CN110951414A - 一种改性淀粉热熔胶及其制备方法 - Google Patents

一种改性淀粉热熔胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改性淀粉热熔胶及其制备方法，本发明所述的一种改性淀粉热熔胶，包含如下重量份的组分：改性淀粉45‑55份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物20‑30份、萜烯树脂15‑25份、抗氧剂5‑10份、增塑剂5‑10份、芳香剂5‑10份；所述改性淀粉由以下重量份的原料制得：玉米淀粉60‑80份、氢氧化钠5‑10份、次氯酸钠10‑15份、聚乙烯醇13‑18份、丙烯酰胺10‑20份、降冰片烷二异氰酸酯10‑15份。本发明所述的一种改性淀粉热熔胶，采用天然的淀粉和萜烯树脂为主要的原料替代了石油原料的热熔胶，并通过次氯酸钠氧化、丙烯酰胺缩聚、降冰片烷二异氰酸酯端基封闭处理等步骤对淀粉进行改性，得到胶合强度高、耐水性好、无毒的热熔胶。

Description

一种改性淀粉热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂生产应用领域，具体地涉及一种改性淀粉热熔胶及其制备方法。
技术背景
热熔胶是以热塑性树脂为基体，辅以增粘剂、增塑剂、抗氧剂等成分熔炼而成的热塑性胶粘剂，广泛用于建筑、汽车、电子、包装、医疗、服装、玩具、书籍装订等行业。目前市场大多以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)型热熔胶为主体，也包括一些聚乙烯、聚丙烯类热熔胶产品，其基体树脂大多来源于石油化工产品，这些树脂大都比较难降解而且挥发出来的味道比较难闻，随着石油资源的逐渐枯竭，热熔胶产品成本在不断攀升，因此，研发绿色环保的可生物降解热熔胶新品成为当今胶粘剂行业的迫切需求。天然胶黏剂有生产原料来源广、绿色、可再生、施胶方便等优点。然而，它黏度偏低、干燥速率慢、流动性大，易腐变等。特别地，对于天然淀粉胶黏剂，如在纸张粘结方面，由于其含水量较大，干燥速率较慢，致使纸张易被胶黏剂水分浸湿，继而降低纸张粘结效果。
淀粉是绿色植物光合作用产物。淀粉基天然胶黏剂有强度高、无腐蚀、无污染、生产工艺简单且便于机械化生产等优点，是化石资源基胶黏剂理想替代品。同时，研究高性能淀粉胶黏剂也契合国家环保、健康、可持续发展需求。但是，一般淀粉胶黏剂在初黏力、稳定性、胶合强度等方面不及传统胶黏剂。这限制了其大规模使用。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种改性淀粉热熔胶及其制备方法，以有效解决现有技术的不足之处。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改性淀粉热熔胶，包含如下重量份的组分：改性淀粉45-55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、萜烯树脂15-25份、抗氧剂5-10份、增塑剂5-10份、芳香剂5-10份；所述改性淀粉由以下重量份的原料制得：玉米淀粉60-80份、氢氧化钠5-10份、次氯酸钠10-15份、聚乙烯醇13-18份、丙烯酰胺10-20份、降冰片烷二异氰酸酯10-15份。
与现有技术相比，本发明所述的一种改性淀粉热熔胶，采用天然的淀粉和萜烯树脂为主要的原料替代了石油原料的热熔胶，并通过次氯酸钠氧化、丙烯酰胺缩聚、降冰片烷二异氰酸酯端基封闭处理等步骤对淀粉进行改性，得到胶合强度高、耐水性好、无毒的热熔胶。另外，本发明还增添了芳香剂，可以有效的减轻一些树脂的味道，使用者在使用的时候可以感受到芳香的味道。
进一步地，所述增塑剂为乙二醇。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步地，所述芳香剂包括以下重量份数计的组分：陈皮5-15份、茉莉10-20份、茶叶20-30份。
本发明还提供一种制备改性淀粉热熔胶的制备方法，包括如下步骤：A、改性淀粉的制备
A、改性淀粉的制备
(1)调浆将60-80份玉米淀粉在反应罐中加水调制成淀粉乳，加入适量氢氧化钠溶液调节溶液pH至10-11；
(2)氧化糊化加入10-15份次氯酸钠溶液搅拌，并将反应罐放置微波反应器中反应1-2h；然后加热至40-55度，搅拌使淀粉乳充分糊化；
(3)缩聚向上述糊化的淀粉乳中分别加入13-18份聚乙烯醇、10-20份丙烯酰胺，搅拌反应40-60分钟；
(4)调胶最后加入降冰片烷二异氰酸酯10-15份，并继续搅拌10-20分钟，制得改性淀粉；
B、改性淀粉热熔胶的制备
(1)将步骤A中制备的改性淀粉45-55份与增塑剂5-10份、萜烯树脂15-25份共混合，在2000～4000r/min的高速搅拌下混合10～30min，静置24h后加热到120～140℃成熔融胶状，保持温度备用；
(2)在无水无氧条件下向上述步骤中加入抗氧剂5-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、芳香剂5-10份，继续搅拌10-20分钟后，冷却出料，得改性淀粉热熔胶。
与现有技术相比，本发明的淀粉改性方法，采用物理-化学有机的结合起来，在氧化一步中同时采用微波处理，使得淀粉的粘度增大，令外，在稳定剂聚乙烯醇的存在条件下加入丙烯酰胺使其与淀粉进行缩聚、并用降冰片烷二异氰酸酯进行端基封闭处理。使得制得热熔胶粘度更好，在热压时，由于温度的作用，活性极强的降冰片烷二异氰酸酯解封，与淀粉胶粘剂中的活性基团进行交联反应，使得热熔胶更加的耐水。
