CN107815270A - 一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂及其制备方法，水性胶黏剂由如下组分组成：胶黏成分45‑55重量份；驱避剂0.8‑1.2重量份；无机交联剂0.5‑0.8重量份；有机交联剂1.5‑2.5重量份；强碱化合物3.0‑4.0重量份；消泡剂2.0‑3.6重量份；稀释剂10‑15重量份。制备方法包括如下步骤：S1碱液制备；S2原料交联；S3成品制备。本发明具有成本低、防虫蚁蛀蚀性能好、防水防潮性能好以及粘和强度高的优点。

Description

一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及粘胶剂制备技术领域，具体涉及一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂及其制备方法。

背景技术

胶接是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。胶接近代发展最快，应用行业极广。胶黏剂的分类方法很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等；按应用对象分为结构型、非构型或特种胶；接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。

胶黏剂是通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，统称为胶黏剂，又叫黏合剂，习惯上简称为胶。简而言之，胶黏剂就是通过黏合作用，能使被黏物结合在一起的物质。从物理化学观点看，机械作用并不是产生粘接力的因素，而是增加粘接效果的一种方法。胶黏剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处，固化后在界面区产生了啮合力，这些情况类似钉子与木材的接合或树根植入泥土的作用。机械连接力的本质是摩擦力。在粘合多孔材料、纸张、织物等时，机构连接力是很重要的，但对某些坚实而光滑的表面，这种作用并不显著。

目前，常用的胶黏剂主要有溶剂型、水基型和热熔型。其中，溶剂型胶黏剂含有苯、甲苯等挥发性有机溶剂，使用过程中所带来的毒害性和环境污染问题而影响其产量。水基型胶黏剂由50％水构成，无污染且价格低廉，但其存在乳液粘度大，不利于快速施工，粘接强度小，使用范围窄，常温易回粘的问题，不利于高速自动化生产，且需要贴覆离型膜，成本较高。热熔型胶黏剂在熔融状态下涂布，冷却成固态即完成粘连，但其粘接强度较低，主要用于布料等对粘接强度要求不高的场合。

在现有技术中，水性胶黏剂的使用范围较窄，在用于瓦楞纸箱用的胶黏剂中，常使用各种添加剂，一般需要添加PE等交联剂，制备得到的胶黏剂在用于制作瓦楞纸箱，制备得到的瓦楞纸箱的防水性能会高于未添加PE交联剂，但是瓦楞纸箱容易被虫蚁蛀蚀，从而影响质量或者保存时限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂及其制备方法，解决了瓦楞纸箱用胶黏剂耐水防潮性差、粘和强度差以及防虫蚁性能差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，由如下组分组成：

瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂的成分由胶黏成分、驱避剂、无机交联剂、有机交联剂、强碱化合物、消泡剂和稀释剂组成，其中胶黏成分为主要胶黏物质，具有良好的胶黏效果，且成本低；添加驱避剂对虫蚁具有良好的驱避效果，能达到防虫蚁蛀蚀，延长保存时限；无机交联剂和有机交联剂均能增强胶黏剂的胶黏效果，从而达到增强瓦楞纸箱的防水防潮性以及粘和强度。

进一步地，所述胶黏成分为淀粉；所述淀粉的蛋白质含量≤0.35％；所述淀粉为玉米淀粉。

淀粉是一种多糖。制造淀粉是植物贮存能量的一种方式。分子式(C6H10O5)n。淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含淀粉的物质中提取而得。

淀粉分为载体淀粉(糊化淀粉)、主体淀粉(生淀粉)。载体淀粉:一种稀淀粉分散体充当载体悬浮与输送颗粒控制水分和粘合剂对纸页的渗透有助于湿态结合强度的形成。主体淀粉:为直径10-25um的不溶性颗粒加热到一定的凝胶温度即吸收水分膨胀至凝胶化。

