CN109486439A - 一种环保型胶及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型胶及其生产工艺，其技术方案要点是一种环保型胶，包括改性木薯淀粉、水、交联剂、稳定剂、防霉剂、氢氧化钠、增粘剂以及消泡剂；所述改性木薯淀粉采用如下方法制备：向木薯淀粉中加水，搅拌均匀，得到混合液A；向混合液A中加入双氧水，得到混合液B；在真空度为40Pa的条件下，将混合液B烘干，得到粉末C；向粉末C中加入十二烷基琥珀酸酐，充分混合，得到粉末D；然后将粉末D经过洗涤、抽滤、干燥后，即可得到改性木薯淀粉。本发明通过改性后的木薯粉与交联剂、稳定剂、氢氧化钠、防霉剂、增粘剂以及消泡剂混合后，形成的环保型胶，具有干燥快、粘度低、粘结强度高、稳定性好、保存期长的优点。

Description

一种环保型胶及其生产工艺

技术领域

本发明涉及淀粉胶黏剂技术领域，更具体的说，它涉及一种环保型胶及其生产工艺。

背景技术

淀粉胶黏剂是以天然淀粉(如玉米淀粉、小麦淀粉、土豆淀粉、大米淀粉、甜薯淀粉和木薯淀粉等)为主要原料，以水作为溶剂，通过糊化、络合以及其他改性技术等工艺形成的胶黏剂。淀粉胶黏剂具有粘接强度高、质量轻、制造容易、无污染等优点，广泛应用于纺织，包装、食品等行业。

在淀粉胶黏剂中应用最多的是玉米淀粉和木薯淀粉，而木薯淀粉相较于玉米淀粉而言，价格更低，在工业应用中更具有经济效益；此外还有渗透力强、成膜性好的优点，更适合作为淀粉胶黏剂的原料使用，但是由于木薯淀粉存在粘度高、流动性较差、干燥速度慢、稳定性差，储存期短的缺点，限制着其在工业上的应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种环保型胶，其通过将木薯淀粉改性处理后，可以降低淀粉的分子量，从而使木薯淀粉的粘度降低、粘结强度增加；改性后的木薯粉与交联剂、稳定剂、氢氧化钠、防霉剂、增粘剂以及消泡剂混合后，形成的环保型胶，干燥速度快，具有很好的稳定性以及较长的保存期，改善了其在易分层的缺点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种环保型胶，以重量份数计，包括改性木薯淀粉180-200份、水670-690份、交联剂4-5份、稳定剂1.5-2份、防霉剂1.5-2份、氢氧化钠32-36份、增粘剂2-3份以及消泡剂0.6-0.8份；所述改性木薯淀粉采用如下方法制备：①向50份木薯淀粉中加入50份水，将其升温至50-60℃，搅拌使其混合均匀，得到混合液A；②向混合液A中缓慢加入4-6份双氧水，反应20-25min，得到混合液B；③在真空度为40Pa的条件下，将混合液B升温至60-70℃，使其烘干，得到粉末C；④向粉末C中加入0.5-0.6份十二烷基琥珀酸酐，使其充分混合，再升温至80-85℃，反应60-70min，继续搅拌至其冷却至室温，得到粉末D；⑤然后将粉末D经过洗涤、抽滤、干燥后，即可得到改性木薯淀粉。

通过采用上述技术方案，木薯淀粉经过改性处理后，淀粉分子中部分的糖苷键发生断裂，可以降低淀粉的分子量，从而使木薯淀粉的粘度降低、粘结强度增加；改性后的木薯粉与交联剂、稳定剂、氢氧化钠、防霉剂、增粘剂以及消泡剂混合后，形成的环保型胶，具有很好的稳定性以及较长的保存期，改善了其在分层的缺点。

本发明进一步设置为：步骤⑤中要用体积分数为95％的乙醇溶液对粉末D进行洗涤。

通过采用上述技术方案，用体积分数为95％的乙醇溶液对粉末D进行洗涤，可以洗去未反应的木薯淀粉，洗去改性木薯淀粉表面的残留物，提高改性木薯淀粉的产品纯度。

本发明进一步设置为：步骤⑤中干燥温度为40-45℃，干燥时间为12-14h。

通过采用上述技术方案，在40-45℃的温度下，对改性木薯淀粉进行干燥，可以降低木薯淀粉中的水分，提高保存期；干燥温度过高，容易引起木薯淀粉结构上的改变，容易使其发生黄变，降低其粘结强度；干燥温度过度，则干燥时间延长，降低生产效率。

