CN111040667B - 一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂及其制备方法，其原料包括淀粉50~80份，氧化剂2~4份，氢氧化钠10~15份，多巴胺盐酸盐8~12份，硝酸银溶液4~6份，交联剂1~2份，水120~200份。本发明采用多巴胺盐酸盐和硝酸银溶液为功能添加物质，充分利用多巴胺的自聚合的还原特性，将硝酸银还原制备纳米银，得到多巴胺改性的纳米银，提高纳米银在淀粉胶粘剂中的分散度，多巴胺含有许多胺官能团和儿茶酚官能团增强淀粉胶粘剂的粘性。同时，硝酸银还原成纳米银可以提高淀粉胶粘剂的抗菌性能。

Description

一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，更具体地，涉及一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂及其制备方法。
背景技术
淀粉胶粘剂是以淀粉为原料制成的天然胶粘剂，其来源广泛，价格低，无毒害的优点，越来越受到人们的重视。在淀粉通过氧化，糊化以及微交联后，原淀粉成为一种具有粘性的淀粉胶，现已应用于纸板或木板的粘接，并且具有取代含有游离甲醛的胶粘剂的前景。但是，淀粉胶的初粘度不强，耐水性和稳定性差的缺陷，限制了淀粉胶粘剂的广泛应用。目前对于淀粉胶粘剂存在的缺陷，一般都是采用添加其他聚合物单体聚合改善其粘接性能，如聚乙烯醇、异氰酸酯等其他类似的聚合物单体，而其他聚合物体系的制备与淀粉胶粘剂的工艺不用，需要额外的配置，制备工艺复杂，成本高。另外，淀粉胶粘剂是一种使用淀粉有机物作为原料，有机成分易受到微生物的青睐，在潮湿的环境中更容易受到霉菌的污染，微生物的生长和繁殖会分解淀粉胶粘剂中的有机成分，因而容易导致粘接性能的降低，并且霉菌等对产品外观及安全性等质量造成严重的影响，导致产品品质问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有胶粘剂粘接强度小、稳定性差的不足，提供一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂。
本发明要解决的另一技术问题是一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其原料组成包括：淀粉50~80份，氧化剂2~4份，氢氧化钠10~15份，多巴胺盐酸盐8~12份，硝酸银溶液4~6份，交联剂1~2份，水120~200份。
优选地，所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂的原料包括淀粉60份，氧化剂3份，氢氧化钠12份，多巴胺盐酸盐10份，硝酸银溶液5份，交联剂2份，水180份。
进一步地，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉和马铃薯淀粉的一种或多种。
进一步地，所述氧化剂为次氯酸钠、过氧化氢或高锰酸钾的任意一种。
进一步地，所述交联剂为硼砂、硼酸、碳酸锆铵的一种或多种。
进一步地，所述硝酸银溶液浓度为0.01~0.05mol/L。
根据上述提供的制备步骤包括：
S1.将淀粉与水均匀混合，加入氧化剂，加热反应，得到氧化淀粉；
S2.在S1得到的氧化淀粉中加入氢氧化钠，搅拌均匀，反应一段时间糊化淀粉；
S3.在S2中的淀粉中加入多巴胺盐酸盐、硝酸银溶液和交联剂，搅拌均匀后得到淀粉胶粘剂。
进一步地，S1所述加热温度为40~45℃，加热时间为20~30min.