进一步地，所述驱避剂由如下组分组成：

环己胺 3-5重量份；

柠檬醛 0.6-0.9重量份；

月桂烯 1.2-1.5重量份。

将三者混合搅拌均匀即得驱避剂。

驱避剂选择环己胺和萜类化合物混合制备得到，其中萜类化合物选择柠檬醛和月桂烯，两者的用量少于环己胺，其中环己胺具有良好的杀菌和驱虫效果，萜类化合物中的柠檬醛和月桂烯具有一定芳香气味和良好的驱除蚁害的作用；将三者混合制备得到的驱避剂添加至水性胶黏剂中，不会对水性胶黏剂产生不利影响，不会导致胶黏剂易老化硬化变形等问题。

环己胺为无色液体。有鱼腥胺气味。相对密度0.8647(25/25℃)。沸点134.5℃。凝固点-17.7℃。折射率1.4565(25℃)。能与水和一般有机溶剂混溶。能随水蒸气挥发，并与水形成共沸混合物。易燃、有毒。用于合成脱硫剂、腐蚀抑制剂、硫化促进剂、乳化剂、抗静电剂、胶乳凝聚剂、石油产品添加剂、阻蚀剂、杀菌剂、杀虫剂等。可由环己醇氨解，或由苯胺在高温和高压下加氢而制得。

柠檬醛是淡黄色有柠檬香味的油状易挥发液体，难溶于水，可溶于乙醇、乙醚、丙二醇、甘油、矿物油等有机溶剂。相对密度0.891(25/25℃)，沸点228-229℃。存在于柑橘油、柠檬油、柠檬草油、山苍子油、白柠檬油、马鞭草油等植物精油。柠檬醛可从精油中分出；也可从工业香叶醇(及橙花醇)用铜催化剂减压气相脱氢得到；也可从脱氢芳樟醇在钒催化剂作用下合成。柠檬醛可用于制造柑橘香味食品香料，因易氧化并聚合而变色，只用于中性介质中；还用于合成异胡薄荷醇、羟基香茅醛和紫罗兰酮，紫罗兰酮是合成维生素A的原料。柠檬醛是一种萜类化合物。

月桂烯主要用于合成芳樟醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、香茅醛、紫罗兰酮等多种化合物的原料。可用于配制食用香精。2.用于合成芳樟醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、香茅醛、紫罗兰酮等多种化合物的原料。月桂烯是一种萜类化合物。

进一步地，所述无机交联剂为硼砂。无机交联剂选用硼砂，硼砂具有一定毒性，添加量较少，减少胶黏剂使用过程中的安全隐患。

硼砂，一般写作Na2B4O7·10H2O，是非常重要的含硼矿物及硼化合物。通常为含有无色晶体的白色粉末，易溶于水。硼砂有广泛的用途，可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂，也可用于配置缓冲溶液和制取其他硼化合物等。市售硼砂往往已经部分风化。硼砂毒性较高，世界各国多禁用为食品添加物。人体若摄入过多的硼，会引发多脏器的蓄积性中毒。主要用于玻璃和搪瓷行业。在玻璃中，可增强紫外线的透射率，提高玻璃的透明度及耐热性能。在搪瓷制品中，可使瓷釉不易脱落而使其具有光泽。在特种光学玻璃、玻璃纤维、有色金属的焊接剂、珠宝的粘结剂、印染、洗涤(丝和毛织品等)、金的精制、化妆品、农药、肥料、硼砂皂、防腐剂、防冻剂和医学用消毒剂等方面也有广泛的应用。硼砂是制取含硼化合物的基本原料，几乎所有的含硼化物都可经硼砂来制得。它们在冶金、钢铁、机械、军工、刀具、造纸、电子管、化工及纺织等部门中都有着重要而广泛的用途。

