CN108034386A - 一种环保瓦楞纸板粘合剂及其制备方法 - Google Patents

一种环保瓦楞纸板粘合剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保瓦楞纸板粘合剂及其制备方法，涉及粘合剂技术领域。本发明瓦楞纸板粘合剂包括以下重量份的原料：玉米淀粉80～100份、轻质填充料10～20份、改性凹凸棒土6～12份、磺酸化三聚氰胺2～5份、烧碱10～16份、聚乙烯醇树脂5～10份、聚四氢呋喃醚二醇2～6份、抗氧剂BHT0.5～2份、水650～700份；制备方法包括混合浆液的制备、粘合剂混料、分散出料。本发明的粘合剂粘度高、水溶性好，提高了粘合后瓦楞纸板的抗压强度和戳穿强度等力学性能。

Description

一种环保瓦楞纸板粘合剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及粘合剂技术领域，具体涉及一种环保瓦楞纸板粘合剂及其制备方法。
背景技术：
目前，纸箱的用途越来越广泛，根据使用工况不同，对纸箱的要求也不同，这就必须根据客户的需求来使用不同的纸箱，一般纸箱包装的用瓦楞纸都是用普通的粘合剂粘合，导致瓦楞纸板脆性较强，容易折弯，并且碱性较大。
现有的瓦楞纸板生产用粘合剂大多为淀粉粘合剂，采用淀粉与碱发生胶状质变化反应，形成具有初粘性胶，降低糊化温度的功能运用。鉴于运用淀粉作粘合剂环保、价格低廉、粘合性能高、固化时间短等优点，瓦楞纸板行业内均采用该方法进行粘合，但因天然环保而出现成份和糊化点不同的淀粉分子结构差异，需要淀粉糊化高固含量、高上糊量、高糊化温度及难固化配方，浆糊性能很难稳定，导致粘结剂的力学性能不稳定，亟待进一步改进。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种环保瓦楞纸板粘合剂及其制备方法，该粘合剂粘度高、水溶性好，提高了粘合后瓦楞纸板的抗压强度和戳穿强度等力学性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
本发明提供了一种环保瓦楞纸板粘合剂，包括以下重量份的原料：玉米淀粉80～100份、轻质填充料10～20份、改性凹凸棒土6～12份、磺酸化三聚氰胺2～5份、烧碱10～16份、聚乙烯醇树脂5～10份、聚四氢呋喃醚二醇2～6份、抗氧剂BHT 0.5～2份、水650～700份。
优选地，包括以下重量份的原料：玉米淀粉92份、轻质填充料15份、改性凹凸棒土7份、磺酸化三聚氰胺3份、烧碱12份、聚乙烯醇树脂7份、聚四氢呋喃醚二醇3份、抗氧剂BHT1.2份、水680份。
优选地，所述轻质填充料为气相二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米硫酸钙、空心玻璃微珠中的一种或多种的组合。
本发明所述改性凹凸棒土是将20～40重量份的凹凸棒土加入250～500重量份的3～8wt％的盐酸溶液中，30～40℃搅拌20～30min后，离心分离5～10min，过滤，烘干得到。由于凹凸棒土酸化改性，氢离子会置换凹凸棒土内部的钠离子与钾离子，使得其孔隙率更高，粘结性更强。
本发明还提供了上述环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉、改性凹凸棒土加入到反应容器中，加入适量水，28～32℃搅拌30～50min得到淀粉溶液；烧碱配制成15～25wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，高速搅拌3～5min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇和余量水，水浴升温至35～42℃，保温搅拌20～30min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌10～20min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在1500～2000r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
优选地，所述步骤1)制浆机的叶轮转速为1200～1400r/min。
本发明的有益效果是：1、本发明的瓦楞纸板粘合剂，各成分环保无毒，选取常规的玉米淀粉与碱液，加入改性后的凹凸棒土，由于凹凸棒土酸化改性，氢离子会置换凹凸棒土内部的钠离子与钾离子，使得其孔隙率更高，粘结性更强，吸收了碱性的淀粉溶液后，显著提高了淀粉糊化固含量、上糊量、糊化温度，降低了用量和成本。
2、玉米淀粉反应得到的混合浆液，配合减水剂磺酸化三聚氰胺，以及水溶后具有良好粘接性、成膜性的聚乙烯醇树脂，粘合剂常用添加剂聚四氢呋喃醚二醇，轻质填料和抗氧剂BHT，使得该瓦楞纸板粘合剂对瓦楞纸板粘合后，力学性能如抗压强度、戳穿强度有所改善。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种环保瓦楞纸板粘合剂，包括以下重量份的原料：玉米淀粉85份、气相二氧化硅10份、纳米碳酸钙3份、改性凹凸棒土8份、磺酸化三聚氰胺3份、烧碱11份、聚乙烯醇树脂7份、聚四氢呋喃醚二醇3份、抗氧剂BHT 0.8份、水665份。其中，改性凹凸棒土是将30重量份的凹凸棒土加入330重量份的5wt％的盐酸溶液中，32℃搅拌26min后，离心分离8min，过滤，烘干得到。
