CN109971391A - 一种改性淀粉基快干胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性淀粉基快干胶的制备方法，属于胶水制备技术领域。首先将氢氧化钠、硫酸镁和双氧水混合搅拌得到自制氧化液，将其与玉米淀粉混合搅拌反应得到改性玉米淀粉，再利用环氧氯丙烷和脲醛树脂对玉米淀粉进一步改性，本发明中利用高岭土在碱溶液的作用下，促使其硅氧键和铝氧键的断裂，形成一系列处于低聚状态的硅氧四面体和铝氧四面体单元，这些低聚态四面体单元随着反应的进行，逐渐脱水重新聚合，从而形成网络状硅铝氧化合物‑偏高岭土，同时向原料中添加碱性偏高岭土粉末，其含有硅氧键和铝氧键，在无水乙醇的作用下，将其与玉米淀粉中的基团发生交联反应，使得体系的粘性增强，进一步提高快干胶的粘接强度，具有广泛的应用前景。

Description

一种改性淀粉基快干胶的制备方法

技术领域

本发明公开了一种改性淀粉基快干胶的制备方法，属于胶水制备技术领域。

背景技术

快干胶又叫无影胶/UV胶/水晶胶水/UV无影胶水，单组份，光固化，是做水晶影像必不可少的耗材。外观：无色，低气味、低防腐，透明粘稠液体，无机械杂质。高度透明，高透光性，胶层收缩小，固化后在潮湿环境下长期不会发黄。固化速度快，几秒钟定位，几分钟达到最高强度，极大地提高了工作效率。

快干胶固名思义即瞬间快速接着用胶水，是以α－氰基丙烯酸乙酯为主，加入增粘剂、增稠剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂等， 通过先进生产工艺合成的单组份快速固化胶粘剂；是一种高强度，快速粘着剂，可使用于多种类材之高速成接着工作，特别适合使用于木器工业；对于紧密贴合，多孔性材质，例如橡胶、金属、塑胶、木器等可达最强之接着效果；此胶水为一单一成份，无溶剂，不需添加触媒、加热或加压之粘着剂，只需要微薄的一层胶水，它便能利用空气中的大气湿度产生高度聚合，达到最佳之贴接效。

目前国内在贵重家具、高档工艺制品、汽车内饰等行业，均广泛应用普通的水性胶粘剂。由于普通的水性胶，是以传统的聚乙烯醇作为保护胶体，并使用部分含有致癌物质的助剂，目前有采用聚乙烯醇作为保护胶体保护单体聚合物，因聚乙烯醇保护胶体不含活泼基团，与单体聚合物不发生吸附、接技反应，仅在聚合物颗粒表面形成保护层，导致单体聚合物的粘度和粘接强度低，其抗流淌性、耐低温性、耐水性较差，特别是在施工使用过程中存在以下缺陷：另外，在制备胶粘剂时，保护胶体能否充分保护单体聚合对胶体性能影响较大，有专利的公开的一种无毒胶粘剂的合成及制备方法，采用向反应釜中一次性完全加入保护胶体，再滴加单体进行聚合。在单体聚合反应过程中，保护胶体对单体聚合物保护不均匀、不充分，特别是在聚合反应后期，由于保护胶体不充备聚合物易合并、凝结，导致生产的胶体耐水性差、粘接强度低。因此，发明一种耐水性好、粘结强度高的改性淀粉基快干胶对胶水制备技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前普通快干胶存在耐水性差和粘接强度低，满足不了市场要求的缺陷，提供了一种改性淀粉基快干胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种改性淀粉基快干胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取12～16g氢氧化钠倒入带有420～450mL蒸馏水的烧杯中搅拌溶解，待冷却至室温后，再向烧杯中加入1～3g硫酸镁和21～24mL双氧水混合搅拌，搅拌结束后继续加入360～420mL蒸馏水，并混合搅拌，得到自制氧化液；