进一步地，所述有机交联剂为聚氨酯。

聚氨酯用于航空、铁路、建筑、体育等方面；用于木制家具及金属的表面罩光；用于贮罐、管道、冷库、啤酒、发酵罐、保鲜桶的绝热保温保冷，房屋建筑绝热防水，也可用于预制聚氨酯板材；可用于制造塑料制品、耐磨合成橡胶制品、合成纤维、硬质和软质泡沫塑料制品、胶粘剂和涂料等；用于各类木器、化工设备、电讯器材和仪表及各种运输工具的表面涂饰。聚氨酯树脂作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用。聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等；软质泡沫体用于车辆、居室、服装的衬垫，硬质泡沫体用作隔热、吸音、包装、绝缘以及低发泡合成木材，涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护，水池水坝和建筑防渗漏材料，以及织物涂层等。胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的粘着力。此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等。

进一步地，所述强碱化合物为氢氧化钠。

氢氧化钠在水处理中可作为碱性清洗剂，溶于乙醇和甘油；不溶于丙醇、乙醚。在高温下对碳钠也有腐蚀作用。与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。与酸类起中和作用而生成盐和水。氢氧化钠(NaOH)的用途极广。用于造纸、肥皂、染料、人造丝、制铝、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯，以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。

进一步地，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚。

进一步地，所述稀释剂为蒸馏水。

一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

S1碱液制备：将强碱化合物加入稀释剂中，在80-100℃搅拌至完全溶解，得到碱液待用；

S2原料交联：将胶黏成分、无机交联剂和有机交联剂一次性加入S1步骤中的碱液中，在110-130℃搅拌2.0-3.0h，冷却至室温，得到交联混合物待用；

S3成品制备：将驱避剂和消泡剂加入S2步骤的交联混合物中，室温搅拌30-60min，静置10-15min，转至密闭容器中保存。

进一步地，所述搅拌的转速为300rpm。

水性胶黏剂的制备过程中，首先制备碱液，其次将胶黏成分加入，碱液会使胶黏成分中的蛋白质变性，选用的淀粉蛋白质需含量低；加入交联剂之后高温加热交联，制备得到的胶黏混合物粘连性能强；驱避剂用于室温搅拌加热，最终转至密闭容器保存，避免接触空气导致快速氧化老化变质等问题。

本发明的有益效果是：

1.瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂的成分由胶黏成分、驱避剂、无机交联剂、有机交联剂、强碱化合物、消泡剂和稀释剂组成，其中胶黏成分为主要胶黏物质，具有良好的胶黏效果，且成本低；添加驱避剂对虫蚁具有良好的驱避效果，能达到防虫蚁蛀蚀，延长保存时限；无机交联剂和有机交联剂均能增强胶黏剂的胶黏效果，从而达到增强瓦楞纸箱的防水防潮性以及粘和强度；

2.驱避剂选择环己胺和萜类化合物混合制备得到，其中萜类化合物选择柠檬醛和月桂烯，两者的用量少于环己胺，其中环己胺具有良好的杀菌和驱虫效果，萜类化合物中的柠檬醛和月桂烯具有一定芳香气味和良好的驱除蚁害的作用；将三者混合制备得到的驱避剂添加至水性胶黏剂中，不会对水性胶黏剂产生不利影响，不会导致胶黏剂易老化硬化变形等问题；

3.无机交联剂选用硼砂，硼砂具有一定毒性，添加量较少，减少胶黏剂使用过程中的安全隐患；

4.水性胶黏剂的制备过程中，首先制备碱液，其次将胶黏成分加入，碱液会使胶黏成分中的蛋白质变性，选用的淀粉蛋白质需含量低；加入交联剂之后高温加热交联，制备得到的胶黏混合物粘连性能强；驱避剂用于室温搅拌加热，最终转至密闭容器保存，避免接触空气导致快速氧化老化变质等问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，由如下组分组成：

