CN111607337B - 一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其原料组成及重量比为：预配液80–100、过氧化氢酶0.1–0.3，预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液40–60、玉米淀粉溶液80–100、增韧剂10–20，增韧剂的原料组成及其重量份比包括：邻苯二酚5–10、二乙烯三胺5–10，制备时，先将壳聚糖溶液、玉米淀粉溶液、增韧剂按所需比例混合以制备预配液，再将过氧化氢酶加入预配液中混合均匀，然后用盐酸调节体系的pH值至8–9，并升温至70–80℃反应即可。本设计显著提升了胶粘剂的粘结强度、纸板的韧性以及耐折性能。

Description

一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明属于瓦楞纸板生产技术领域，具体涉及一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂及其制备方法。

背景技术

纸板爆线是瓦楞纸板在分切压线、折叠、装箱及堆垛时出现的面层、里层或面层和里层甚至瓦楞层纸张沿压线出现破裂的现象，爆线严重影响纸箱外观，是纸箱的重大质量缺陷之一。特别在干旱季节，爆线问题更加频繁，更是让众多纸箱企业倍受困扰，它不仅严重影响到纸箱品质及准时交货，而且还会造成废品率急剧攀升,使企业蒙受经济损失。纸板爆线的原因主要是瓦楞纸板所用原纸的质量、瓦楞纸板的含水量以及瓦楞纸板的厚度等原因。为此，研究者们采用了众多的解决方案，如增加纸板的含水量；在生产线上安装喷雾装置，向纸板喷雾；纸板开槽压线；控制纸板厚度以及各种对生产设备及工艺的调整。由于影响爆线的根本原因在于纸板韧性不足，因此上述解决方案的效果并不明显，爆线问题依旧发生。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够提升粘结强度、纸板的韧性以及耐折性能的瓦楞纸板防爆线用胶粘剂及其制备方法。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其由预配液与过氧化氢酶按照80–100:0.1–0.3的重量比在碱性条件下反应得到，其中，所述预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液40–60、玉米淀粉溶液80–100、增韧剂10–20，所述增韧剂的原料组成及其重量份比包括：邻苯二酚5–10、二乙烯三胺5–10。

所述增韧剂的原料组成还包括三羟甲基氨基甲烷、蒸馏水，所述三羟甲基氨基甲烷、蒸馏水与邻苯二酚的重量份比为10–15:100–120:5–10。

所述玉米淀粉溶液的原料组成及其重量份比为：玉米淀粉15–20、蒸馏水80–100、聚乙烯醇4–6、硼砂1–2、消泡剂0.5–0.8、异噻唑啉酮0.5–0.8、硫酸钙晶须3–5。

所述壳聚糖溶液由壳聚糖、体积百分比含量为1％的醋酸溶液按照8–10:80–100的重量比混合而成。

上述瓦楞纸板防爆线用胶粘剂的制备方法，具体为：先将壳聚糖溶液、玉米淀粉溶液、增韧剂按所需比例混合以得到预配液，再将过氧化氢酶加入预配液中混合均匀，然后用盐酸调节体系的pH值至8–9，并升温至70–80℃反应即可得到胶粘剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂由预配液与过氧化氢酶按照80–100:0.1–0.3的重量比在碱性条件下反应得到，且预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液40–60、玉米淀粉溶液80–100、增韧剂10–20，增韧剂的原料组成及其重量份比包括：邻苯二酚5–10、二乙烯三胺5–10，本设计通过邻苯二酚、二乙烯三胺在过氧化氢酶的催化下聚合形成三种含有多反应活性点的长链聚合物，这些长链聚合物的反应活性极强，不仅能与瓦楞原纸的纤维分子形成化学键、氢键等多重相互作用，而且胶粘剂内部也能产生化学键、氢键等作用，形成交联网络，使胶粘剂的粘结强度、纸板的韧性以及耐折性能大幅度提升，从而解决瓦楞纸板爆线的问题。因此，本发明显著提升了胶粘剂的粘结强度、纸板的韧性以及耐折性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其由预配液与过氧化氢酶按照80–100:0.1–0.3的重量比在碱性条件下反应得到，其中，所述预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液40–60、玉米淀粉溶液80–100、增韧剂10–20，所述增韧剂的原料组成及其重量份比包括：邻苯二酚5–10、二乙烯三胺5–10。