本发明进一步设置为：步骤⑤中粉末D经过洗涤、抽滤、干燥后，还需要经过粉碎，使其过100-120目的筛网筛选后，得到改性木薯淀粉。

通过采用上述技术方案，改性木薯淀粉经过粉碎后，可以防止改性木薯淀粉结块；然后经过筛网筛选，可以使改性木薯淀粉与其他原料充分反应，提高反应速率。

本发明进一步设置为：所述防霉剂为脱氢醋酸钠。

通过采用上述技术方案，由于木薯淀粉为天然高分子化合物，易受霉菌的破坏，导致其储存时间降低，而脱氢醋酸钠是一种白色结晶性粉末，无臭、无味、无刺激，是一种安全型食品防腐剂，其用于环保型胶中可以降低其对人体的刺激性，延长环保型胶的保存期，提高环保型胶的保存期。

本发明进一步设置为：所述增粘剂为皂土。

通过采用上述技术方案，皂土用于环保型胶中，其与改性木薯淀粉配合之后，可以提高改性木薯淀粉的成膜性以及粘结强度。

本发明进一步设置为：所述稳定剂为羧甲基纤维素。

通过采用上述技术方案，羧甲基纤维素具有良好的粘结性、保水性、悬浮性，与改性木薯淀粉配合后，可以提高改性木薯淀粉的稳定性，降低其产生分层的情况，提高环保型胶的稳定性。

本发明进一步设置为：所述消泡剂为磷酸三丁酯。

通过采用上述技术方案，磷酸三丁酯可以使处于泡沫的膜处于不稳定的状态而迅速消泡，消泡快，抑泡性能好，与改性木薯淀粉的配合效果好。

本发明进一步设置为：所述交联剂为三偏磷酸钠。

通过采用上述技术方案，三偏磷酸钠可以提高环保型高的耐水性，提高其粘结强度，具有优异的耐黄变性能。

本发明的目的之二在于提供一种环保型胶的生产工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种环保型胶的生产工艺，包括如下步骤：

(1)将氢氧化钠均分为两份备用；

(2)将水升温至30-40℃后，加入第一份氢氧化钠，搅拌60-80s，得到氢氧化钠溶液；

(3)向步骤(2)中的氢氧化钠溶液中加入改性木薯淀粉，搅拌170-190s；再加入交联剂，搅拌170-190s，得到混合液Ⅰ；

(4)向混合液Ⅰ中加入第二份氢氧化钠以及稳定剂，搅拌180-200s；再加入防霉剂、增粘剂以及消泡剂搅拌170-190s，得到环保型胶。

通过采用上述技术方案，改性木薯淀粉经过氢氧化钠的糊化处理之后，与稳定剂、防霉剂、增粘剂以及消泡剂混合之后，可以制得流动性好、粘结强度高、性能稳定以及保存期长的环保型胶。

综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：

1.将木薯淀粉改性处理后，可以降低淀粉的分子量，从而使木薯淀粉的粘度降低、粘结强度增加；改性后的木薯粉与交联剂、稳定剂、氢氧化钠、防霉剂、增粘剂以及消泡剂混合后，形成的环保型胶，具有很好的稳定性以及较长的保存期，改善了其在低温下易分层的缺点；2.脱氢醋酸钠是一种白色结晶性粉末，无臭、无味、无刺激，是一种安全型食品防腐剂，其用于环保型胶中可以降低其对人体的刺激性，延长环保型胶的保存期，提高环保型胶的保存期；

3.皂土用于环保型胶中，其与改性木薯淀粉配合之后，可以提高改性木薯淀粉的成膜性以及粘结强度；羧甲基纤维素具有良好的粘结性、保水性、悬浮性，与改性木薯淀粉配合后，可以提高改性木薯淀粉的稳定性，降低其产生分层，提高环保型胶的稳定性。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

