CN112143455A - 一种合成型植物蛋白基纸管胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉15‑40％、多元胺1‑5％、二元羧酸脂1.5‑6％、环氧氯代烷2‑6％、防腐剂0.1‑1％、水40‑80％，填充物0‑30％；本发明还公开了所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法；本发明制备的合成型植物蛋白基纸管胶，具有很好的耐水性和粘合强度，其粘合强度可达1.50MPa，将其用于纸管粘接，干燥后纸制品不返潮，硬度高，适于大规模工业化生产。

Description

一种合成型植物蛋白基纸管胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及纸管胶领域，具体是一种合成型植物蛋白基纸管胶及其制备方法。

背景技术

纸管胶粘剂俗称纸管胶、纸筒胶等，是制作各种纸管、纸桶、纸罐及相关纸制品的一种专用胶粘剂；随着我国经济的快速发展，纸管在日用品、纺织、轻工、包装、皮革等等领域的需要量越来越大；如卫生卷纸内芯纸筒、纺织用纱管、布匹、纸品、皮革、塑料薄膜等卷筒包装用纸管等等。

传统的纸管胶有硅酸钠胶(水玻璃)、白乳胶、甲醛改性胶、强碱糊化淀粉胶、大豆蛋白胶为主；由于水玻璃和强碱糊化的淀粉胶在使用过程中，都有着较高的pH值，这就使干燥后的纸制品容易从空气中吸收水分，使纸制品变潮变软，从而不能满足客户的使用要求；白乳胶是以乙酸乙烯单体为主要原料经引发剂引发聚合而成，可以满足纸制品的生产要求，但是随着乙酸乙烯单体原材料的价格不断上涨，白乳胶的成本也是不断上涨，因此，有的企业使用甲醛改性白乳胶，虽然成本降低了，但是对环境造成了严重污染，对人体健康也造成了伤害。大豆蛋白胶粘接强度低、存放期短，已基本被市场所淘汰。

植物蛋白胶的一些良好的粘合特性适于制作胶粘剂，植物蛋白具有来源广、资源丰富、可以再生、性能良好等特点；近年来，对环境无害而又可再生的植物蛋白胶粘剂日益得到人们的重视和青睐；但用天然植物蛋白制作的胶粘剂粘接强度和抗水性相对较差，尚不能很好地达到工业应用的标准；因此，很有必要对植物蛋白进行改性，以提高其制作胶粘剂的粘接强度和抗水性等特性，来满足应用的需要，基于此，我们提出一种合成型植物蛋白基纸管胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成型植物蛋白基纸管胶及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉15-40％、多元胺1-5％、二元羧酸脂1.5-6％、环氧氯代烷2-6％、防腐剂0.1-1％、水40-80％，填充物0-30％。

作为本发明进一步的方案：包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉16-38％、多元胺2-4％、二元羧酸脂2-5％、环氧氯代烷3-5％、防腐剂0.1-0.8％、水45-75％，填充物1-25％。

作为本发明再进一步的方案：包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉25％、多元胺3％、二元羧酸脂4％、环氧氯代烷4％、防腐剂0.5％、水48％，填充物15.5％。

作为本发明再进一步的方案：所述植物蛋白粉为大豆脱脂蛋白粉、豌豆蛋白粉、大豆分离蛋白粉、棉籽蛋白粉、蓖麻蛋白粉中的一种或二种以上；所述植物蛋白粉的粗蛋白的干基含量为40-90％，粒度为100-200目。

作为本发明再进一步的方案：所述填充物为面粉、碳酸钙粉、氧化淀粉或高岭土。

作为本发明再进一步的方案：所述多元胺选自乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、三乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或二种以上。

作为本发明再进一步的方案：所述的二元羧酸脂为丙二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、柠檬酸、马来酸酐、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丁二烯二乙酯、戊二酸二甲酯、戊二酸二丁酯、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二乙酯中的一种或二种以上。

作为本发明再进一步的方案：所述的环氧氯代烷为环氧氯丙烷或者环氧溴丙烷中的一种或其混合物。

作为本发明再进一步的方案：所述的防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠、硼砂、TB10强力杀菌剂、亚硫酸氢钠、双氧水、次氯酸钠、BIT防腐剂中的一种或二种以上。

所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至150-190℃，加入多元胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂聚合反应2-5小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入适量水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在40-50℃，并缓慢加入环氧氯代烷，控制温度为50-70℃，反应2-5小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至20-35℃，再加入适量植物蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌30-60分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂、填充物并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过多元胺和二元羧酸脂聚合反应，并加入环氧氯代烷加成反应，然后用该液体把植物蛋白粉进行分散溶解，制备的纸管胶具有很好的耐水性和粘合强度，其粘合强度可达1.50MPa，将其用于纸管粘接，干燥后纸制品不返潮，硬度高，常温水中浸泡12小时不开胶，并保持足够的硬度，完全能够满足蜂窝纸板、工业纸管、锥心纸管、纺纱用的纸管、纸箱等纸质品的生产要求，并且也可以用于人造板多层板材、细木工板的加工；该工艺制备可靠，可在常压下操作，对环境无污染，适于大规模工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉25％、多元胺3％、二元羧酸脂4％、环氧氯代烷4％、防腐剂0.5％、水48％，填充物15.5％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至150℃，加入多元胺乙二胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂丙二酸、戊二酸和己二酸聚合反应2小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在40℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧氯丙烷，控制温度为50℃，反应2小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至20℃，再加入适量植物蛋白粉大豆脱脂蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌30分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂山梨酸钾、填充物面粉并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