所述增韧剂的原料组成还包括三羟甲基氨基甲烷、蒸馏水，所述三羟甲基氨基甲烷、蒸馏水与邻苯二酚的重量份比为10–15:100–120:5–10。

所述玉米淀粉溶液的原料组成及其重量份比为：玉米淀粉15–20、蒸馏水80–100、聚乙烯醇4–6、硼砂1–2、消泡剂0.5–0.8、异噻唑啉酮0.5–0.8、硫酸钙晶须3–5。

所述壳聚糖溶液由壳聚糖、体积百分比含量为1％的醋酸溶液按照8–10:80–100的重量比混合而成。

上述瓦楞纸板防爆线用胶粘剂的制备方法，具体为：先将壳聚糖溶液、玉米淀粉溶液、增韧剂按所需比例混合以得到预配液，再将过氧化氢酶加入预配液中混合均匀，然后用盐酸调节体系的pH值至8–9，并升温至70–80℃反应即可得到胶粘剂。

本发明的原理说明如下：

本发明采用邻苯二酚、二乙烯三胺在过氧化氢酶的催化下聚合形成三种含有多反应活性点的长链聚合物，这些长链聚合物与壳聚糖、玉米淀粉的纤维素以及其它的有机基体、瓦楞原纸的纤维分子形成分子间、分子内的化学键、氢键，使得胶粘剂与瓦楞原纸之间形成高强、高韧的粘结层。其具体反应过程如下：

第一步、在碱性溶液中，过氧化氢酶氧化邻苯二酚形成邻苯醌以及自由基：

第二步、过氧化氢酶催化邻苯醌以及自由基与二乙烯三胺发生迈克尔加成或者席夫碱反应，形成如下三种邻苯二酚/多胺结构的物质：

第三步、上述三种物质可以相互转变，也可以耦合，还可以与氨基、羧基、巯基、金属离子、苯环、咪唑等众多基团发生加成反应：

分子间形成氢键

分子内形成氢键

二乙烯三胺：申请人在研究中发现，若单独采用邻苯二酚，其在碱性溶液中只能被氧化成醌式结构，而醌式结构只能与未氧化的邻苯二酚偶合形成自由基，不能单独加成形成长链聚合物，因此不能显著提高粘结强度、纸板的韧性以及耐折性能，无法达到纸板防爆线的作用。针对该问题，本发明引入了二乙烯三胺，二乙烯三胺不仅能够与醌式结构形成长链聚合物，而且氨基的活性非常强，能与其他物质形成交联网络，同时，二乙烯三胺会影响醌式结构的电子云分布，使醌式结构的反应活性增强，更容易与氨基、巯基、羧基、羟基等有机基团发生反应，这对提升粘结剂的粘结强度有很大的作用。

本发明中各原料的作用说明如下：

玉米淀粉：白色微带淡黄色的粉末，细度98–100目，灰分不超0.1％网屏，含水量14.0％。

聚乙烯醇：白色片状、絮状或粉末状固体，保湿，粘合，聚合成膜。

三羟甲基氨基甲烷：白色结晶颗粒，缓冲剂。

邻苯二酚：无色结晶，聚合单体。

二乙烯三胺；透明粘稠液体，聚合单体。

过氧化氢酶：琥珀色液体，催化剂。

硼砂：增大淀粉粘度，内聚性，白色结晶粉末，市售。

消泡剂：乳化硅油，白色粘稠液体，上海树脂厂有限公司生产。

异噻唑啉酮：棕黄色透明液体，杀菌防霉剂，市售。

硫酸钙晶须：白色疏松针状物，增韧剂，填充剂。

实施例1：

一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其原料组成及重量比为：预配液80、过氧化氢酶0.1，所述预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液40、玉米淀粉溶液80、增韧剂10，所述壳聚糖溶液的原料组成及重量比为：壳聚糖8、体积百分比含量为1％的醋酸溶液按照80，所述玉米淀粉溶液的原料组成及其重量份比为：玉米淀粉15、蒸馏水80、聚乙烯醇4、硼砂1、消泡剂乳化硅油0.5、异噻唑啉酮0.5、硫酸钙晶须3，所述增韧剂的原料组成及其重量比为：三羟甲基氨基甲烷10、蒸馏水100、邻苯二酚5、二乙烯三胺5。

上述瓦楞纸板防爆线用胶粘剂的制备方法依次按照以下步骤进行：

配置壳聚糖溶液和玉米淀粉溶液、将壳聚糖、体积百分比含量为1％的醋酸溶液按所需比例在常温下混合，使壳聚糖完全溶解以得到壳聚糖溶液，并将玉米淀粉、蒸馏水、聚乙烯醇、硼砂、消泡剂、异噻唑啉酮、硫酸钙晶须按所需比例在常温下混合，充分溶解以得到玉米淀粉溶液；

