
背景技术
胶黏剂是一种用于将同质或异质物体表面胶接在一起的物质，按形态分类包括固体胶和液态胶。其中液态胶一般采用淀粉、动植物脂肪或者具有一定粘性的合成材料为原料溶于含水有机液体中，存在着携带不方便、干化粘合时间长等问题。固体胶是容纳在可滑动的可闭合的套管内的，以能溶解在水有机液体相中的具有粘合性的或水分散性聚合物(尤其是聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、聚乙烯醇)、抗凝剂、脂肪酸盐、溶剂、防腐剂等为主要原料制得并赋予形状的固体胶黏剂，具有保存期长、携带方便、使用方便、粘接牢固等优点。
目前，市场上的固体胶一般采用淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或粘性物质直接加热溶解，加入赋形剂高级脂肪酸(尤其是碳原子数在12至22范围内的)的碱金属盐，形成具有一定硬度的固体胶棒，例如申请号为200910099252.3(申请公布号为CN 101899272 A)的中国发明专利《一种固体胶及其制作方法》公开了一种固体胶棒，这种固体胶棒是由水性乳液为粘合剂、PVP为增粘剂、高级脂肪酸钠为赋形剂以及水、不干性油和蜡、防腐剂混合制作而成，但是其保存期限不长，会在胶棒表面形成一层薄膜，影响涂布性，且所用原料成本较高。而以聚乙烯醇为胶黏剂制备的固体胶，现市面的均是通过在PVA溶液中添加交联剂改性后再添加赋形剂等制备而得，一般的交联剂为醛类物质如甲醛、乙醛等，如文献《幻彩型固体胶棒的研制》(《浙江化工》，2015年第36卷第一期)中以甲醛味交联剂改性PVA制作固体胶棒，其胶棒涂布性较差且粘性不佳，胶棒中还会含有甲醛、乙醛等的残留，长期接触影响人类身体健康，尤其是儿童、学生等易感人群。申请号为201310436284.4(申请公布号为CN103497702 A)的专利申请公开了一种以淀粉为原料的固体胶，虽然成本较低，但是不能长时间放置，并且随着放置时间的增加粘性下降，存在着容易稀化，胶体颜色变黄等问题，此外，施胶后干化快，无法根据需要对待粘物体的位置进行调整，并且干化后，脆性增大，粘合能力会随着时间而下降。发明专利CN85105660《固体粘胶》中介绍了一种以动物胶质为胶黏剂制成的固体胶，其所用的改性剂为硼砂，而硼砂是一种生殖毒性物质，在欧盟被列为高关注物质，若未反应完全仍有残留于胶棒中，对人类的身体健康不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供以动物胶改性为胶黏剂制成的固体胶及其制备方法，粘接性能好，干化速度快，并且环保，不含对身体有害的物质。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种动物性环保固体胶，各原料的重量百分比为：
水：10.0%-70.0%；
甘油：1.0%-10.0%；
丙二醇：1.0%-6.0%；
动物胶：20.0%-50.0%；
多羟基物质：1.0%~10.0%；
催化剂：0.01%-0.5%；
高级脂肪酸：1.0%-10.0%；
氢氧化钠：0.5%-5.0%；
消泡剂：0%-0.5%；
抗氧剂：0.1%-0.6%；
防腐剂：0.1%-0.5%；
上述各组分的总和为100%。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：
上述的动物胶为果冻胶、明胶或者骨胶。
上述的多羟基物质为淀粉或者糖类。
上述的催化剂为盐酸或硫酸。
