CN109337608A - 一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，通过淀粉和高岭土、二氧化钛的有机结合，可以在温度升到着火点左右的温度时，会先行吸收热量形成具备难燃的耐热性残炭层，继续通过吸收热量形成类陶瓷涂层，降低灼烧热量，阻止火焰的深入和蔓延，通过结晶态的聚磷酸铵的协同效应，可实现淬灭燃烧反应的作用，多方的协同作用，大大提高胶粘剂的阻燃性能；而加入超高凝胶度蛋白粉可以显著提高耐热性残炭层的致密度，提升类陶瓷涂层的形成速度和强度，从而提升阻燃等级。该产品生产工艺简便，阻燃效果明显，产品本身安全环保，无毒无害，易施工，干燥快，粘结强度高，可广泛应用于室内家装材料的粘合与施工应用，市场应用前景广阔。

Description

一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂领域，尤其涉及一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂及其制备方法。
背景技术
壁纸、壁布行业粘贴施工，早期阶段主要采用聚乙烯醇和白乳胶胶粘剂粘合施壁纸、壁布粘贴施工涂布时，流平性、润滑性低，壁纸上墙后，多余胶液不易排出，残留胶液影响墙纸张贴平整度；同时，聚乙烯醇和白乳胶使用成本高，生产环节的聚合过程中的残留单体会造成室内空气环境污染；胶液干燥后，壁纸接缝处残留溢胶不易清理，影响美观效果；聚乙烯醇胶水和白乳胶的原料属石化衍生材料，属不可再生资源与国家环保、节能等政策不符，不利于长期发展。早期部分存在较高环保需求的用户往往会采用纤维素类胶粘剂产品作为壁纸壁布粘合用胶粘剂，纤维素类胶粘剂材料本身无有害物质释放，环保性能指标很高，但普遍会存在粘结强度低，施工返修率高等使用缺点，无法满足各种功能型墙纸墙布的使用。
早期的淀粉胶粘剂和化学浆糊因配方工艺方面存在不足，导致产品会出现保质期短，施工粘结强度低，产品稳定性差，高、低温稳定性差，存储稳定性差，易发黄发霉，容易导致环境的二次污染。
糯米胶是一种纯天然植物淀粉为主体的天然环保型粘合剂，使用时只需加水稀释搅拌调兑均匀后即可涂布使用的胶粘剂，产品粘结强度高，无需另外添加增粘胶浆，适宜粘贴厚重墙纸、墙布，使用方便性能优越。但产品本身无法满足会展中心、包厢、会场、酒店、KTV等公共场所对产品的防火阻燃需求，同时行业前期对防火阻燃方面的需求主要通过外加阻燃剂方式实现，产品存在搅拌混合不均，导致胶粘剂性能损失，且无法实现较好的防火阻燃效果。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，由以下重量份比例的组分组成：
淀粉A 30-60份
淀粉B 45-75份
淀粉C 80-120份
聚磷酸铵10-30份
高岭土30-50份
十二烷基硫酸钠3-8份
二氧化钛2-10份
超高凝胶度蛋白粉1-3份
杀菌剂3-5份
防霉剂2-6份
水350-400份。
优选的，所述的淀粉A为以糯米淀粉、马铃薯淀粉、蜡质玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉中的一种或几种的组合为原料进行羟丙基交联改性的淀粉。
优选的，所述的淀粉B为以糯米淀粉、马铃薯淀粉、蜡质玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉中的一种或几种的组合为原料进行羧甲基交联改性的淀粉。
优选的，所述的淀粉C为以白糊精、黄糊精、麦芽糊精中的一种或几种的组合。
优选的，所述的杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂，或季铵盐类杀菌剂，或复配型杀菌剂。
优选的，所述的防霉剂为二氧化钛、氧化锌、五氯苯酚、四氯间苯二腈、对氯间甲苯酚、对氯间二甲基苯酚、邻苯基苯酚、2，2'-二羟基-5、5'-二氯二苯基甲烷、二碘甲基对甲基苯砜、溴乙酸苄酯、2-羟甲基氨基乙醇、2-甲基-2-羟甲基氨基丙醇、四甲基二硫化秋兰姆、水杨酰苯胺、N，N-二甲基-N'-苯基(氟二氯甲基硫代)磺酰胺、2，2'-二硫双(N-甲基苯甲酰胺)中的一种或几种的组合。
优选的，所述的超高凝胶度蛋白粉的主要原料为鸡蛋，其凝胶强度为1400-1600g/cm2。
上述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂的制备方法，包括下列步骤：
1)先在反应罐内依次加入水、淀粉A、淀粉C、十二烷基硫酸钠、聚磷酸铵、二氧化钛和超高凝胶度蛋白粉，800-1000rpm高速分散10-30min；待分散搅拌均匀后开始升温至60-70℃，待完全糊化后再逐步加入淀粉B、高岭土并高速分散搅拌45-60min，待胶体充分搅拌均匀后开始降温并降低搅拌转速至150-250rpm；
2)把杀菌剂和防霉剂以及去离子水按照1:(8-15)的比例稀释，备用。
3)待温度降至50℃以下时，再将杀菌剂和防霉剂的稀释溶液加入反应罐内，并提升搅拌转速至400-600rpm，快速搅拌5-30min，待搅拌均匀后出料，即可。
本发明的有益之处在于：