进一步地，S2所述反应一段时间为5~10min。
进一步地，S2所述搅拌时间为10~20min。
与现有技术相比，有益效果是：
本发明在淀粉胶粘剂中采用多巴胺和纳米银的改性，提高淀粉胶粘剂的粘接性能和稳定性。本发明采用多巴胺盐酸盐和硝酸银溶液为功能添加物质，充分利用多巴胺的自聚合的还原特性，将硝酸银还原制备纳米银，得到多巴胺改性的纳米银，提高纳米银在淀粉胶粘剂中的分散度。多巴胺是贻贝蛋白中含量丰富的酪氨酸的衍生物，它包含有许多胺官能团和儿茶酚官能团，可以增强淀粉胶粘剂的粘性。同时，纳米银的添加可以抬高淀粉胶粘剂的抗菌性能，在湿润的环境下，能够有效地防止微生物对淀粉有机物的分解造成粘结性能的下降。本发明的制备工艺简单，不需要额外的制备工艺进行粘度、抗菌的增强，产品绿色无污染。
具体实施方式
下面结合实施例进一步解释和阐明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。若未特别指明，实施例中所用的方法和设备为本领常规方法和设备，所用原料均为常规市售原料。
实施例1
S1.将60份玉米淀粉与180份水均匀混合，加入3份双氧水，加热至40~45℃反应20~30min，得到氧化淀粉；
S2.在S1得到的氧化淀粉中加入12份氢氧化钠，搅拌均匀，反应5~10min糊化淀粉；
S3.在S2中的淀粉中加入10份多巴胺盐酸盐、0.03mol/L的硝酸银溶液4份和硼砂2份，搅拌10~20min后得到淀粉胶粘剂。
实施例2
S1.将50份小麦淀粉与120份水均匀混合，加入2份高锰酸钾，加热至40~45℃反应20~30min，得到氧化淀粉；
S2.在S1得到的氧化淀粉中加入10份氢氧化钠，搅拌均匀，反应5~10min糊化淀粉；
S3.在S2中的淀粉中加入8份多巴胺盐酸盐、0.01mol/L的硝酸银溶液5份和硼酸1份，搅拌10~20min后得到淀粉胶粘剂。
实施例3
S1.将80份木薯淀粉与200份水均匀混合，加入4份次氯酸钠，加热至40~45℃反应20~30min，得到氧化淀粉；
S2.在S1得到的氧化淀粉中加入15份氢氧化钠，搅拌均匀，反应5~10min糊化淀粉；
S3.在S2中的淀粉中加入12份多巴胺盐酸盐、0.05mol/L的硝酸银溶液6份和碳酸锆铵2份，搅拌10~20min后得到淀粉胶粘剂。
实施例4
S1.将60份马铃薯淀粉与200份水均匀混合，加入4份双氧水，加热至40~45℃反应20~30min，得到氧化淀粉；
S2.在S1得到的氧化淀粉中加入12份氢氧化钠，搅拌均匀，反应5~10min糊化淀粉；
S3.在S2中的淀粉中加入10份多巴胺盐酸盐、0.05mol/L的硝酸银溶液5份和硼砂1份，搅拌10~20min后得到淀粉胶粘剂。
将实施例1~4制备的淀粉胶粘剂与对照组的纯淀粉胶粘剂进行干强度和湿强度的检测，其结果如下：
序号 干强度（MPa） 湿强度（MPa）
实施例1 7.5 4.6
实施例2 7.2 4.1
实施例3 6.8 4.8
实施例4 7.2 4.5
对照组 4.8 2.1
由表1可知，并且纳米银在胶粘剂中均匀分散，有效的提高了淀粉胶粘剂的抗菌性能。本发明利用多巴胺含有丰富的官能团，大大提高淀粉胶粘剂的干强度和湿强度。并且进一步利用其自聚合的特性，还原硝酸银并接枝，使其充分在淀粉胶粘剂中分散，赋予其抗菌性能。本发明的制备方法简单，无需额外制备流程制备其乳化剂或胶粘剂增强，大大提高了生产效率。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其特征在于，其原料组成包括：淀粉50~80份，氧化剂2~4份，氢氧化钠10~15份，多巴胺盐酸盐8~12份，硝酸银溶液4~6份，交联剂1~2份，水120~200份；所述氧化剂为次氯酸钠、过氧化氢或高锰酸钾的任意一种；所述交联剂为硼砂、硼酸、碳酸锆铵的一种或多种；
制备步骤包括：
S1.将淀粉与水均匀混合，加入氧化剂，加热反应，得到氧化淀粉；
S2.在S1得到的氧化淀粉中加入氢氧化钠，搅拌均匀，反应一段时间糊化淀粉；
S3.在S2中的淀粉中加入多巴胺盐酸盐、硝酸银溶液和交联剂溶液，搅拌均匀后得到淀粉胶粘剂。
2.根据权利要求1所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其特征在于，所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂的原料包括淀粉60份，氧化剂3份，氢氧化钠12份，多巴胺盐酸盐10份，硝酸银溶液5份，交联剂2份，水180份。
3.根据权利要求1所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其特征在于，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉和马铃薯淀粉的一种或多种。
4.根据权利要求1所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其特征在于，所述硝酸银溶液浓度为0.01~0.05mol/L。
5.根据权利要求1所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其特征在于，S1所述加热温度为40~45℃，加热时间为20~30min。
6.根据权利要求1所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其特征在于，S2所述反应一段时间为15~25min。
7.根据权利要求1所述多巴胺功能化的淀粉胶粘剂，其特征在于，S3所述搅拌时间为10~20min。
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