发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于瓦楞纸的粘合剂的制备方法,粘合剂的黏结力强、自干速度快、以及储存期长。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种用于瓦楞纸的粘合剂的制备方法,包括以下步骤,以下原料按重量份数计:
步骤一、将25~30份木薯淀粉、25~30份玉米淀粉、20~25份马铃薯淀粉、10~15份羧甲基纤维素钠、以及180~200份去离子水,置于45~60℃的条件下水浴搅拌30~45min,依次加入10份醋酸钠、10份碳酸氢钠、以及10份磷酸二氢钠,继续置于45~60℃的条件下水浴搅拌30~45min,得到混合液A,其中搅拌的速度均为100r/min;
步骤二、将25~30份山药粉、25~30份大米淀粉、25~30份蘑芋粉、3~5份蔗糖脂肪酯、以及180~200份去离子水混合,用打蛋器搅拌3~5min,搅拌的速度为450r/min,然后加入1份β-环糊精、1份葡萄糖、1份水溶性壳聚糖、以及0.5份柠檬酸钠,用打蛋器搅拌3~5min,搅拌的速度为450r/min,得到混合液B;
步骤三、将200份混合液A、80份混合液B、0.5份氯化钠、0.5份蒸馏单甘酯、0.5份次氯酸钠、以及0.5份双氧水,置于45~60℃的条件下水浴搅拌2~3h,搅拌速度为100r/min,得混合液C;
步骤四、将250份混合液C、0.5份吡啶、以及0.5份草酰氯先置于45~60℃的水浴条件下搅拌10~20min,搅拌速度为100r/min,然后超声处理20~30min,超声频率为60kHz,再置于45~60℃的水浴条件下搅拌20~30min,搅拌速度为200r/min,然后超声处理10~15min,超声频率为60kHz,得混合液D;
步骤五、将250份混合液D、1份柠檬酸、以及5份磷酸二氢钠混合均匀,再加入0.5份二甲基十二烷基胺于70℃水浴条件下搅拌2h,搅拌速度为100r/min,然后置于红外线下照射15min,再置于35℃水浴条件下搅拌1~1.5h,搅拌速度为50r/min,得混合液E;
步骤六、将250份混合液E、150份VAE乳、8份果胶、10份乳酸钠、以及5份维生素E混合,于50℃水浴条件下搅拌10~20min,搅拌速度为450r/min,再置于摇床中振荡,振荡速度为20rpm,时间15~25min,温度为35℃,得混合液F;
步骤七、将400份混合液F、15份酶解液、8份硬脂酰乳酸钙、5份醋酸乙烯酯、以及1份山梨酸钾混合均匀,置于磁场强度为60T的磁场中作用10~15min,然后置于紫外线下照射3min,即得粘合剂;
其中,酶解液的制备方法具体为:将8份浸泡过的大米、2份马铃薯、以及10份去离子水均质打浆,然后调节pH至6.5~7后,加入1份α-淀粉酶和1.5份β-淀粉酶,混合均匀,反应3~4h,置于65℃水浴条件上加热10~20min,调节pH至8~9,再加入1.2份木瓜蛋白酶,混合均匀,于65℃水浴条件下反应1~2h,然后置于微波中处理后,即得酶解液。
优选的是,还包括在步骤一之前对木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉的预处理,具体为:将木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒度为10~25μm。
优选的是,还包括在步骤二之前对山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉的预处理,具体为:将山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒径为10~25μm。
优选的是,步骤六中的VAE乳的玻璃转变温度小于0℃。
优选的是,步骤七中采用乙酸调节pH至6.5~7,采用碳酸氢钠调节pH至8~9。
优选的是,步骤七中的浸泡过的大米具体为:将大米与去离水子按质量比为1:1混合浸泡4~6h即可,其中浸泡温度为35~50℃。
优选的是,步骤七中的微波处理时间为5min,微波功率为900W。
本发明至少包括以下有益效果:
第一、通过将山药粉、大米淀粉、蘑芋粉、蔗糖脂肪酯、以及去离子水混合,由于山药粉、大米淀粉、蘑芋粉的粒径在10~25μm之间,用打蛋器高速搅拌,可以与蔗糖脂肪酯、水分散均匀,包裹住空气,形成大量微小气泡,体积膨胀,然后加入的β-环糊精、葡萄糖、水溶性壳聚糖、以及柠檬酸钠,分步高速搅拌,可以将大气泡挤出,β-环糊精可以将葡萄糖、水溶性壳聚糖、以及柠檬酸钠包裹埋入膨胀体系中,使得混合液B呈乳胶状,不易产生沉淀,不易吸湿;
