CN108250991B - 一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属环保型淀粉胶，特别涉及一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法，它包括保护胶体1～6%、聚合体系5～18%、淀粉5～10%、无机填料2～5%、引发剂0.1～0.5%、增塑剂0.2～1.5%、杀菌剂0.1～0.3%、去离子水60～85%、乳化剂1～5%、金属离子螯合剂0.1～0.5%、pH值调节剂0.5～3%、消泡剂0.1～0.5%；经过分散、溶解、聚合、增塑、增强、保质等步骤即可得到环保型淀粉胶。本发明淀粉胶环保、存储稳定性好、附着力高，尤其是其成本低、粘接强度高、稀释成膜性好、易涂刷，广泛应用在木材加工、家具组装、建筑物内墙面装饰、纤维板、瓦楞纸板包装箱、日用和装裱等很多领域。

Description

一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法

技术领域

本发明属环保型水基胶粘剂，尤其涉及一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法。

背景技术

淀粉胶粘剂是以天然淀粉胶（如玉米淀粉、小麦淀粉、土豆淀粉、大米淀粉、木薯淀粉和甜薯淀粉等）为主剂，水为溶剂，经糊化、氧化、络合以及其他改性技术制备的天然环境友好型粘接物质。淀粉胶具有无毒无味、对环境无污染、原料来源丰富、价格低廉等优点，在木材加工、家具组装、包装材料、建筑装潢及纸张、泡沫、塑料、日用和装裱等领域应用较多。

淀粉是一种可再生天然高分子化合物，具有良好的胶合性和成膜性能，但淀粉作为胶粘剂使用，必须经过改性，传统的淀粉改性方式有糊化、氧化、酯化、交联、接枝及复合改性等。经过这些工艺合成的淀粉胶存在工艺复杂，胶液存储稳定性不好、稀释成膜性差、粘接强度低、涂刷性差、干燥速度慢等缺点。本专利就是为解决以上问题而研制。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法。该环保型淀粉胶具有环保效能显著，存储稳定性强，胶液稀释成膜性好，粘接强度高，涂刷性好，干燥速度快，制备工艺简单，附着力高，成本低廉等特点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法，其特征在于，以重量百分含量计，包括以下组份：

保护胶体 1～6%；

聚合体系 5～18%；

淀粉 5～10%；

无机填料 2～5%；

引发剂 0.1～0.5%；

增塑剂 0.2～1.5%；

杀菌剂 0.1～0.3%；

去离子水 60～85%。

作为一种优选方案，本发明还包括金属离子螯合剂、pH值调节剂、乳化剂及消泡剂；所述金属离子螯合剂、pH值调节剂、乳化剂及消泡剂的重量百分含量依次为：0.1～0.5%、0.5～3%、1～5%及0.1～0.5%。

进一步地，本发明所述保护胶体为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠中的一种或两种；所述聚合体系为醋丙聚合、苯丙聚合或纯丙聚合中的一种。

进一步地，本发明所述醋丙聚合采用单体为醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述苯丙聚合采用单体为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述纯丙聚合采用单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、大米淀粉或甘薯淀粉中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、膨润土及高岭土中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯（DEDB）、二丙二醇二苯甲酸酯（DPGDB）或三甘醇二苯甲酸酯（TEDB）中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述杀菌剂为parmetol K40、Defros M-10或Defros BM中的一种或两种以上的混合物。

上述可用于装饰环保型淀粉胶的制备方法，具体步骤如下：

a、分散，将淀粉加入比例量的去离子水中，分散15min；

b、溶解，加入保护胶体，升温至80～90℃，保温1h，使其全部溶解；

c、聚合，内温降至78～86℃之间，加入乳化剂、金属离子螯合剂、PH值调节剂、消泡剂及第一批引发剂，反应10～20min后，开始滴加聚合体系，同时开始滴加第二批引发剂，滴加温度控制在75～88℃，滴加时间为3～5h，引发剂在聚合体系滴加结束30min后滴完，保温90min，保温结束后开始降温；按重量百分含量计，所述的第一批引发剂和第二批引发剂各占引发剂总量的1/2；

d、增塑，内温降至60℃，加入增塑剂；

f、增强与保质，内温降至50℃，加入无机填料及杀菌剂，继续搅拌1h，得到环保型淀粉胶。

本发明具有如下特点。

a、本发明属于水基型环保胶粘剂产品，无毒，无腐蚀，无刺激，无污染。

b、本发明的可用于装饰的环保型淀粉胶，具有流动性好，涂刷性好、抛光性佳，粘接强度大，附着力高，稀释成膜性好，成本低廉。

c、本发明制备工艺简单，可操作性强，产品存储稳定性好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。这些实施例仅用于例证的目的，本发明的保护范围不局限例证范畴。