进一步地，所述芳香剂的制备方法为:取陈皮5-15份、茉莉10-20份、茶叶20-30份进行研磨，收集研磨混合物，向混合物中添加体积分数为75％的乙醇溶液并放入容器中混合均匀，研磨混合物与乙醇溶液的质量比为2:5-9，静置50-60分钟；静置结束后过滤收集上清液，并加入酸碱调节剂调节pH至6.5-7.5之间，得芳香剂。
为了更好地理解和实施，下面详细说明本发明。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
下面将通过具体实施例描述本发明。
实施例1
本发明提供一种改性淀粉热熔胶及其制备方法，其制备方法包括如下步骤；A、改性淀粉的制备
(1)调浆将60份玉米淀粉在反应罐中加水调制成淀粉乳，加入适量2％-3％的氢氧化钠溶液调节溶液pH至10-11；
(2)氧化糊化加入10份次氯酸钠(有效氯的含量大于10％)溶液搅拌，并将反应罐放置微波反应器中反应1-2h；然后加热至40-55度，搅拌是淀粉乳充分糊化；
(3)缩聚向上述糊化的淀粉乳中分别加入18份聚乙烯醇、10份丙烯酰胺，搅拌反应40-60分钟；
(4)调胶最后加入降冰片烷二异氰酸酯10份，并继续搅拌10-20分钟，制得改性淀粉；
B、改性淀粉热熔胶的制备
(1)将步骤A中制备的改性淀粉45份与乙二醇10份、萜烯树脂15份共混合，在2000～4000r/min的高速搅拌下混合10～30min，静置24h后加热到120～140℃成熔融胶状，保持温度备用；
(2)在无水无氧条件下向上述步骤中加入抗氧剂10105份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、芳香剂10份，继续搅拌10-20分钟后，冷却出料，得改性淀粉热熔胶。
优选的，上述芳香剂包括以下组分：陈皮、茉莉、茶叶，所述芳香剂的制备方法为:取陈皮5份、茉莉20份、茶叶20份进行研磨，收集研磨混合物，向混合物中添加体积分数为75％的乙醇溶液并放入容器中混合均匀，研磨混合物与乙醇溶液的质量比为2:5，静置50-60分钟；静置结束后过滤收集上清液，并加入酸碱调节剂调节pH至6.5-7.5之间，得芳香剂。
本实施例中的热熔胶的表现粘度为5500MPa.s，剥离强度50N/2.5cm。
实施例2
本发明提供一种改性淀粉热熔胶及其制备方法，其制备方法包括如下步骤；A、改性淀粉的制备
(1)调浆将70份玉米淀粉在反应罐中加水调制成淀粉乳，加入适量2％-3％的氢氧化钠溶液调节溶液pH至10-11；
(2)氧化糊化加入15份次氯酸钠(有效氯的含量大于10％)溶液搅拌，并将反应罐放置微波反应器中反应1-2h；然后加热至40-55度，搅拌使淀粉乳充分糊化；
(3)缩聚向上述糊化的淀粉乳中分别加入15份聚乙烯醇、15份丙烯酰胺，搅拌反应40-60分钟；
(4)调胶最后加入降冰片烷二异氰酸酯15份，并继续搅拌10-20分钟，制得改性淀粉；
B、改性淀粉热熔胶的制备
(1)将步骤A中制备的改性淀粉55份与乙二醇5份、萜烯树脂20份共混合，在2000～4000r/min的高速搅拌下混合10～30min，静置24h后加热到120～140℃成熔融胶状，保持温度备用；
(2)在无水无氧条件下向上述步骤中加入抗氧剂1010 10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、芳香剂5份，继续搅拌10-20分钟后，冷却出料，得改性淀粉热熔胶。
优选的，上述芳香剂包括以下组分：陈皮、茉莉、茶叶，所述芳香剂的制备方法为:取陈皮10份、茉莉20份、茶叶20份进行研磨，收集研磨混合物，向混合物中添加体积分数为75％的乙醇溶液并放入容器中混合均匀，研磨混合物与乙醇溶液的质量比为2:7，静置50-60分钟；静置结束后过滤收集上清液，并加入酸碱调节剂调节pH至6.5-7.5之间，得芳香剂。
本实施例中的热熔胶的表现粘度为5000MPa.s，剥离强度53N/2.5cm。
实施例3
A、改性淀粉的制备
(1)调浆将80份玉米淀粉在反应罐中加水调制成淀粉乳，加入适量2％-3％的氢氧化钠溶液调节溶液pH至10-11；
(2)氧化糊化加入13份次氯酸钠(有效氯的含量大于10％)溶液搅拌，并将反应罐放置微波反应器中反应1-2h；然后加热至40-55度，搅拌使淀粉乳充分糊化；
(3)缩聚向上述糊化的淀粉乳中分别加入13份聚乙烯醇、20份丙烯酰胺，搅拌反应40-60分钟；
(4)调胶最后加入降冰片烷二异氰酸酯13份，并继续搅拌10-20分钟，制得改性淀粉；
B、改性淀粉热熔胶的制备
(1)将步骤A中制备的改性淀粉50份与乙二醇8份、萜烯树脂25份共混合，在2000～4000r/min的高速搅拌下混合10～30min，静置24h后加热到120～140℃成熔融胶状，保持温度备用；
(2)在无水无氧条件下向上述步骤中加入抗氧剂1010 8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、芳香剂8份，继续搅拌10-20分钟后，冷却出料，得改性淀粉热熔胶。
优选的，上述芳香剂包括以下组分：陈皮、茉莉、茶叶，所述芳香剂的制备方法为:取陈皮15份、茉莉15份、茶叶25份进行研磨，收集研磨混合物，向混合物中添加体积分数为75％的乙醇溶液并放入容器中混合均匀，研磨混合物与乙醇溶液的质量比为2:9，静置50-60分钟；静置结束后过滤收集上清液，并加入酸碱调节剂调节pH至6.5-7.5之间，得芳香剂。
本实施例中的热熔胶的表现粘度为5200MPa.s，剥离强度49N/2.5cm。