第二、将混合液E、VAE乳、果胶、乳酸钠、以及维生素E混合,于50℃水浴条件下搅拌15min,搅拌速度为450r/min,再置于摇床中振荡,振荡速度为20rpm,温度为35℃,由于果胶、乳酸钠、以及维生素E的共同作用,可以使得混合液E与VAE乳混合更均匀,提高混合液F的初粘力;
第三、将浸泡过的大米、马铃薯、以及去离子水均质打浆,颗粒的粒径可达到100nm以下,加入α-淀粉酶和β-淀粉酶,并作用一段时间后灭活,可以使浆液中的部分淀粉酶解,控制在3~4h之间,可以使得浆液中酶解后的淀粉分子量多数位于3000~6000之间,这个级别的分子量的粘结性和流动性最好,用木瓜蛋白酶酶解蛋白质,使混合物中含有多种分子量不同的氨基酸、二肽、以及多肽,最终得到含有分子量的种类多,粘性好的酶解液,再将酶解液与混合液F、硬脂酰乳酸钙、醋酸乙烯酯、以及山梨酸钾等混合,由于酶解液中的分子量种类多、粘性好,可以和其它原料的基团复配良好使粘合剂的初粘力和黏结力提高,并且不易不发沉淀。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
<实施例1>
一种用于瓦楞纸的粘合剂的制备方法,包括以下步骤,以下原料按重量份数计:
步骤一、将25份木薯淀粉、25份玉米淀粉、20份马铃薯淀粉、10份羧甲基纤维素钠、以及180份去离子水,置于45℃的条件下水浴搅拌30min,依次加入10份醋酸钠、10份碳酸氢钠、以及10份磷酸二氢钠,继续置于45℃的条件下水浴搅拌30min,得到混合液A,其中搅拌的速度均为100r/min;
步骤二、将25份山药粉、25份大米淀粉、25份蘑芋粉、3份蔗糖脂肪酯、以及180份去离子水混合,用打蛋器搅拌3min,搅拌的速度为450r/min,然后加入1份β-环糊精、1份葡萄糖、1份水溶性壳聚糖、以及0.5份柠檬酸钠,用打蛋器搅拌3min,搅拌的速度为450r/min,得到混合液B;
步骤三、将200份混合液A、80份混合液B、0.5份氯化钠、0.5份蒸馏单甘酯、0.5份次氯酸钠、以及0.5份双氧水,置于45℃的条件下水浴搅拌2h,搅拌速度为100r/min,得混合液C;
步骤四、将250份混合液C、0.5份吡啶、以及0.5份草酰氯先置于45℃的水浴条件下搅拌10min,搅拌速度为100r/min,然后超声处理20min,超声频率为60kHz,再置于45℃的水浴条件下搅拌20min,搅拌速度为200r/min,然后超声处理10min,超声频率为60kHz,得混合液D;
步骤五、将250份混合液D、1份柠檬酸、以及5份磷酸二氢钠混合均匀,再加入0.5份二甲基十二烷基胺于70℃水浴条件下搅拌2h,搅拌速度为100r/min,然后置于红外线下照射15min,再置于35℃水浴条件下搅拌1h,搅拌速度为50r/min,得混合液E;
步骤六、将250份混合液E、150份VAE乳、8份果胶、10份乳酸钠、以及5份维生素E混合,于50℃水浴条件下搅拌10min,搅拌速度为450r/min,再置于摇床中振荡,振荡速度为20rpm,时间15min,温度为35℃,得混合液F,其中,VAE乳的玻璃转变温度小于0℃;
步骤七、将400份混合液F、15份酶解液、8份硬脂酰乳酸钙、5份醋酸乙烯酯、以及1份山梨酸钾混合均匀,置于磁场强度为60T的磁场中作用10min,然后置于紫外线下照射3min,即得粘合剂,其中,采用乙酸调节pH至6.5,采用碳酸氢钠调节pH至8;
其中,酶解液的制备方法具体为:将8份浸泡过的大米、2份马铃薯、以及10份去离子水均质打浆,然后调节pH至6.5后,加入1份α-淀粉酶和1.5份β-淀粉酶,混合均匀,反应3h,置于65℃水浴条件上加热10min,调节pH至8,再加入1.2份木瓜蛋白酶,混合均匀,于65℃水浴条件下反应1h,然后置于微波中处理后,即得酶解液,微波处理时间为5min,微波功率为900W,浸泡过的大米具体为:将大米与去离水子按质量比为1:1混合浸泡4h即可,其中浸泡温度为35℃;
在步骤一之前对木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉的预处理,具体为:将木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒度为10μm。
在步骤二之前对山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉的预处理,具体为:将山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒径为10μm。