上述环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉、改性凹凸棒土加入到反应容器中，加入适量水，30℃搅拌40min得到淀粉溶液；烧碱配制成20wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，叶轮转速1300r/min下高速搅拌3min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇、轻质填充料和余量水，水浴升温至40℃，保温搅拌25min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌16min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在1800r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
实施例2
一种环保瓦楞纸板粘合剂，包括以下重量份的原料：玉米淀粉92份、纳米硫酸钙15份、改性凹凸棒土10份、磺酸化三聚氰胺5份、烧碱12份、聚乙烯醇树脂9份、聚四氢呋喃醚二醇6份、抗氧剂BHT 1.3份、水680份。其中，改性凹凸棒土是将25重量份的凹凸棒土加入250重量份的8wt％的盐酸溶液中，40℃搅拌26min后，离心分离8min，过滤，烘干得到。
上述环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉、改性凹凸棒土加入到反应容器中，加入适量水，32℃搅拌30min得到淀粉溶液；烧碱配制成18wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，叶轮转速1400r/min下高速搅拌3min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇、轻质填充料和余量水，水浴升温至40℃，保温搅拌30min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌20min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在1700r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
实施例3
一种环保瓦楞纸板粘合剂，包括以下重量份的原料：玉米淀粉93份、空心玻璃微珠17份、改性凹凸棒土11份、磺酸化三聚氰胺5份、烧碱15份、聚乙烯醇树脂8份、聚四氢呋喃醚二醇6份、抗氧剂BHT 1.6份、水700份。其中，改性凹凸棒土是将38重量份的凹凸棒土加入460重量份的6wt％的盐酸溶液中，40℃搅拌20min后，离心分离10min，过滤，烘干得到。
上述环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉、改性凹凸棒土加入到反应容器中，加入适量水，32℃搅拌45min得到淀粉溶液；烧碱配制成22wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，叶轮转速1400r/min下高速搅拌5min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇、轻质填充料和余量水，水浴升温至42℃，保温搅拌20min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌18min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在1900r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
实施例4
一种环保瓦楞纸板粘合剂，包括以下重量份的原料：玉米淀粉100份、气相二氧化硅20份、改性凹凸棒土12份、磺酸化三聚氰胺5份、烧碱16份、聚乙烯醇树脂9份、聚四氢呋喃醚二醇5份、抗氧剂BHT 1.6份、水680份。其中，改性凹凸棒土是将40重量份的凹凸棒土加入500重量份的6wt％的盐酸溶液中，40℃搅拌30min后，离心分离10min，过滤，烘干得到。
上述环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉、改性凹凸棒土加入到反应容器中，加入适量水，32℃搅拌50min得到淀粉溶液；烧碱配制成25wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，叶轮转速1400r/min下高速搅拌5min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇、轻质填充料和余量水，水浴升温至40℃，保温搅拌26min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌15min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在2000r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
对比例1
一种环保瓦楞纸板粘合剂，包括以下重量份的原料：玉米淀粉85份、气相二氧化硅10份、纳米碳酸钙3份、磺酸化三聚氰胺3份、烧碱11份、聚乙烯醇树脂7份、聚四氢呋喃醚二醇3份、抗氧剂BHT 0.8份、水665份。