改性木薯淀粉的制备例1：①向50kg木薯淀粉中加入50kg水，将其升温至50℃，搅拌10min，使其混合均匀，得到混合液A；②向混合液A中缓慢加入4kg双氧水，反应20min，得到混合液B；③在真空度为40Pa的条件下，将混合液B升温至60℃，使其烘干，得到粉末C；④向粉末C中加入0.5kg十二烷基琥珀酸酐，搅拌6min，使其充分混合，再升温至80℃，反应60min，继续搅拌至其冷却至室温，得到粉末D；⑤用体积分数为95％的乙醇对粉末D洗涤，然后抽滤，重复2次；在将其置于40℃的温度下，干燥12h；经过粉碎，使其过100目的筛网筛选后，即可得到改性木薯淀粉。

改性木薯淀粉的制备例2：①向50kg木薯淀粉中加入50kg水，将其升温至55℃，搅拌10-12.5min，使其混合均匀，得到混合液A；②向混合液A中缓慢加入5kg双氧水，反应22.5min，得到混合液B；③在真空度为40Pa的条件下，将混合液B升温至65℃，使其烘干，得到粉末C；④向粉末C中加入0.55kg十二烷基琥珀酸酐，搅拌7min，使其充分混合，再升温至82.5℃，反应65min，继续搅拌至其冷却至室温，得到粉末D；⑤用体积分数为95％的乙醇对粉末D洗涤，然后抽滤，重复3次；在将其置于42.5℃的温度下，干燥13h；经过粉碎，使其过110目的筛网筛选后，即可得到改性木薯淀粉。

改性木薯淀粉的制备例3：①向50kg木薯淀粉中加入50kg水，将其升温至60℃，搅拌15min，使其混合均匀，得到混合液A；②向混合液A中缓慢加入6kg双氧水，反应25min，得到混合液B；③在真空度为40Pa的条件下，将混合液B升温至70℃，使其烘干，得到粉末C；④向粉末C中加入0.6kg十二烷基琥珀酸酐，搅拌8min，使其充分混合，再升温至85℃，反应70min，继续搅拌至其冷却至室温，得到粉末D；⑤用体积分数为95％的乙醇对粉末D洗涤，然后抽滤，重复3次；在将其置于45℃的温度下，干燥14h；经过粉碎，使其过120目的筛网筛选后，即可得到改性木薯淀粉。

改性木薯淀粉的制备例4：改性木薯淀粉的制备例4与改性木薯淀粉的制备例1的不同之处在于，仅仅经过步骤①、步骤②以及步骤③后制得的粉末C，即为改性木薯淀粉。

一、实施例1-3

实施例1：一种环保型胶采用如下工艺生产：

(1)取34kg氢氧化钠，将其均分为两份备用；

(2)将水升温至35℃后，加入17kg氢氧化钠，搅拌70s，得到氢氧化钠溶液；

(3)向步骤(2)中的氢氧化钠溶液中加入190kg改性木薯淀粉(选自改性木薯淀粉的制备例1)，搅拌180s；再加入4.5kg交联剂三偏磷酸钠，搅拌180s，得到混合液Ⅰ；

(4)向混合液Ⅰ中加入17kg氢氧化钠以及1.8kg稳定剂羧甲基纤维素，搅拌190s；再加入1.8kg防霉剂脱氢醋酸钠、2.5kg增粘剂皂土以及0.7kg消泡剂磷酸三丁酯搅拌180s，得到环保型胶。

实施例2：一种环保型胶采用如下工艺生产而得：

(1)取32kg氢氧化钠，将其均分为两份备用；

(2)将水升温至30℃后，加入16kg氢氧化钠，搅拌60s，得到氢氧化钠溶液；

(3)向步骤(2)中的氢氧化钠溶液中加入180kg改性木薯淀粉(选自改性木薯淀粉的制备例2)，搅拌170s；再加入4kg交联剂三偏磷酸钠，搅拌170s，得到混合液Ⅰ；

