CN110437763A - 一种环保抗氧化纸箱粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种环保抗氧化纸箱粘合剂及其制备方法。所述粘合剂包括干淀粉、对氨基苯酚环氧树脂、双氧水、硼砂、二氰胺钠、碳酸二甲酯、苯酐聚酯多元醇、聚苯二甲酸多元醇酯、三乙醇胺、抗氧剂；其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚(Hostanox O3)、抗亚磷酸酯(Ultranox 626)和金属离子螯合剂(三聚磷酸钠,焦磷酸钠)的复合物。该粘合剂不仅具有较高的粘接强度，长期使用时还具有不变色，不发霉等效果。

Description

一种环保抗氧化纸箱粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种环保抗氧化纸箱粘合剂的制备方法。
背景技术
早期的瓦楞纸用粘合剂为泡花碱，由于泡花碱结膜快、价格低，长期为纸箱厂使用，但用泡花碱粘合的纸箱易吸潮泛碱，破坏了箱面的抗压延力，脱胶现象时有发生，甚至腐蚀被包装的商品，还会对环境造成污染。1935年美国的Stein Hall研制出玉米淀粉粘合剂，与泡花碱相比，它具有粘接强度高，重量轻，无腐蚀性，防潮性好，挺力大，韧性好，制造简便，成本低等优点，更适合作瓦楞纸粘合。国外在50年代初期就将玉米淀粉粘合剂广泛应用于瓦楞纸箱的生产，我国在1984年将淀粉粘合剂的使用作为纸箱生产厂的重点推广项目，外贸部也已明文规定出口纸箱必须使用玉米淀粉粘合剂。
瓦楞纸用淀粉粘合剂的生产方法分为碱糊法、糊精法、主体载体法和氧化法。其中用碱糊法和糊精法生产的粘合剂，粘结力和防腐性较差，主体载体法生产的粘合剂仅适用于高速连续机生产，适用范围较窄。氧化淀粉粘合剂的粘结力高、防腐防酶效果好，制作简单，是采用最多的生产方法。如专利CN2010101192405提供了一种淀粉粘合剂的制备方法，其包括采用交联剂对淀粉进行交联处理得到变性淀粉A，和将淀粉依次采用次氯酸钠氧化、丁二酸酐酯化、阳离子醚化剂处理得到变性淀粉B，按照一定的比例混合得到变性淀粉粘合剂。然而，现有淀粉粘合剂还存在粘接力不强，长时间放置容易发霉等问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种环保抗氧化纸箱粘合剂，具体方案如下：
一种环保抗氧化纸箱粘合剂，所述粘合剂包括如下重量份数的配方组成：干淀粉100份、对氨基苯酚环氧树脂10-16份、双氧水0.02-0.5份、硼砂0.05-0.1份、二氰胺钠5-8份、碳酸二甲酯30-50份、苯酐聚酯多元醇80-120份、聚苯二甲酸多元醇酯60-80份、三乙醇胺50-70份、抗氧剂1-3份、氢氧化钠适量(调节PH值)，硫代硫酸钠适量反应掉多余的氧化剂。
所述干淀粉为玉米淀粉，使用时与去离子水配成30-50％的淀粉乳液。
所述双氧水为氧化剂，浓度小于30％，双氧水氧化剂较高锰酸钾相比，更为绿色，胶液更为透明，双氧水浓度不能太高，太高会使淀粉氧化过渡而降低性能。
所述抗氧剂为受阻酚(Hostanox O3)、抗亚磷酸酯(Ultranox 626)和金属离子螯合剂(三聚磷酸钠,焦磷酸钠)的复合物，Hostanox O3:Ultranox 626:金属离子螯合剂＝1:(1-3):(0.1-0.5)。通过对抗氧剂的复配，显著提高了粘合剂的防霉变性能和耐变色性。
所述二氰胺钠为环氧树脂固化促进剂和潜伏助剂，在室温密闭体系中可以保持环氧树脂长期保存不固化，使用时又可促进其快速固化。
所述碳酸二甲酯为溶剂稀释剂，确保体系具有一定的流动性。
所述苯酐聚酯多元醇、聚苯二甲酸多元醇酯为增韧剂，通过配方调节可有效保持韧性和粘接强度；
所述三乙醇胺为交联剂，其分子中既含有羟基又含有三级胺使其既可与淀粉中的羟基、醛基和羧基反应又可与环氧基反应提高粘接强度。
所述硼砂为交联助剂，在反应中起到增稠、增粘的作用。