配置增韧剂、将三羟甲基氨基甲烷、蒸馏水、邻苯二酚、二乙烯三胺按所需比例在常温下混合均匀即可；

制备预配液、将壳聚糖溶液、玉米淀粉溶液、增韧剂按所需比例混合均匀；

制备胶粘剂、在胶粘剂施胶时，将过氧化氢酶加入预配液中混合均匀，然后用6mol/L的盐酸调节体系的pH值至8.5，并升温至75℃反应即可。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：

所述瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其原料组成及重量比为：预配液90、过氧化氢酶0.2，所述预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液50、玉米淀粉溶液90、增韧剂17，所述壳聚糖溶液的原料组成及重量比为：壳聚糖9、体积百分比含量为1％的醋酸溶液按照90，所述玉米淀粉溶液的原料组成及其重量份比为：玉米淀粉18、蒸馏水90、聚乙烯醇5、硼砂1.5、消泡剂0.7、异噻唑啉酮0.7、硫酸钙晶须4，所述增韧剂的原料组成及其重量比为：三羟甲基氨基甲烷12、蒸馏水110、邻苯二酚7、二乙烯三胺7。

制备胶粘剂步骤中，体系的pH值为8.0，反应温度为78℃。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于：

所述瓦楞纸板防爆线用胶粘剂的原料组成及其重量比为：预配液100、过氧化氢酶0.3，所述预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液60、玉米淀粉溶液100、增韧剂20，所述壳聚糖溶液的原料组成及重量比为：壳聚糖10、体积百分比含量为1％的醋酸溶液按照100，所述玉米淀粉溶液的原料组成及其重量份比为：玉米淀粉20、蒸馏水100、聚乙烯醇6、硼砂2、消泡剂0.8、异噻唑啉酮0.8、硫酸钙晶须5，所述增韧剂的原料组成及其重量比为：三羟甲基氨基甲烷15、蒸馏水120、邻苯二酚10、二乙烯三胺10。

制备胶粘剂步骤中，体系的pH值为8.8，反应温度为70℃。

为考察本发明产品的性能，对本发明所述胶粘剂、采用所述胶粘剂的纸板以及采用该纸板的纸箱均进行相关性能测试，结果如下：

胶粘剂：粘度30–70(s)、上糊量35–90g/m²、剥离强度＞40N/cm、粘合强度＞2000N/cm。

纸板：耐折试验(耐折强度，135度角往返折叠试验)＞500次、爆线测试(以10000个纸板压线测试)爆线率0％。

纸箱：边压强度≥7500N/m、耐破强度≥2000Kpa、戳穿强度≥50J、粘合强度＞1500N/cm、空箱承压强度：≥7000N。

Claims (4)

1.一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其特征在于：

所述胶粘剂由预配液与过氧化氢酶按照80–100:0.1–0.3的重量比在碱性条件下反应得到，其中，所述预配液的原料组成及其重量份比为：壳聚糖溶液40–60、玉米淀粉溶液80–100、增韧剂10–20，所述玉米淀粉溶液的原料组成及其重量份比为：玉米淀粉15–20、蒸馏水80–100、聚乙烯醇4–6、硼砂1–2、消泡剂0.5–0.8、异噻唑啉酮0.5–0.8、硫酸钙晶须3–5，所述增韧剂的原料组成及其重量份比包括：邻苯二酚5–10、二乙烯三胺5–10。

2.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其特征在于：所述增韧剂的原料组成还包括三羟甲基氨基甲烷、蒸馏水，所述三羟甲基氨基甲烷、蒸馏水与邻苯二酚的重量份比为10–15:100–120:5–10。

3.根据权利要求1或2所述的一种瓦楞纸板防爆线用胶粘剂，其特征在于：所述壳聚糖溶液由壳聚糖、体积百分比含量为1%的醋酸溶液按照8–10:80–100的重量比混合而成。

4.一种权利要求1所述的瓦楞纸板防爆线用胶粘剂的制备方法，其特征在于：

所述制备方法为：先将壳聚糖溶液、玉米淀粉溶液、增韧剂按所需比例混合以得到预配液，再将过氧化氢酶加入预配液中混合均匀，然后用盐酸调节体系的pH值至8–9，并升温至70–80℃反应即可得到胶粘剂。