上述的高级脂肪酸的碳原子数12以上。
上述的高级脂肪酸为含18个碳原子的硬脂酸。
上述的抗氧剂为亚硫酸钠。
上述的水采用去离子水。
一种动物性环保固体胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原料；
步骤二、动物胶改性：将动物胶浸泡在水中，慢速搅拌待动物胶充分溶胀后，升温到60oC使动物胶溶解，然后加入催化剂及多羟基物质，在75-80oC的温度下反应60-120分钟，降温到40-50oC，加入氢氧化钠溶液中和并继续搅拌30min得到改性动物胶底胶；
步骤三、在反应釜中加入的改性动物胶底胶，然后边搅拌边加入甘油、丙二醇和消泡剂，混合均匀；
步骤四、再边搅拌边升温，使混和液升温至60-80℃，边搅拌边加入高级脂肪酸，搅拌时间为30min，使其充分搅拌均匀；
步骤五、再边搅拌边加入抗氧剂和防腐剂，搅拌时间为5-10min，使其充分混合均匀；
步骤六、继续升温，使上述混合液的温度升至75-80℃，并保持温度在此范围内，静置消泡，直至胶液为无气泡液体，出料灌装，冷却后得到固体胶。
与现有技术相比，本发明基于动物胶是一种由不同种类的氨基酸按照一定比例缩合而成的高分子化合物，富含氨基-NH2和羧基-COOH，通过添加富含羟基-OH的物质在一定条件下发生反应制得改性的动物胶，并以此为底胶制得固体胶，具有粘接性能好，干化速度快的优点，并且环保，不含对身体有害的物质，使用十分安全。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
一种动物性环保固体胶，各原料的重量百分比为：
水：10.0%-70.0%；
甘油：1.0%-10.0%；
丙二醇：1.0%-6.0%；
动物胶：20.0%-50.0%；
多羟基物质：1.0%~10.0%；
催化剂：0.01%-0.5%；
高级脂肪酸：1.0%-10.0%；
氢氧化钠：0.5%-5.0%；
消泡剂：0%-0.5%；
抗氧剂：0.1%-0.6%；
防腐剂：0.1%-0.5%；
上述各组分的总和为100%。
实施例中，动物胶为果冻胶、明胶或者骨胶。
实施例中，多羟基物质为淀粉或者糖类。
实施例中，催化剂为盐酸或硫酸；盐酸或硫酸不会造成动物胶的氧化。
实施例中，高级脂肪酸的碳原子数12以上；优选采用含18个碳原子的硬脂酸。
实施例中，抗氧剂为亚硫酸钠。
实施例中，水采用去离子水。
上述的消泡剂、防腐剂为固体胶制备过程中常用添加剂。氢氧化钠采用片碱。
一种动物性环保固体胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、准备原料；
步骤二、动物胶改性：将动物胶浸泡在水中，慢速搅拌待动物胶充分溶胀后，升温到60oC使动物胶溶解，然后加入催化剂及多羟基物质，在75-80oC的温度下反应60-120分钟，降温到40-50oC，加入氢氧化钠溶液中和并继续搅拌30min得到改性动物胶底胶；
步骤三、在反应釜中加入的改性动物胶底胶，然后边搅拌边加入甘油、丙二醇和消泡剂，混合均匀；
步骤四、再边搅拌边升温，使混和液升温至60-80℃，边搅拌边加入高级脂肪酸，搅拌时间为30min，使其充分搅拌均匀；
步骤五、再边搅拌边加入抗氧剂和防腐剂，搅拌时间为5-10min，使其充分混合均匀；
步骤六、继续升温，使上述混合液的温度升至75-80℃，并保持温度在此范围内，静置消泡，直至胶液为无气泡液体，出料灌装，冷却后得到固体胶。
下面通过具体的实施例加以阐述。
实施例一：
步骤一、按照如下重量百分比准备原料：