<实施例2>
一种用于瓦楞纸的粘合剂的制备方法,包括以下步骤,以下原料按重量份数计:
步骤一、将30份木薯淀粉、30份玉米淀粉、25份马铃薯淀粉、15份羧甲基纤维素钠、以及200份去离子水,置于60℃的条件下水浴搅拌45min,依次加入10份醋酸钠、10份碳酸氢钠、以及10份磷酸二氢钠,继续置于60℃的条件下水浴搅拌45min,得到混合液A,其中搅拌的速度均为100r/min;
步骤二、将30份山药粉、30份大米淀粉、30份蘑芋粉、5份蔗糖脂肪酯、以及200份去离子水混合,用打蛋器搅拌5min,搅拌的速度为450r/min,然后加入1份β-环糊精、1份葡萄糖、1份水溶性壳聚糖、以及0.5份柠檬酸钠,用打蛋器搅拌5min,搅拌的速度为450r/min,得到混合液B;
步骤三、将200份混合液A、80份混合液B、0.5份氯化钠、0.5份蒸馏单甘酯、0.5份次氯酸钠、以及0.5份双氧水,置于60℃的条件下水浴搅拌3h,搅拌速度为100r/min,得混合液C;
步骤四、将250份混合液C、0.5份吡啶、以及0.5份草酰氯先置于60℃的水浴条件下搅拌20min,搅拌速度为100r/min,然后超声处理30min,超声频率为60kHz,再置于60℃的水浴条件下搅拌30min,搅拌速度为200r/min,然后超声处理15min,超声频率为60kHz,得混合液D;
步骤五、将250份混合液D、1份柠檬酸、以及5份磷酸二氢钠混合均匀,再加入0.5份二甲基十二烷基胺于70℃水浴条件下搅拌2h,搅拌速度为100r/min,然后置于红外线下照射15min,再置于35℃水浴条件下搅拌1.5h,搅拌速度为50r/min,得混合液E;
步骤六、将250份混合液E、150份VAE乳、8份果胶、10份乳酸钠、以及5份维生素E混合,于50℃水浴条件下搅拌20min,搅拌速度为450r/min,再置于摇床中振荡,振荡速度为20rpm,时间25min,温度为35℃,得混合液F,其中,VAE乳的玻璃转变温度小于0℃;
步骤七、将400份混合液F、15份酶解液、8份硬脂酰乳酸钙、5份醋酸乙烯酯、以及1份山梨酸钾混合均匀,置于磁场强度为60T的磁场中作用15min,然后置于紫外线下照射3min,即得粘合剂,其中,采用乙酸调节pH至7,采用碳酸氢钠调节pH至9;
其中,酶解液的制备方法具体为:将8份浸泡过的大米、2份马铃薯、以及10份去离子水均质打浆,然后调节pH至7后,加入1份α-淀粉酶和1.5份β-淀粉酶,混合均匀,反应4h,置于65℃水浴条件上加热20min,调节pH至9,再加入1.2份木瓜蛋白酶,混合均匀,于65℃水浴条件下反应2h,然后置于微波中处理后,即得酶解液,微波处理时间为5min,微波功率为900W,浸泡过的大米具体为:将大米与去离水子按质量比为1:1混合浸泡6h即可,其中浸泡温度为50℃;
在步骤一之前对木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉的预处理,具体为:将木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒度为25μm。
在步骤二之前对山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉的预处理,具体为:将山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒径为25μm。
<实施例3>
一种用于瓦楞纸的粘合剂的制备方法,包括以下步骤,以下原料按重量份数计:
步骤一、将28份木薯淀粉、28份玉米淀粉、225份马铃薯淀粉、12份羧甲基纤维素钠、以及190份去离子水,置于50℃的条件下水浴搅拌40min,依次加入10份醋酸钠、10份碳酸氢钠、以及10份磷酸二氢钠,继续置于50℃的条件下水浴搅拌40min,得到混合液A,其中搅拌的速度均为100r/min;
步骤二、将27份山药粉、28份大米淀粉、23份蘑芋粉、4份蔗糖脂肪酯、以及190份去离子水混合,用打蛋器搅拌4min,搅拌的速度为450r/min,然后加入1份β-环糊精、1份葡萄糖、1份水溶性壳聚糖、以及0.5份柠檬酸钠,用打蛋器搅拌4min,搅拌的速度为450r/min,得到混合液B;
步骤三、将200份混合液A、80份混合液B、0.5份氯化钠、0.5份蒸馏单甘酯、0.5份次氯酸钠、以及0.5份双氧水,置于50℃的条件下水浴搅拌2.5h,搅拌速度为100r/min,得混合液C;