(4)向混合液Ⅰ中加入16kg氢氧化钠以及1.5kg稳定剂羧甲基纤维素，搅拌180s；再加入1.5kg防霉剂脱氢醋酸钠、2kg增粘剂皂土以及0.6kg消泡剂磷酸三丁酯搅拌170s，得到环保型胶。

实施例3：一种环保型胶采用如下工艺生产而得：

(1)取36kg氢氧化钠，将其均分为两份备用；

(2)将水升温至40℃后，加入18kg氢氧化钠，搅拌80s，得到氢氧化钠溶液；

(3)向步骤(2)中的氢氧化钠溶液中加入200kg改性木薯淀粉(选自改性木薯淀粉的制备例3)，搅拌190s；再加入5kg交联剂三偏磷酸钠，搅拌190s，得到混合液Ⅰ；

(4)向混合液Ⅰ中加入18kg氢氧化钠以及2kg稳定剂羧甲基纤维素，搅拌200s；再加入2kg防霉剂脱氢醋酸钠、3kg增粘剂皂土以及0.8kg消泡剂磷酸三丁酯搅拌190s，得到环保型胶。

二、对比例1-7

对比例1：对比例1与实施例1的不同之处在于，采用普通未经改性的食品级木薯淀粉。

对比例2：对比例2与实施例1的不同之处在于，改性木薯淀粉采用改性木薯淀粉的制备例4制备的改性木薯淀粉。

对比例3：对比例3与实施例1的不同之处在于，未添加脱氢醋酸钠。

对比例4：对比例4与实施例1的不同之处在于，未添加皂土。

对比例5：对比例5与实施例1的不同之处在于，未添加羧甲基纤维素。

对比例6：对比例6与实施例1的不同之处在于，采用普通未经改性的食品级木薯淀粉以及未添加脱氢醋酸钠。

对比例7：对比例7与实施例1的不同之处在于，采用普通未经改性的食品级木薯淀粉以及未添加羧甲基纤维素。

三、取实施例1-3以及对比例1-7制备的环保型胶，按照以下方法对其性能进行测试，将测试结果示于表1。

1.粘度：根据国家标准GB/T2794-2013《胶黏剂黏度的测定》，采用涂-4杯粘度计对环保型胶的性能进行测试，将试液注入粘度计中，用一手指堵住流出孔，注满后用玻璃平板在杯上刮平，将多余试液刮入粘度计边缘凹槽内，放好承接呗；将手指放开，试液垂直流出，同时开动秒表，试液流出成线条，断开时止动秒表，测试时间即代表其条件粘度，条件粘度值越大，则说明胶黏剂的粘度越小，流动性越好。

2.粘合强度：根据国家标准GB/T 6548-2011《瓦楞纸板粘合强度》的测试标准，对环保型胶的胶合强度进行测试。

3.初黏时间：将两张纸条用环保型胶相互粘合，设置20组，每隔5s，将其中的一组已粘合的纸条剥离，当剥离纸条的时候纸条会被破坏时的时间即为初黏时间。

4.贮存期：根据国家标准GB/T 7751-1987《胶粘剂贮存期的测定方法》，对环保型胶的贮存期进行测试。

5.稳定性：取等量新制备的环保型胶于烧杯中，然后将其搅拌均匀，在室温下静置，观察烧杯中的环保型胶发生分层的时间。

表1实施例1-3以及对比例1-7制备的环保型胶的性能测试表

由以上数据可以看出，本发明制备的环保型胶的条件粘度时间长，说明其粘度低，说明其具有良好的流动性；本发明的环保型胶的初凝时间短，说明其干燥速度快；并且还具有粘合强度高、贮存期长以及稳定性好、不易分层的优点。

对比例1中采用的是普通未改性的木薯淀粉，对比例1与实施例1相比，其粘度明显增大，流动性变差，粘结强度、初黏时间、贮存期以及稳定性均相应变差，说明未经改性的木薯淀粉的性能存在缺陷。

对比例2中的木薯淀粉只经过步骤①、步骤②以及步骤③改性，其制备的环保型胶的流动性、粘结强度、初黏时间、贮存期以及稳定性均优于对比例1，但仍低于实施例1；此外对比例2中的环保型胶的粘度接近于实施例1，说明对比例2中的木薯淀粉的流动性有所改善。