本发明在醋丙、苯丙、纯丙体系中引入淀粉，配合无机填料、消泡剂、增塑剂、杀菌剂等，制得用于装饰的环保型淀粉胶，其成膜性好，存储稳定性好，抛光性佳，粘接强度大，附着力高，涂刷性好，成本低廉。

比较例：

传统淀粉白乳胶制备方法，其组份和具体配比构成：

聚乙烯醇 1788 90g；

聚醋酸乙烯酯乳液 45g；

马铃薯淀粉 66g；

甲醛 6g；

盐酸 6g；

去离子水 87g。

制备方法的具体步骤如下：

a、将聚乙烯醇1788加入去离子水中，升温至98℃溶解5h；

b、加入一定量的盐酸和甲醛，使溶解好的聚乙烯醇1788溶液降温至90℃时，缓慢加入预先稀释成糊状的马铃薯淀粉，保温30min；

c、降温至65℃，加入聚醋酸乙烯酯乳液，搅拌2h，即可得到淀粉白乳胶。

实施例1：

一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法，其组份和具体配比构成：

聚乙烯醇 2088 11.3g；

醋酸乙烯酯单体 18.4g；

丙烯酸单体 0.4g；

玉米淀粉 20.6g

轻质碳酸钙 7.2g；

过硫酸铵 0.4g；

增塑剂 DEDB 2.2g；

乙二胺四乙酸二钠 0.4g；

乙酸钠 3.0g；

消泡剂 DAPRO AP 7072 0.6g；

杀菌剂 Defros BM 0.5g；

去离子水 239.0g。

制备方法的具体步骤如下：

a、分散，将玉米淀粉加入去离子水中，分散15min；

b、溶解，加入聚乙烯醇2088，于80～90℃保温1h至聚乙烯醇2088全部溶解；

c、聚合，内温降至80℃，加入乙二胺四乙酸二钠（金属离子螯合剂）、乙酸钠（PH值调节剂）、消泡剂DAPRO AP 7072（消泡剂）及1/2过硫酸铵水溶液，反应15min后，开始滴加醋酸乙烯酯单体及丙烯酸单体，同时开始滴加剩余1/2过硫酸铵水溶液，滴加温度控制在75～88℃，滴加时间为3.5h，过硫酸铵（引发剂）在醋酸乙烯酯单体及丙烯酸单体滴加结束30min后滴完，保温90min，保温结束后开始降温；

d、增塑，内温降至60℃，加入增塑剂DEDB；

f、增强与保质，内温降至50℃，加入轻质碳酸钙及杀菌剂Defros BM，继续搅拌1h，得到环保型淀粉胶。

实施例2：

一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法，其组份和具体配比构成：

聚丙烯酸钠 4.2g；

乳化剂 NP-10 8.6g；

苯乙烯单体 21.8g；

丙烯酸丁酯单体 22.8g；

甲基丙烯酸单体 1.0g；

甲基丙烯酸甲酯单体 2.0g；

土豆淀粉 19.5g；

重质碳酸钙 8.4g；

过硫酸钾 0.5g；

增塑剂 TEDB 1.8g；

消泡剂DAPRO AP 7072 0.8g；

杀菌剂 parmetol K40 0.6g；

去离子水 208.0g。

制备方法的具体步骤如下：

a、分散，将土豆淀粉加入去离子水中，分散15min；

b、溶解，加入聚丙烯酸钠，于80～90℃保温1h至聚丙烯酸钠全部溶解；

c、聚合，内温降至85℃，加入乳化剂NP-10、消泡剂DAPRO AP 7072及1/2过硫酸钾水溶液，反应10min后，开始滴加单体（苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体、甲基丙烯酸单体及甲基丙烯酸甲酯单体），同时开始滴加剩余1/2过硫酸钾水溶液，滴加温度控制在85～88℃，滴加时间为4h，过硫酸钾（引发剂）在上述单体滴加结束30min后滴完，保温90min，保温结束后开始降温；