本发明还提供所述环保抗氧化粘合剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将玉米干淀粉配制成30-50％的淀粉乳液，然后加入氢氧化钠调节pH值至8-11，获得乳白色淀粉糊；
(2)向步骤(1)制备的淀粉糊中加入双氧水，室温反应20-40min，反应完毕后，逐勺加入硫代硫酸钠，边反应边检测，至淀粉碘化钾试纸不变色，制得氧化淀粉乳液；
(3)将制备的氧化淀粉乳液与对氨基苯酚环氧树脂在50-60℃下充分混合，反应20-40min后制得环氧树脂改性淀粉乳液；
(4)向步骤(3)制得的环氧树脂改性淀粉乳液中加入碳酸二甲酯，高速搅拌至形成均相体系后，依次加入苯酐聚酯多元醇、聚苯二甲酸多元醇酯，抗氧剂继续搅拌并升高温度至60-80℃，保温反应50-80min，反应完毕后降至室温获得粘稠预聚胶体；
(5)将步骤(4)制得的预聚胶体加入真空捏合机中，抽真空除气泡，然后依次加入硼砂、二氰胺钠和三乙醇胺，继续抽真空氮气置换后，在室温下捏合30-60min，出料得到环保纸箱粘合剂。制备的粘合剂要保持与空气隔绝。
本发明的有益效果在于，(1)配方体系采用复配型的抗氧剂有效提高了胶体的抗氧化性能，克服了长期使用变色的问题；(2)复配型抗氧剂还克服了粘合剂在潮湿环境下易霉变的问题。(3)本方法制备的粘合剂的粘接强度更强，固化更快，储存期更长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动所做的等同替换或改进，都在本发明的保护范围之内。
实施例1.
一种环保抗氧化纸箱粘合剂，所述粘合剂包括如下重量份数的配方组成：干淀粉100份、对氨基苯酚环氧树脂13份、30％双氧水0.2份、硼砂0.08份、二氰胺钠6份、碳酸二甲酯36份、苯酐聚酯多元醇100份、聚苯二甲酸多元醇酯70份、三乙醇胺65份、抗氧剂2份、氢氧化钠适量(调节PH值)，硫代硫酸钠适量(反应掉多余的氧化剂)。
所述抗氧剂为受阻酚(Hostanox O3)、抗亚磷酸酯(Ultranox 626)和金属离子螯合剂三聚磷酸钠的复合物，Hostanox O3:Ultranox 626:三聚磷酸钠＝1:2:0.3。
所述环保抗氧化纸箱粘合剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将玉米干淀粉100g配制成40％的淀粉乳液，然后加入氢氧化钠调节pH值至8-11，获得乳白色淀粉糊；
(2)向步骤(1)制备的淀粉糊中加入30％双氧水，室温反应30min，反应完毕后，逐勺加入硫代硫酸钠，边反应边检测，至淀粉碘化钾试纸不变色，得氧化淀粉乳液。
(3)将制备的氧化淀粉乳液与对氨基苯酚环氧树脂13g在50℃下充分混合，反应30min后制得环氧树脂改性淀粉乳液；
(4)向步骤(3)制得的环氧树脂改性淀粉乳液中加入碳酸二甲酯36g，高速搅拌至形成均相体系后，依次加入苯酐聚酯多元醇100g、聚苯二甲酸多元醇酯70g，抗氧剂2g，继续搅拌并升高温度至70℃，保温反应60min，反应完毕后降至室温获得粘稠预聚胶体；
(5)将步骤(4)制得的预聚胶体加入真空捏合机中，抽真空除气泡，然后依次加入硼砂0.08g、二氰胺钠6g和三乙醇胺65g，继续抽真空氮气置换后，在室温下捏合30-60min，出料得到环保纸箱粘合剂，出料过程和包装箱保持隔绝空气状态。
实施例2.
一种环保抗氧化纸箱粘合剂，所述粘合剂包括如下重量份数的配方组成：干淀粉100份、对氨基苯酚环氧树脂15份、25％双氧水0.5份、硼砂0.1份、二氰胺钠6份、碳酸二甲酯42份、苯酐聚酯多元醇100份、聚苯二甲酸多元醇酯70份、三乙醇胺65份、抗氧剂2.5份、氢氧化钠适量(调节PH值)，硫代硫酸钠适量(反应掉多余的氧化剂)。
所述抗氧剂为受阻酚(Hostanox O3)、抗亚磷酸酯(Ultranox 626)和金属离子螯合剂三聚磷酸钠的复合物，Hostanox O3:Ultranox 626:三聚磷酸钠＝1:1:0.3。
制备方法同实施例1。
实施例3.