（2）称取1～2kg玉米淀粉放入烧杯中，再向烧杯中倒入450～500mL自制氧化液，并混合搅拌，得到混合反应物，继续将混合反应物放入恒温烘箱中加热反应，冷却出料，得到改性玉米淀粉；

（3）称取65～70g高岭土放入马弗炉中煅烧，冷却至室温并研磨，得到偏高岭土粉末，再将偏高岭土粉末和氢氧化钠溶液混合搅拌反应，干燥出料，得到碱性偏高岭土粉末；

（4）按重量份数计，分别称取35～40份改性玉米淀粉、4～6份环氧氯丙烷、2～4份脲醛树脂和24～27份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下混合搅拌反应，再添加6～8份碱性偏高岭土粉末、2～4份过硫酸铵和1～3份无水乙醇，在转速为270～300r/min的条件下继续保温搅拌，冷却出料，即得改性淀粉基快干胶。

步骤（1）所述的搅拌溶解时间为10～12min，双氧水的质量分数为30％，搅拌时间为16～20min，混合搅拌时间为6～8min。

步骤（2）所述的搅拌时间为24～27min，加热反应温度为65～70℃，加热反应时间为1～2h。

步骤（3）所述的煅烧温度为880～920℃，煅烧时间为1～2h，研磨时间为18～21min，偏高岭土粉末和质量分数为27％的氢氧化钠溶液的质量比为1：5，搅拌反应时间为12～15min。

步骤（4）所述的搅拌反应温度为45～50℃，搅拌反应时间为45～60min，继续搅拌时间为16～20min。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

本发明以玉米淀粉为原料，环氧氯丙烷和脲醛树脂作为改性剂，并辅以碱性偏高岭土粉末和过硫酸铵等制备得到改性淀粉基快干胶，首先将氢氧化钠、硫酸镁和双氧水混合搅拌得到自制氧化液，将其与玉米淀粉混合搅拌反应得到改性玉米淀粉，再利用环氧氯丙烷和脲醛树脂对玉米淀粉进一步改性，由于改性玉米淀粉含有羧基、羟基和醛基等基团，它们可分别与环氧氯丙烷改性脲醛树脂中的羟基及环氧丙基等基团发生交联反应，形成致密交联网络结构，从而阻止水分向体系内部渗透，同时具有一定粘性的玉米淀粉均匀分散在体系表面，从而提高快干胶的耐水性和粘接强度，本发明中利用高岭土在碱溶液的作用下，促使其硅氧键和铝氧键的断裂，形成一系列处于低聚状态的硅氧四面体和铝氧四面体单元，这些低聚态四面体单元随着反应的进行，逐渐脱水重新聚合，从而形成网络状硅铝氧化合物-偏高岭土，有效填充在体系内部孔隙中，提高其结构的致密度，起到了较好的防水效果，有利于快干胶的耐水性得到提高，同时向原料中添加碱性偏高岭土粉末，其含有硅氧键和铝氧键，在无水乙醇的作用下，将其与玉米淀粉中的基团发生交联反应，使得体系的粘性增强，进一步提高快干胶的粘接强度，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

称取12～16g氢氧化钠倒入带有420～450mL蒸馏水的烧杯中搅拌溶解10～12min，待冷却至室温后，再向烧杯中加入1～3g硫酸镁和21～24mL质量分数为30％的双氧水混合搅拌16～20min，搅拌结束后继续加入360～420mL蒸馏水，并混合搅拌6～8min，得到自制氧化液；称取1～2kg玉米淀粉放入烧杯中，再向烧杯中倒入450～500mL自制氧化液，并混合搅拌24～27min，得到混合反应物，继续将混合反应物放入恒温烘箱中，在温度为65～70℃的条件下加热反应1～2h，冷却出料，得到改性玉米淀粉；称取65～70g高岭土放入马弗炉中，在温度为880～920℃的条件下煅烧1～2h，冷却至室温并研磨18～21min，得到偏高岭土粉末，再将偏高岭土粉末和质量分数为27％的氢氧化钠溶液按质量比为1：5混合搅拌反应12～15min，干燥出料，得到碱性偏高岭土粉末；按重量份数计，分别称取35～40份改性玉米淀粉、4～6份环氧氯丙烷、2～4份脲醛树脂和24～27份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为45～50℃、转速为210～240r/min的条件下混合搅拌反应45～60min，再添加6～8份碱性偏高岭土粉末、2～4份过硫酸铵和1～3份无水乙醇，在转速为270～300r/min的条件下继续保温搅拌16～20min，冷却出料，即得改性淀粉基快干胶。