1)本发明的配方中通过淀粉和高岭土、二氧化钛的有机结合，可以在温度升到着火点左右的温度时，会先行吸收热量形成具备难燃的耐热性残炭层，继续通过吸收热量形成类陶瓷涂层，降低灼烧热量，阻止火焰的深入和蔓延，通过结晶态的聚磷酸铵的协同效应，可实现淬灭燃烧反应的作用，多方的协同作用，大大提高胶粘剂的阻燃性能；而加入超高凝胶度蛋白粉可以显著提高耐热性残炭层的致密度，提升类陶瓷涂层的形成速度和强度，从而提升阻燃等级。
2)本发明通过淀粉A和淀粉C的协同作用，健康环保，粘结强度高，有效保证被粘合物的安全稳定。
3)本发明通过淀粉B和十二烷基硫酸钠的应用，有效改善胶粘剂的涂布流平性，可有效提高施工效率和产品体系稳定性。
4)本发明通过二氧化钛的应用，可有效改变产品外观色泽和提升产品抗菌防霉能力。
5)本发明的一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂产品生产工艺简便，阻燃效果明显，产品本身安全环保，无毒无害，易施工，干燥快，粘结强度高，可广泛应用于室内家装材料的粘合与施工应用，可有效替代聚乙烯醇胶水、聚醋酸乙烯酯乳液等常用的纸品和木制品常用胶粘剂，市场应用前景广阔。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，由以下重量份比例的组分组成：
淀粉A 55份
淀粉B 60份
淀粉C 105份
聚磷酸铵15份
高岭土35份
十二烷基硫酸钠5份
二氧化钛8份
超高凝胶度蛋白粉2份
杀菌剂4份
防霉剂4份
水380份。
所述的淀粉A为以糯米淀粉和马铃薯淀粉为原料进行羟丙基交联改性的淀粉。
所述的淀粉B为以蜡质玉米淀粉为原料进行羧甲基交联改性的淀粉。
所述的淀粉C为麦芽糊精。
所述的杀菌剂为或季铵盐类杀菌剂。
所述的防霉剂为水杨酰苯胺。
所述的超高凝胶度蛋白粉的主要原料为鸡蛋，其凝胶强度为1550g/cm2。
上述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂的制备方法，包括下列步骤：
1)先在反应罐内依次加入水、淀粉A、淀粉C、十二烷基硫酸钠、聚磷酸铵、二氧化钛和超高凝胶度蛋白粉，850rpm高速分散15min；待分散搅拌均匀后开始升温至65℃，待完全糊化后再逐步加入淀粉B、高岭土并高速分散搅拌50min，待胶体充分搅拌均匀后开始降温并降低搅拌转速至220rpm；
2)把杀菌剂和防霉剂以及去离子水按照1:10的比例稀释，备用。
3)待温度降至50℃以下时，再将杀菌剂和防霉剂的稀释溶液加入反应罐内，并提升搅拌转速至450rpm，快速搅拌15min，待搅拌均匀后出料，即可。
实施例2：
一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，由以下重量份比例的组分组成：
淀粉A 60份
淀粉B 45份
淀粉C 120份
聚磷酸铵10份
高岭土50份
十二烷基硫酸钠3份
二氧化钛10份
超高凝胶度蛋白粉1份
杀菌剂5份
防霉剂2份
水400份。
所述的淀粉A为以糯米淀粉为原料进行羟丙基交联改性的淀粉。
所述的淀粉B为以糯米淀粉和木薯淀粉为原料进行羧甲基交联改性的淀粉。
所述的淀粉C为以白糊精。
所述的杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
所述的防霉剂为二氧化钛和2-羟甲基氨基乙醇质量比为1：1的组合。
所述的超高凝胶度蛋白粉的主要原料为鸡蛋，其凝胶强度为1600g/cm2。
上述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂的制备方法，包括下列步骤：
1)先在反应罐内依次加入水、淀粉A、淀粉C、十二烷基硫酸钠、聚磷酸铵、二氧化钛和超高凝胶度蛋白粉，800rpm高速分散30min；待分散搅拌均匀后开始升温至60℃，待完全糊化后再逐步加入淀粉B、高岭土并高速分散搅拌60min，待胶体充分搅拌均匀后开始降温并降低搅拌转速至150rpm；
2)把杀菌剂和防霉剂以及去离子水按照1:8的比例稀释，备用。
3)待温度降至50℃以下时，再将杀菌剂和防霉剂的稀释溶液加入反应罐内，并提升搅拌转速至600rpm，快速搅拌5min，待搅拌均匀后出料，即可。
实施例3：
一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，由以下重量份比例的组分组成：
淀粉A 30份
淀粉B 75份
淀粉C 80份
聚磷酸铵30份
高岭土30份
十二烷基硫酸钠8份
二氧化钛2份
超高凝胶度蛋白粉3份
杀菌剂3份
防霉剂6份
水350份。
所述的淀粉A为以马铃薯淀粉为原料进行羟丙基交联改性的淀粉。
所述的淀粉B为以马铃薯淀粉、小麦淀粉和玉米淀粉为原料进行羧甲基交联改性的淀粉。
所述的淀粉C为以白糊精和麦芽糊精质量比为2：1的组合。
所述的杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂和季铵盐类杀菌剂质量比为4：1的组合复配型杀菌剂。
所述的防霉剂为水杨酰苯胺和N，N-二甲基-N'-苯基(氟二氯甲基硫代)磺酰胺质量比为1：6的组合。