一种环保抗氧化纸箱粘合剂，所述粘合剂包括如下重量份数的配方组成：干淀粉100份、对氨基苯酚环氧树脂12份、30％双氧水0.5份、硼砂0.06份、二氰胺钠7份、碳酸二甲酯35份、苯酐聚酯多元醇110份、聚苯二甲酸多元醇酯70份、三乙醇胺55份、抗氧剂3份、氢氧化钠适量(调节PH值)，硫代硫酸钠适量(反应掉多余的氧化剂)。
所述抗氧剂为受阻酚(Hostanox O3)、抗亚磷酸酯(Ultranox 626)和金属离子螯合剂焦磷酸钠的复合物，Hostanox O3:Ultranox 626:焦磷酸钠＝1:2:0.2。
制备方法同实施例1。
实施例4.
一种环保抗氧化纸箱粘合剂，所述粘合剂包括如下重量份数的配方组成：干淀粉100份、对氨基苯酚环氧树脂16份、30％双氧水0.5份、硼砂0.05份、二氰胺钠5份、碳酸二甲酯40份、苯酐聚酯多元醇90份、聚苯二甲酸多元醇酯80份、三乙醇胺65份、抗氧剂3份、氢氧化钠适量(调节PH值)，硫代硫酸钠适量(反应掉多余的氧化剂)。
所述抗氧剂为受阻酚(Hostanox O3)、抗亚磷酸酯(Ultranox 626)和金属离子螯合剂焦磷酸钠的复合物，Hostanox O3:Ultranox 626:焦磷酸钠＝1:3:0.3。
制备方法同实施例1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种环保抗氧化纸箱粘合剂，所述粘合剂包括如下重量份数的配方组成：干淀粉100份、对氨基苯酚环氧树脂10-16份、双氧水0.02-0.5份、硼砂0.05-0.1份、二氰胺钠5-8份、碳酸二甲酯30-50份、苯酐聚酯多元醇80-120份、聚苯二甲酸多元醇酯60-80份、三乙醇胺50-70份、抗氧剂1-3份；
所述抗氧剂为受阻酚(Hostanox O3)、抗亚磷酸酯(Ultranox 626)和金属离子螯合剂(三聚磷酸钠,焦磷酸钠)的复合物。
2.根据权利要求1所述的一种环保抗氧化纸箱粘合剂，其特征在于所述抗氧剂各组分的质量比Hostanox O3:Ultranox 626:金属离子螯合剂＝1:(1-3):(0.1-0.5)。
3.根据权利要求1所述的一种环保抗氧化纸箱粘合剂，其特征在于所述干淀粉为玉米淀粉，使用时与去离子水配成30-50％的淀粉乳液。
4.根据权利要求1所述的一种环保抗氧化纸箱粘合剂，其特征在于所述双氧水为氧化剂，浓度小于30％。
5.权利要求1-4中任一项所述的环保抗氧化纸箱粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将玉米干淀粉配制成30-50％的淀粉乳液，然后加入氢氧化钠调节pH值至8-11，获得乳白色淀粉糊；
(2)向步骤(1)制备的淀粉糊中加入双氧水，室温反应20-40min，反应完毕后，逐勺加入硫代硫酸钠，边反应边检测，至淀粉碘化钾试纸不变色，制得氧化淀粉乳液；
(3)将制备的氧化淀粉乳液与对氨基苯酚环氧树脂在50-60℃下充分混合，反应20-40min后制得环氧树脂改性淀粉乳液；
(4)向步骤(3)制得的环氧树脂改性淀粉乳液中加入碳酸二甲酯，高速搅拌至形成均相体系后，依次加入苯酐聚酯多元醇、聚苯二甲酸多元醇酯，抗氧剂继续搅拌并升高温度至60-80℃，保温反应50-80min，反应完毕后降至室温获得粘稠预聚胶体；
(5)将步骤(4)制得的预聚胶体加入真空捏合机中，抽真空除气泡，然后依次加入硼砂、二氰胺钠和三乙醇胺，继续抽真空氮气置换后，在室温下捏合30-60min，出料得到环保纸箱粘合剂；制备的粘合剂要保持与空气隔绝。
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