d、增塑，内温降至60℃，加入增塑剂TEDB；

f、增强与保质，内温降至50℃，加入重质碳酸钙及杀菌剂parmetol K40，继续搅拌1h，得到环保型淀粉胶。

实施例3：

一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法，其组份和具体配比构成：

聚丙烯酸钠 12.6g；

乳化剂 NP-10 11.4g；

丙烯酸丁酯单体 15.8g；

丙烯酸单体 1.0g；

甲基丙烯酸甲酯单体 30.5g；

大米淀粉 17.0g；

滑石粉 11.0g；

过硫酸铵 0.5g；

增塑剂 DEDB 2.0g；

杀菌剂 Defros M-10 0.5g；

去离子水 198g。

制备方法的具体步骤如下：

a、分散，将大米淀粉加入去离子水中，分散15min；

b、溶解，加入聚丙烯酸钠，于80-90℃保温1h至聚丙烯酸钠全部溶解；

c、聚合，内温降至86℃，加入乳化剂NP-10及1/2过硫酸铵水溶液，反应15min后，开始滴加单体（丙烯酸丁酯单体、丙烯酸单体及甲基丙烯酸甲酯单体），同时开始滴加剩余1/2过硫酸铵水溶液，滴加温度控制在85～88℃，滴加时间为3h，过硫酸铵（引发剂）在上述单体滴加结束30min后滴完，保温90min，保温结束后开始降温；

d、增塑，内温降至60℃，加入增塑剂DEDB；

f、增强与保质，内温降至50℃，加入滑石粉及杀菌剂Defros M-10，继续搅拌1h，得到环保型淀粉胶。

比较例为传统淀粉白乳胶制备方法的一种，实施例1-3为一种可用于装饰环保型淀粉胶及其制备方法。

压缩剪切强度，按照HG/T2727-2010方法粘接；残留甲醛，执行GB 18583-2008标准：水基型/聚乙酸乙烯酯胶粘；稀释成膜性，将100g胶样于300g水中混合均匀，取适量在PVC片上涂膜，于70±2℃烘箱中放置2h后，冷却至室温，观察胶膜状态；存储稳定性，于密闭容器中，常温贮存。

比较例与实施例所制得的淀粉胶的性能对比如表1所示。

表1 胶样性能对比

由表1测试数据表明，本发明所制得的淀粉胶强度满足行业标准HG/T2727-2010的要求，且具有很好的稀释成膜性和存储稳定性，无毒，环保，可用于木材加工、装饰装修及日用等多领域。

可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于，以重量百分含量计，包括以下组份：

保护胶体 1～6%；

聚合体系 5～18%；

淀粉 5～10%；

无机填料 2～5%；

引发剂 0.1～0.5%；

增塑剂 0.2～1.5%；

杀菌剂 0.1～0.3%；

去离子水 60～85%；

还包括金属离子螯合剂、pH值调节剂、乳化剂及消泡剂，所述金属离子螯合剂、pH值调节剂、乳化剂及消泡剂的重量百分含量依次为：0.1～0.5%、0.5～3%、1～5%、及0.1～0.5%；

所述保护胶体为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠中的一种或两种；所述聚合体系为醋丙聚合、苯丙聚合或纯丙聚合中的一种；

所述醋丙聚合采用单体为醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于：所述苯丙聚合采用单体为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于：所述纯丙聚合采用单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、大米淀粉或甘薯淀粉中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于：所述无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、膨润土及高岭土中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于：所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯或三甘醇二苯甲酸酯中的一种或两种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶，其特征在于：所述杀菌剂为parmetol K40、Defros M-10或Defros BM中的一种或两种以上的混合物。

9.根据权利要求1～8任一所述的一种可用于装饰环保型淀粉胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

a、分散，将淀粉加入比例量的去离子水中，分散15min；

b、溶解，加入保护胶体，升温至80～90℃，保温1h，使其全部溶解；

c、聚合，内温降至78～86℃之间，加入乳化剂、金属离子螯合剂、PH值调节剂、消泡剂及第一批引发剂，反应10～20min后，开始滴加聚合体系，同时开始滴加第二批引发剂，滴加温度控制在75～88℃，滴加时间为3～5h，引发剂在聚合体系滴加结束30min后滴完，保温90min，保温结束后开始降温；按重量百分含量计，所述的第一批引发剂和第二批引发剂各占引发剂总量的1/2；

d、增塑，内温降至60℃，加入增塑剂；

f、增强与保质，内温降至50℃，加入无机填料及杀菌剂，继续搅拌1h，得到环保型淀粉胶。