对比例3中未添加防腐剂脱氢醋酸钠，对比例3与实施例1相比，其环保胶的保存期明显降低，说明脱氢醋酸钠可以延长环保型胶保存期。

对比例4中未添加皂土，对比例4与实施例1相比，其粘合强度明显降低，说明皂土有助于提高环保型胶的粘合强度。

对比例5中未添加羧甲基纤维素，对比例5与实施例1相比，其粘合强度以及稳定性明显降低，说明羧甲基纤维素可以提高环保型胶的粘合强度以及稳定性，减少其分层的情况，提高其木薯淀粉的悬浮性。

对比例6采用的是未经改性的木薯淀粉并且未添加防腐剂，对比例6与实施例1相比，其流动性、粘结强度、初黏时间、贮存期以及稳定性均低于实施例1，并且与对比例1相比，其贮存期低于对比例1，说明本发明改性的木薯淀粉有利于提高环保型胶的保存期，其与脱氢醋酸钠配合使用后，环保型胶的防腐性能更优。

对比例7采用的是未经改性的木薯淀粉并且未添加羧甲基纤维素，对比例7与实施例1相比，其流动性、粘结强度、初黏时间、贮存期以及稳定性均低于实施例1，并且与对比例1相比，其稳定性以及粘合强度明显低于对比例1，说明本发明改性的木薯淀粉有利于提高环保型胶的稳定性以及粘合强度，其与羧甲基纤维素配合使用后，环保型胶的稳定性以及粘合强度更优。

综上所述，本发明薯淀粉改性处理后，可以降低淀粉的分子量，从而使木薯淀粉的粘度降低、粘结强度增加；改性后的木薯粉与交联剂、稳定剂、氢氧化钠、防霉剂、增粘剂以及消泡剂混合后，形成的环保型胶，具有很好的稳定性以及较长的保存期，改善了其在低温下易分层的缺点。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种环保型胶，其特征在于：以重量份数计，包括改性木薯淀粉180-200份、水670-690份、交联剂4-5份、稳定剂1.5-2份、防霉剂1.5-2份、氢氧化钠32-36份、增粘剂2-3份以及消泡剂0.6-0.8份；

所述改性木薯淀粉采用如下方法制备：①向50份木薯淀粉中加入50份水，将其升温至50-60℃，搅拌使其混合均匀，得到混合液A；②向混合液A中缓慢加入4-6份双氧水，反应20-25min，得到混合液B；③在真空度为40Pa的条件下，将混合液B升温至60-70℃，使其烘干，得到粉末C；④向粉末C中加入0.5-0.6份十二烷基琥珀酸酐，使其充分混合，再升温至80-85℃，反应60-70min，继续搅拌至其冷却至室温，得到粉末D；⑤然后将粉末D经过洗涤、抽滤、干燥后，即可得到改性木薯淀粉。

2.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：步骤⑤中要用体积分数为95%的乙醇溶液对粉末D进行洗涤。

3.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：步骤⑤中干燥温度为40-45℃，干燥时间为12-14h。

4.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：步骤⑤中粉末D经过洗涤、抽滤、干燥后，还需要经过粉碎，使其过100-120目的筛网筛选后，得到改性木薯淀粉。

5.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：所述防霉剂为脱氢醋酸钠。

6.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：所述增粘剂为皂土。

7.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：所述稳定剂为羧甲基纤维素。

8.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：所述消泡剂为磷酸三丁酯。

9.根据权利要求1所述的一种环保型胶，其特征在于：所述交联剂为三偏磷酸钠。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的环保型胶的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将氢氧化钠均分为两份备用；

（2）将水升温至30-40℃后，加入第一份氢氧化钠，搅拌60-80s，得到氢氧化钠溶液；

（3）向步骤（2）中的氢氧化钠溶液中加入改性木薯淀粉，搅拌170-190s；再加入交联剂，搅拌170-190s，得到混合液Ⅰ；

（4）向混合液Ⅰ中加入第二份氢氧化钠以及稳定剂，搅拌180-200s；再加入防霉剂、增粘剂以及消泡剂搅拌170-190s，得到环保型胶。