10.0%甘油、5.0%丙二醇、30.0%果冻胶(动物胶)、4%淀粉(多羟基物质)、0.3%盐酸(催化剂)、10.0%硬脂酸(高级脂肪酸)、5.0%片碱、0.5%消泡剂、0.6%亚硫酸钠(抗氧剂)、0.5%防腐剂、34.1%去离子水；
步骤二、动物胶改性：将果冻胶(动物胶)浸泡在去离子水中，慢速搅拌待动物胶充分溶胀后，升温到60oC使动物胶溶解，然后加入盐酸(催化剂)及淀粉(多羟基物质)，在75oC的温度下反应120分钟，降温到50oC，加入氢氧化钠溶液中和并继续搅拌30min得到改性动物胶底胶；
步骤三、在反应釜中加入的改性动物胶底胶，然后边搅拌边加入甘油、丙二醇和消泡剂，混合均匀；
步骤四、再边搅拌边升温，使混和液升温至60℃，边搅拌边加入硬脂酸(高级脂肪酸)，搅拌时间为30min，使其充分搅拌均匀；
步骤五、再边搅拌边加入亚硫酸钠(抗氧剂)和防腐剂，搅拌时间为10min，使其充分混合均匀；
步骤六、继续升温，使上述混合液的温度升至75-80℃，并保持温度在此范围内，静置消泡，直至胶液为无气泡液体，出料灌装，冷却后得到固体胶。
实施例二：
步骤一、按照如下重量百分比准备原料：
6.0%甘油、5.0%丙二醇、40.0%明胶(动物胶)、5%淀粉(多羟基物质)、0.3%盐酸(催化剂)、6.0%硬脂酸(高级脂肪酸)、3.0%片碱、0.5%消泡剂、0.6%亚硫酸钠(抗氧剂)、0.5%防腐剂、33.1%去离子水；
步骤二、动物胶改性：将明胶(动物胶)浸泡在去离子水中，慢速搅拌待动物胶充分溶胀后，升温到60oC使动物胶溶解，然后加入盐酸(催化剂)及淀粉(多羟基物质)，在80oC的温度下反应60分钟，降温到40oC，加入氢氧化钠中和并继续搅拌30min得到改性动物胶底胶；
步骤三、在反应釜中加入的改性动物胶底胶，然后边搅拌边加入甘油、丙二醇和消泡剂，混合均匀；
步骤四、再边搅拌边升温，使混和液升温至70℃，边搅拌边加入硬脂酸(高级脂肪酸)，搅拌时间为30min，使其充分搅拌均匀；
步骤五、再边搅拌边加入亚硫酸钠(抗氧剂)和防腐剂，搅拌时间为5min，使其充分混合均匀；
步骤六、继续升温，使上述混合液的温度升至75-80℃，并保持温度在此范围内，静置消泡，直至胶液为无气泡液体，出料灌装，冷却后得到固体胶。
实施例三：
步骤一、按照如下重量百分比准备原料：
10.0%甘油、5.0%丙二醇、35.0%骨胶(动物胶)、4%糖类(多羟基物质)、0.3%硫酸(催化剂)、10.0%硬脂酸(高级脂肪酸)、5.0%片碱、0.5%消泡剂、0.6%亚硫酸钠(抗氧剂)、0.5%防腐剂、29.1%去离子水；
步骤二、动物胶改性：将骨胶(动物胶)浸泡在去离子水中，慢速搅拌待动物胶充分溶胀后，升温到60oC使动物胶溶解，然后加入硫酸(催化剂)及糖类(多羟基物质)，在77oC的温度下反应100分钟，降温到45oC，加入氢氧化钠中和并继续搅拌30min得到改性动物胶底胶；
步骤三、在反应釜中加入的改性动物胶底胶，然后边搅拌边加入甘油、丙二醇和消泡剂，混合均匀；
步骤四、再边搅拌边升温，使混和液升温至60℃，边搅拌边加入硬脂酸(高级脂肪酸)，搅拌时间为30min，使其充分搅拌均匀；
步骤五、再边搅拌边加入亚硫酸钠(抗氧剂)和防腐剂，搅拌时间为5min，使其充分混合均匀；
步骤六、继续升温，使上述混合液的温度升至75-80℃，并保持温度在此范围内，静置消泡，直至胶液为无气泡液体，出料灌装，冷却后得到固体胶。
实施例四：
步骤一、按照如下重量百分比准备原料：