具体地，所述胶黏成分为淀粉；所述淀粉的蛋白质含量≤0.35％；所述淀粉为玉米淀粉。

具体地，所述驱避剂由如下组分组成：

环己胺 3-5重量份；

柠檬醛 0.6-0.9重量份；

月桂烯 1.2-1.5重量份。

具体地，所述无机交联剂为硼砂。

具体地，所述有机交联剂为聚氨酯。

具体地，所述强碱化合物为氢氧化钠。

具体地，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚。

具体地，所述稀释剂为蒸馏水。

实施例1-实施例6的胶黏剂的组成成分如表1所示，实施例1-实施例4为本发明中限定的胶黏剂的组成参数，实施例5中驱避剂含量多于本发明中限定的参数含量，实施例6中不含有驱避剂。

表1实施例1-实施例6的胶黏剂的组成成分

一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

S1碱液制备：将强碱化合物加入稀释剂中，在80-100℃搅拌至完全溶解，得到碱液待用；

S2原料交联：将胶黏成分、无机交联剂和有机交联剂一次性加入S1步骤中的碱液中，在110-130℃搅拌2.0-3.0h，冷却至室温，得到交联混合物待用；

S3成品制备：将驱避剂和消泡剂加入S2步骤的交联混合物中，室温搅拌30-60min，静置10-15min，转至密闭容器中保存。

具体地，所述搅拌的转速为300rpm。

实施例1-实施例6的胶黏剂的制备参数如表2所示，实施例1-实施例4为本发明中限定的胶黏剂的组成参数，实施例5中驱避剂含量多于本发明中限定的参数含量，实施例6中不含有驱避剂。

表2实施例1-实施例6的胶黏剂的制备参数

实施例1-实施例6的胶黏剂将棉球沾水后贴于未经过干燥处理的双向拉伸聚丙烯薄膜的粘胶涂层上，保持16h，观察是否发白，以测试水性热活化粘胶剂的耐水性。类似地，将对比例中其他的乳液形成的涂层进行同样的耐水性测试。实施例1-实施例6的胶黏剂在25℃的条件下，利用粘度测试仪对实施例1、2、3中制备的水性热活化粘胶剂、以及对比例中的乳液进行粘度测试。测试结果如表3所示，实施例1-实施例4为本发明中限定的胶黏剂的组成参数，实施例5中驱避剂含量多于本发明中限定的参数含量，实施例6中不含有驱避剂。

表3测试数据

从表3的数据中可以得出，实施例1-实施例4的防水防潮性能优良。驱避剂加入量过多会导致防水性能差，不加入驱避剂的防虫蚁性能差，容易被蛀蚀。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，由如下组分组成：

胶黏成分 45-55重量份；

驱避剂 0.8-1.2重量份；

无机交联剂 0.5-0.8重量份；

有机交联剂 1.5-2.5重量份；

强碱化合物 3.0-4.0重量份；

消泡剂 2.0-3.6重量份；

稀释剂 10-15重量份。

2.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，所述胶黏成分为淀粉；所述淀粉的蛋白质含量≤0.35%；所述淀粉为玉米淀粉。

3.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，所述驱避剂由如下组分组成：

环己胺 3-5重量份；

柠檬醛 0.6-0.9重量份；

月桂烯 1.2-1.5重量份。

4.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，所述无机交联剂为硼砂。

5.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，所述有机交联剂为聚氨酯。

6.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，所述强碱化合物为氢氧化钠。

7.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚。

8.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂，其特征在于，所述稀释剂为蒸馏水。

9.权利要求1-8任一项所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1碱液制备：将强碱化合物加入稀释剂中，在80-100℃搅拌至完全溶解，得到碱液待用；

S2原料交联：将胶黏成分、无机交联剂和有机交联剂一次性加入S1步骤中的碱液中，在110-130℃搅拌2.0-3.0h，冷却至室温，得到交联混合物待用；

S3成品制备：将驱避剂和消泡剂加入S2步骤的交联混合物中，室温搅拌30-60min，静置10-15min，转至密闭容器中保存。

10.根据权利要求9所述的一种瓦楞纸箱制作用水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为300rpm。