称取12g氢氧化钠倒入带有420mL蒸馏水的烧杯中搅拌溶解10min，待冷却至室温后，再向烧杯中加入1g硫酸镁和21mL质量分数为30％的双氧水混合搅拌16min，搅拌结束后继续加入360mL蒸馏水，并混合搅拌6min，得到自制氧化液；称取1kg玉米淀粉放入烧杯中，再向烧杯中倒入450mL自制氧化液，并混合搅拌24min，得到混合反应物，继续将混合反应物放入恒温烘箱中，在温度为65℃的条件下加热反应1h，冷却出料，得到改性玉米淀粉；称取65g高岭土放入马弗炉中，在温度为880℃的条件下煅烧1h，冷却至室温并研磨18min，得到偏高岭土粉末，再将偏高岭土粉末和质量分数为27％的氢氧化钠溶液按质量比为1：5混合搅拌反应12min，干燥出料，得到碱性偏高岭土粉末；按重量份数计，分别称取35份改性玉米淀粉、4份环氧氯丙烷、2份脲醛树脂和24份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为45℃、转速为210r/min的条件下混合搅拌反应45min，再添加6份碱性偏高岭土粉末、2份过硫酸铵和1份无水乙醇，在转速为270r/min的条件下继续保温搅拌16min，冷却出料，即得改性淀粉基快干胶。

称取14g氢氧化钠倒入带有430mL蒸馏水的烧杯中搅拌溶解11min，待冷却至室温后，再向烧杯中加入2g硫酸镁和22mL质量分数为30％的双氧水混合搅拌18min，搅拌结束后继续加入400mL蒸馏水，并混合搅拌7min，得到自制氧化液；称取1kg玉米淀粉放入烧杯中，再向烧杯中倒入470mL自制氧化液，并混合搅拌26min，得到混合反应物，继续将混合反应物放入恒温烘箱中，在温度为67℃的条件下加热反应1.5h，冷却出料，得到改性玉米淀粉；称取67g高岭土放入马弗炉中，在温度为900℃的条件下煅烧1.5h，冷却至室温并研磨19min，得到偏高岭土粉末，再将偏高岭土粉末和质量分数为27％的氢氧化钠溶液按质量比为1：5混合搅拌反应14min，干燥出料，得到碱性偏高岭土粉末；按重量份数计，分别称取37份改性玉米淀粉、5份环氧氯丙烷、3份脲醛树脂和26份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为47℃、转速为225r/min的条件下混合搅拌反应52min，再添加7份碱性偏高岭土粉末、3份过硫酸铵和2份无水乙醇，在转速为285r/min的条件下继续保温搅拌18min，冷却出料，即得改性淀粉基快干胶。