10.0%甘油、5.0%丙二醇、38.0%果冻胶(动物胶)、4%淀粉(多羟基物质)、0.3%硫酸(催化剂)、8.0%硬脂酸(高级脂肪酸)、4.0%片碱、0.5%消泡剂、0.6%亚硫酸钠(抗氧剂)、0.5%防腐剂、29.1%去离子水；
步骤二、动物胶改性：将冻胶(动物胶)浸泡在去离子水中，慢速搅拌待动物胶充分溶胀后，升温到60oC使动物胶溶解，然后加入硫酸(催化剂)及淀粉(多羟基物质)，在76oC的温度下反应90分钟，降温到50oC，加入氢氧化钠中和并继续搅拌30min得到改性动物胶底胶；
步骤三、在反应釜中加入的改性动物胶底胶，然后边搅拌边加入甘油、丙二醇和消泡剂，混合均匀；
步骤四、再边搅拌边升温，使混和液升温至70℃，边搅拌边加入硬脂酸(高级脂肪酸)，搅拌时间为30min，使其充分搅拌均匀；
步骤五、再边搅拌边加入亚硫酸钠(抗氧剂)和防腐剂，搅拌时间为8min，使其充分混合均匀；
步骤六、继续升温，使上述混合液的温度升至75-80℃，并保持温度在此范围内，静置消泡，直至胶液为无气泡液体，出料灌装，冷却后得到固体胶。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (9)

1.一种动物性环保固体胶，其特征是：各原料的重量百分比为：
水：10.0%-70.0%；
甘油：1.0%-10.0%；
丙二醇：1.0%-6.0%；
动物胶：20.0%-50.0%；
多羟基物质：1.0%~10.0%；
催化剂：0.01%-0.5%；
高级脂肪酸：1.0%-10.0%；
片碱：0.5%-5.0%；
消泡剂：0%-0.5%；
抗氧剂：0.1%-0.6%；
防腐剂：0.1%-0.5%；
上述各组分的总和为100%。
2.根据权利要求1所述的一种动物性环保固体胶，其特征是:所述的动物胶为果冻胶、明胶或者骨胶。
3.根据权利要求1所述的一种动物性环保固体胶，其特征是:所述的多羟基物质为淀粉或者糖类。
4.根据权利要求1所述的一种动物性环保固体胶，其特征是:所述的催化剂为盐酸或硫酸。
5.根据权利要求1所述的一种动物性环保固体胶，其特征是:所述的高级脂肪酸的碳原子数12以上。
6.根据权利要求5所述的一种动物性环保固体胶，其特征是: 所述的高级脂肪酸为含18个碳原子的硬脂酸。
7.根据权利要求1所述的一种动物性环保固体胶，其特征是:所述的抗氧剂为亚硫酸钠。
8.根据权利要求1所述的一种动物性环保固体胶，其特征是:所述的水采用去离子水。
9.根据权利要求1所述的一种动物性环保固体胶的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、准备原料；
步骤二、动物胶改性：将动物胶浸泡在水中，慢速搅拌待动物胶充分溶胀后，升温到60oC使动物胶溶解，然后加入催化剂及多羟基物质，在75-80oC的温度下反应60-120分钟，降温到40-50oC，加入氢氧化钠溶液中和并继续搅拌30min得到改性动物胶底胶；
步骤三、在反应釜中加入的改性动物胶底胶，然后边搅拌边加入甘油、丙二醇和消泡剂，混合均匀；
步骤四、再边搅拌边升温，使混和液升温至60-80℃，边搅拌边加入高级脂肪酸，搅拌时间为30min，使其充分搅拌均匀；
步骤五、再边搅拌边加入抗氧剂和防腐剂，搅拌时间为5-10min，使其充分混合均匀；
步骤六、继续升温，使上述混合液的温度升至75-80℃，并保持温度在此范围内，静置消泡，直至胶液为无气泡液体，出料灌装，冷却后得到固体胶。
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