上述环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉加入到反应容器中，加入适量水，30℃搅拌40min得到淀粉溶液；烧碱配制成20wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，叶轮转速1300r/min下高速搅拌3min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇、轻质填充料和余量水，水浴升温至40℃，保温搅拌25min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌16min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在1800r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
对比例2
一种环保瓦楞纸板粘合剂，包括以下重量份的原料：玉米淀粉85份、改性凹凸棒土8份、磺酸化三聚氰胺3份、烧碱11份、聚乙烯醇树脂7份、聚四氢呋喃醚二醇3份、抗氧剂BHT0.8份、水665份。其中，改性凹凸棒土是将30重量份的凹凸棒土加入330重量份的5wt％的盐酸溶液中，32℃搅拌26min后，离心分离8min，过滤，烘干得到。
上述环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉、改性凹凸棒土加入到反应容器中，加入适量水，30℃搅拌40min得到淀粉溶液；烧碱配制成20wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，叶轮转速1300r/min下高速搅拌3min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇和余量水，水浴升温至40℃，保温搅拌25min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌16min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在1800r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
对上述实施例、对比例制备的环保瓦楞纸板粘合剂进行了剥离强度的测试，并使用常规方法将其应用到瓦楞纸板的粘合，测试粘合后瓦楞纸板的抗压强度与戳穿强度，具体结果见下表：
表1.实施例、对比例环保瓦楞纸板粘合剂性能测试结果
项目 剥离强度/N·m 抗压强度/MPa 戳穿强度/J
实施例1 15.3 4.5 10.21
实施例2 15.1 4.3 10.14
实施例3 14.9 4.1 10.08
实施例4 14.7 3.9 9.97
对比例1 11.5 2.3 6.48
对比例2 12.2 2.5 6.51
由上表可以看出，本发明实施例的环保瓦楞纸板粘合剂剥离强度较高，应用到粘合后的瓦楞纸板的力学性能如抗压强度、戳穿强度优良。改性凹凸棒土、轻质填充料对该粘合剂的力学性能、耐温性、耐腐蚀性起到尤为关键的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种环保瓦楞纸板粘合剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：玉米淀粉80～100份、轻质填充料10～20份、改性凹凸棒土6～12份、磺酸化三聚氰胺2～5份、烧碱10～16份、聚乙烯醇树脂5～10份、聚四氢呋喃醚二醇2～6份、抗氧剂BHT 0.5～2份、水650～700份。
2.根据权利要求1所述的环保瓦楞纸板粘合剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：玉米淀粉92份、轻质填充料15份、改性凹凸棒土7份、磺酸化三聚氰胺3份、烧碱12份、聚乙烯醇树脂7份、聚四氢呋喃醚二醇3份、抗氧剂BHT 1.2份、水680份。
3.根据权利要求1所述的环保瓦楞纸板粘合剂，其特征在于，所述轻质填充料为气相二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米硫酸钙、空心玻璃微珠中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照重量份将玉米淀粉、改性凹凸棒土加入到反应容器中，加入适量水，28～32℃搅拌30～50min得到淀粉溶液；烧碱配制成15～25wt％的碱液；淀粉溶液与碱液混合后加入制浆机，高速搅拌3～5min得到混合浆液；
2)向步骤1)的混合浆液中加入磺酸化三聚氰胺、聚乙烯醇树脂、聚四氢呋喃醚二醇、轻质填充料和余量水，水浴升温至35～42℃，保温搅拌20～30min后，加入抗氧剂BHT，关闭加热，继续搅拌10～20min，得到粘合剂混料；
3)将粘合剂混料投入分散机中，在1500～2000r/min的转速下再次混合出料，即得到该瓦楞纸板粘合剂。
5.根据权利要求4所述的环保瓦楞纸板粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)制浆机的叶轮转速为1200～1400r/min。
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