步骤四、将250份混合液C、0.5份吡啶、以及0.5份草酰氯先置于50℃的水浴条件下搅拌15min,搅拌速度为100r/min,然后超声处理25min,超声频率为60kHz,再置于50℃的水浴条件下搅拌25min,搅拌速度为200r/min,然后超声处理12min,超声频率为60kHz,得混合液D;
步骤五、将250份混合液D、1份柠檬酸、以及5份磷酸二氢钠混合均匀,再加入0.5份二甲基十二烷基胺于70℃水浴条件下搅拌2h,搅拌速度为100r/min,然后置于红外线下照射15min,再置于35℃水浴条件下搅拌1.2h,搅拌速度为50r/min,得混合液E;
步骤六、将250份混合液E、150份VAE乳、8份果胶、10份乳酸钠、以及5份维生素E混合,于50℃水浴条件下搅拌15min,搅拌速度为450r/min,再置于摇床中振荡,振荡速度为20rpm,时间20min,温度为35℃,得混合液F,其中,VAE乳的玻璃转变温度小于0℃;
步骤七、将400份混合液F、15份酶解液、8份硬脂酰乳酸钙、5份醋酸乙烯酯、以及1份山梨酸钾混合均匀,置于磁场强度为60T的磁场中作用12min,然后置于紫外线下照射3min,即得粘合剂,其中,采用乙酸调节pH至6.8,采用碳酸氢钠调节pH至8.5;
其中,酶解液的制备方法具体为:将8份浸泡过的大米、2份马铃薯、以及10份去离子水均质打浆,然后调节pH至6.8后,加入1份α-淀粉酶和1.5份β-淀粉酶,混合均匀,反应3.5h,置于65℃水浴条件上加热15min,调节pH至8.5,再加入1.2份木瓜蛋白酶,混合均匀,于65℃水浴条件下反应1.5h,然后置于微波中处理后,即得酶解液,微波处理时间为5min,微波功率为900W,浸泡过的大米具体为:将大米与去离水子按质量比为1:1混合浸泡5h即可,其中浸泡温度为40℃;
在步骤一之前对木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉的预处理,具体为:将木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒度为20μm。
在步骤二之前对山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉的预处理,具体为:将山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉分别置于超微粉碎机中粉碎至粒径为20μm。
<对比例1>
制备方法同实施例3,其中,不同的是,步骤一处理完后,直接进行步骤三的处理,步骤三中用混合液A替代混合液B的份量。
<对比例2>
制备方法同实施例3,其中,不同的是,在步骤一之前,没有将木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉分别置于超微粉碎机中粉碎,在步骤二之前,也没有将山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉分别置于超微粉碎机中粉碎。
<对比例3>
制备方法同实施例3,其中,不同的是,步骤六中没有添加果胶、乳酸钠、以及维生素E,并且搅拌速度为200r/min,没有达到450r/min,也没有进行摇床振荡。
<对比例4>
制备方法同实施例3,其中,不同的是,步骤七中不添加酶解液。
<对比例5>
采用碱糊法制备淀粉粘合剂。
<对比例6>
采用糊精法制备淀粉粘合剂。
<对比例7>
采用氧化法制备淀粉粘合剂。
<粘合剂性能测试结果>
表1 粘合剂的性能测试结果表
如表1所示,自干时间代表粘合剂的自干速度,储存期代表粘合剂不出现沉降的期限,由对比例5~7可以看出实施例1~3的制备方法制备的粘合剂的初粘力和黏结力都显著强于碱糊法、糊精法、以及氧化法制备的粘合剂,自干时间显著更短,储存期显著更长,说明本申请的制备方法制备的粘合剂的黏结力强、自干速度快、而且储存期长;
由对比例1与实施例3对比可以看出混合液B对粘合剂最终的初粘力、黏结力、以及自干时间影响显著,对储存期影响可以忽略不计;
由对比例2与实施例3对比可以看出木薯淀粉、玉米淀粉、以及马铃薯淀粉、山药粉、大米淀粉、以及蘑芋粉的粒径对粘合剂的初粘力、自干时间、以及储存期影响显著,对黏结力影响较小;
由对比例3与实施例3对比可以看出果胶、乳酸钠、维生素E,以及搅拌速度和摇床振荡对粘合剂的初粘力、自干时间、以及储存期影响显著,对黏结力影响较小;
由对比例4民实施例3对比可以看出酶解液对粘合剂的初粘力、自干时间、以及储存期影响显著,对黏结力影响较小。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。