所述的超高凝胶度蛋白粉的主要原料为鸡蛋，其凝胶强度为1400g/cm2。
上述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂的制备方法，包括下列步骤：
1)先在反应罐内依次加入水、淀粉A、淀粉C、十二烷基硫酸钠、聚磷酸铵、二氧化钛和超高凝胶度蛋白粉，1000rpm高速分散10min；待分散搅拌均匀后开始升温至70℃，待完全糊化后再逐步加入淀粉B、高岭土并高速分散搅拌45min，待胶体充分搅拌均匀后开始降温并降低搅拌转速至250rpm；
2)把杀菌剂和防霉剂以及去离子水按照1:15的比例稀释，备用。
3)待温度降至50℃以下时，再将杀菌剂和防霉剂的稀释溶液加入反应罐内，并提升搅拌转速至400rpm，快速搅拌30min，待搅拌均匀后出料，即可。
以下将本发明实施例1的淀粉基胶粘剂样品与市场上的胶粘剂样品进行对比测试，具体测试数据见表1。
表1：样品的对比检测数据
对比例1
将本发明实施例1中的超高凝胶度蛋白粉替换为常规的蛋白粉，凝胶强度为600g/cm2；其余配比和制备方法不变。
对比例2
将本发明实施例1中的超高凝胶度蛋白粉去除；其余配比和制备方法不变。
将实施例1-3和对比例1-2的淀粉基胶粘剂分别均匀涂抹在木质家具(基材)表面，进行阻燃性能测试，当干膜厚度为0.5mm时，具体的测试结果见表2。
表2：样品的阻燃性能测试数据
由以上测试数据可以知道，本发明的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂中加入超高凝胶度蛋白粉可以显著提升胶粘剂的阻燃性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，由以下重量份比例的组分组成：
淀粉A 30-60份
淀粉B 45-75份
淀粉C 80-120份
聚磷酸铵 10-30份
高岭土 30-50份
十二烷基硫酸钠 3-8份
二氧化钛 2-10份
超高凝胶度蛋白粉 1-3份
杀菌剂3-5份
防霉剂2-6份
水 350-400份。
2.如权利要求1所述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，所述的淀粉A为以糯米淀粉、马铃薯淀粉、蜡质玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉中的一种或几种的组合为原料进行羟丙基交联改性的淀粉。
3.如权利要求1所述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，所述的淀粉B为以糯米淀粉、马铃薯淀粉、蜡质玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉中的一种或几种的组合为原料进行羧甲基交联改性的淀粉。
4.如权利要求1所述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，所述的淀粉C为以白糊精、黄糊精、麦芽糊精中的一种或几种的组合。
5.如权利要求1所述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，所述的杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂，或季铵盐类杀菌剂，或复配型杀菌剂。
6.如权利要求1所述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，所述的防霉剂为二氧化钛、氧化锌、五氯苯酚、四氯间苯二腈、对氯间甲苯酚、对氯间二甲基苯酚、邻苯基苯酚、2，2'-二羟基-5、5'-二氯二苯基甲烷、二碘甲基对甲基苯砜、溴乙酸苄酯、2-羟甲基氨基乙醇、2-甲基-2-羟甲基氨基丙醇、四甲基二硫化秋兰姆、水杨酰苯胺、N，N-二甲基-N'-苯基（氟二氯甲基硫代）磺酰胺、2，2'-二硫双（N-甲基苯甲酰胺）中的一种或几种的组合。
7.如权利要求1所述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，所述的超高凝胶度蛋白粉的主要原料为鸡蛋，其凝胶强度为1400-1600g/cm2。
8.如权利要求1-7任一所述的具备阻燃功能的淀粉基胶粘剂，其特征在于，其制备方法，包括下列步骤：
1）先在反应罐内依次加入水、淀粉A、淀粉C 、十二烷基硫酸钠、聚磷酸铵、二氧化钛和超高凝胶度蛋白粉，800-1000rpm高速分散10-30min；待分散搅拌均匀后开始升温至60-70℃，待完全糊化后再逐步加入淀粉B、高岭土并高速分散搅拌45-60min，待胶体充分搅拌均匀后开始降温并降低搅拌转速至150-250rpm；
2）把杀菌剂和防霉剂以及去离子水按照1:（8-15）的比例稀释，备用；
3）待温度降至50℃以下时，再将杀菌剂和防霉剂的稀释溶液加入反应罐内，并提升搅拌转速至400-600rpm，快速搅拌5-30min，待搅拌均匀后出料，即可。
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