Claims (6)

1.一种改性淀粉热熔胶，其特征在于，包含如下重量份的组分：改性淀粉45-55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、萜烯树脂15-25份、抗氧剂5-10份、增塑剂5-10份、芳香剂5-10份；
所述改性淀粉由以下重量份的原料制得：玉米淀粉60-80份、次氯酸钠10-15份、聚乙烯醇13-18份、丙烯酰胺10-20份、降冰片烷二异氰酸酯10-15份。
2.如权利要求1所述的一种改性淀粉热熔胶，其特征在于：所述增塑剂为乙二醇。
3.如权利要求1所述的一种改性淀粉热熔胶，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010。
4.如权利要求1所述的一种改性淀粉热熔胶，其特征在于：所述芳香剂包括以下重量份数计的组分：陈皮5-15份、茉莉10-20份、茶叶20-30份。
5.如权利要求1所述的一种改性淀粉热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、改性淀粉的制备
(1)调浆将60-80份玉米淀粉在反应罐中加水调制成淀粉乳，加入适量氢氧化钠溶液调节溶液pH至10-11；
(2)氧化糊化加入10-15份次氯酸钠溶液搅拌，并将反应罐放置微波反应器中反应1-2h；然后加热至40-55度，搅拌使淀粉乳充分糊化；
(3)缩聚向上述糊化的淀粉乳中分别加入13-18份聚乙烯醇、10-20份丙烯酰胺，搅拌反应40-60分钟；
(4)调胶最后加入降冰片烷二异氰酸酯10-15份，并继续搅拌10-20分钟，制得改性淀粉；
B、改性淀粉热熔胶的制备
(1)将步骤A中制备的改性淀粉45-55份与增塑剂5-10份、萜烯树脂15-25份共混合，在2000～4000r/min的高速搅拌下混合10～30min，静置24h后加热到120～140℃成熔融胶状，保持温度备用；
(2)在无水无氧条件下向上述步骤中加入抗氧剂5-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、芳香剂5-10份，继续搅拌10-20分钟后，冷却出料，得改性淀粉热熔胶。
6.如权利要求5所述的一种改性淀粉热熔胶的制备方法，其特征在于：所述芳香剂的制备方法为:取陈皮5-15份、茉莉10-20份、茶叶20-30份进行研磨，收集研磨混合物，向混合物中添加体积分数为75％的乙醇溶液并放入容器中混合均匀，研磨混合物与乙醇溶液的质量比为2:5-9，静置50-60分钟；静置结束后过滤收集上清液，并加入酸碱调节剂调节pH至6.5-7.5之间，得芳香剂。
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