称取16g氢氧化钠倒入带有450mL蒸馏水的烧杯中搅拌溶解12min，待冷却至室温后，再向烧杯中加入3g硫酸镁和24mL质量分数为30％的双氧水混合搅拌20min，搅拌结束后继续加入420mL蒸馏水，并混合搅拌8min，得到自制氧化液；称取2kg玉米淀粉放入烧杯中，再向烧杯中倒入500mL自制氧化液，并混合搅拌27min，得到混合反应物，继续将混合反应物放入恒温烘箱中，在温度为70℃的条件下加热反应2h，冷却出料，得到改性玉米淀粉；称取70g高岭土放入马弗炉中，在温度为920℃的条件下煅烧2h，冷却至室温并研磨21min，得到偏高岭土粉末，再将偏高岭土粉末和质量分数为27％的氢氧化钠溶液按质量比为1：5混合搅拌反应15min，干燥出料，得到碱性偏高岭土粉末；按重量份数计，分别称取40份改性玉米淀粉、6份环氧氯丙烷、4份脲醛树脂和27份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为50℃、转速为240r/min的条件下混合搅拌反应60min，再添加8份碱性偏高岭土粉末、4份过硫酸铵和3份无水乙醇，在转速为300r/min的条件下继续保温搅拌20min，冷却出料，即得改性淀粉基快干胶。

对比例以广州某公司生产的改性淀粉基快干胶作为对比例 对本发明制得的改性淀粉基快干胶和对比例中的改性淀粉基快干胶进行性能检测，检测结果如表1所示：

测试方法：

剪切粘接强度测试采用剪切面粘结强度拉力测试机进行检测；

拉伸强度测试采用拉伸强度测试机进行检测；

冲击强度测试采用冲击试验机进行检测；

吸水率测试采用吸水率测试仪进行检测。

表1快干胶性能测定结果

根据上述中数据可知本发明制得的改性淀粉基快干胶粘接强度高，湿态的粘结强度高，吸水率低，耐水性好，力学强度高，具有广阔的应用前景。

Claims (5)

1.一种改性淀粉基快干胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取12～16g氢氧化钠倒入带有420～450mL蒸馏水的烧杯中搅拌溶解，待冷却至室温后，再向烧杯中加入1～3g硫酸镁和21～24mL双氧水混合搅拌，搅拌结束后继续加入360～420mL蒸馏水，并混合搅拌，得到自制氧化液；

（2）称取1～2kg玉米淀粉放入烧杯中，再向烧杯中倒入450～500mL自制氧化液，并混合搅拌，得到混合反应物，继续将混合反应物放入恒温烘箱中加热反应，冷却出料，得到改性玉米淀粉；

（3）称取65～70g高岭土放入马弗炉中煅烧，冷却至室温并研磨，得到偏高岭土粉末，再将偏高岭土粉末和氢氧化钠溶液混合搅拌反应，干燥出料，得到碱性偏高岭土粉末；

（4）按重量份数计，分别称取35～40份改性玉米淀粉、4～6份环氧氯丙烷、2～4份脲醛树脂和24～27份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下混合搅拌反应，再添加6～8份碱性偏高岭土粉末、2～4份过硫酸铵和1～3份无水乙醇，在转速为270～300r/min的条件下继续保温搅拌，冷却出料，即得改性淀粉基快干胶。

2.根据权利要求1所述的一种改性淀粉基快干胶的制备方法，其特征在于：

步骤（1）所述的搅拌溶解时间为10～12min，双氧水的质量分数为30％，搅拌时间为16～20min，混合搅拌时间为6～8min。

3.根据权利要求1所述的一种改性淀粉基快干胶的制备方法，其特征在于：

步骤（2）所述的搅拌时间为24～27min，加热反应温度为65～70℃，加热反应时间为1～2h。

4.根据权利要求1所述的一种改性淀粉基快干胶的制备方法，其特征在于：

步骤（3）所述的煅烧温度为880～920℃，煅烧时间为1～2h，研磨时间为18～21min，偏高岭土粉末和质量分数为27％的氢氧化钠溶液的质量比为1：5，搅拌反应时间为12～15min。

5.根据权利要求1所述的一种改性淀粉基快干胶的制备方法，其特征在于：

步骤（4）所述的搅拌反应温度为45～50℃，搅拌反应时间为45～60min，继续搅拌时间为16～20min。