实施例2

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉15％、多元胺1％、二元羧酸脂6％、环氧氯代烷2％、防腐剂1％、水77％，填充物0％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至190℃，加入多元胺丁二胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂壬二酸和柠檬酸聚合反应5小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在50℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧溴丙烷，控制温度为70℃，反应5小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至35℃，再加入适量植物蛋白粉豌豆蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌60分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂苯甲酸钠并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

实施例3

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉40％、多元胺5％、二元羧酸脂5％、环氧氯代烷6％、防腐剂0.8％、水42.2％，填充物1％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至170℃，加入多元胺戊二胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂马来酸酐聚合反应3小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在45℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧溴丙烷，控制温度为60℃，反应3小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至30℃，再加入适量植物蛋白粉大豆分离蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌45分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂硼砂、填充物高岭土并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

实施例4

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉16％、多元胺2％、二元羧酸脂1.5％、环氧氯代烷3％、防腐剂0.1％、水75％，填充物2.4％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至150℃，加入多元胺己二胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂己二酸二甲酯和己二酸二丁酯聚合反应5小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在50℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧溴丙烷，控制温度为50℃，反应3小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至30℃，再加入适量植物蛋白粉棉籽蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌40分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂TB10强力杀菌剂、填充物氧化淀粉并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

实施例5

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉38％、多元胺4％、二元羧酸脂2％、环氧氯代烷5％、防腐剂0.2％、水40％，填充物10.8％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至190℃，加入多元胺三乙胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯和丁二烯二乙酯聚合反应5小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在45℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧氯丙烷，控制温度为60℃，反应2小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至35℃，再加入适量植物蛋白粉蓖麻蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌60分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂亚硫酸氢钠、填充物氧化淀粉并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

实施例6

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉15％、多元胺1％、二元羧酸脂6％、环氧氯代烷2％、防腐剂1％、水45％，填充物30％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至150℃，加入多元胺二乙烯三胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂戊二酸二甲酯、戊二酸二丁酯和间苯二甲酸二甲酯聚合反应5小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在50℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧氯丙烷，控制温度为50℃，反应3小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至25℃，再加入适量植物蛋白粉蓖麻蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌50分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂双氧水、填充物氧化淀粉并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

实施例7

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉15％、多元胺1％、二元羧酸脂1.5％、环氧氯代烷2％、防腐剂0.1％、水80％，填充物0.4％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至150℃，加入多元胺三乙烯四胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂对苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯和间苯二甲酸二乙酯聚合反应2小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在50℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧氯丙烷，控制温度为55℃，反应3小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至25℃，再加入适量植物蛋白粉豌豆蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌40分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂次氯酸钠、填充物碳酸钙粉并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

实施例8

一种合成型植物蛋白基纸管胶，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉15％、多元胺5％、二元羧酸脂5％、环氧氯代烷5％、防腐剂1％、水44％，填充物25％。

本实施例中，所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至160℃，加入多元胺四乙烯五胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂对苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二乙酯和对苯二甲酸二乙酯聚合反应3小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在45℃，并缓慢加入环氧氯代烷环氧氯丙烷，控制温度为55℃，反应4小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至30℃，再加入适量植物蛋白粉豌豆蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌40分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂BIT防腐剂、填充物氧化淀粉并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。

对比例

本实施例中，纯豆粉型纸管胶的制备方法，包括以下步骤：

1)在600份水中加入200份低温豆粕粉和豌豆蛋白粉，搅拌均匀，得到分散液A；

2)在分散液A中加入防腐剂次氯酸钠、填充物氧化淀粉并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，即可。

性能实验

对本发明实施例1-8和对比例制备的纸管胶进行性能测试：按照国标GB/T2679.8-1995，GB/T 6546-1998，QB/T 1048-2004，BB/T 0032-2006进行检测

采用实施例1-8和对比例制备的纸管胶通过生产线生产锥形管，烘干后下线检测，检测数据如下：

序号	8小时温水侵泡	抗压强度检测：Mpa	30天防腐效果
				1	合格	41.03	无酸败
2	合格	40.52	无酸败
				3	合格	42.63	酸败
4	合格	43.21	无酸败
				5	合格	40.98	无酸败
6	合格	41.23	无酸败
				7	合格	42.21	无酸败
8	合格	41.63	无酸败
				9	不合格	19.23	无酸败

采用实施例1-8和对比例制备的纸管胶压制杨木多层板，并依据国标GB/T 9846-2015；GB/T17657-2013，GB/T18583，进行检测，检测结果能够满足多层板行业的生产需求，检测内容如下：

从以上结果中可以看出，本发明制备合成型植物蛋白基纸管胶，比纯豆粉型的纸管胶粘接强度耐水性要更好，本发明通过多元胺和二元羧酸脂聚合反应，并加入环氧氯代烷加成反应，然后用该液体把植物蛋白粉进行分散溶解，制备的纸管胶具有很好的耐水性和粘合强度，其粘合强度可达1.50MPa，将其用于纸管粘接，干燥后纸制品不返潮，硬度高，常温水中浸泡12小时不开胶，并保持足够的硬度，完全能够满足蜂窝纸板、工业纸管、锥心纸管、纺纱用的纸管、纸箱等纸质品的生产要求，并且也可以用于人造板多层板材、细木工板的加工；该工艺制备可靠，可在常压下操作，对环境无污染，适于大规模工业化生产。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉15-40％、多元胺1-5％、二元羧酸脂1.5-6％、环氧氯代烷2-6％、防腐剂0.1-1％、水40-80％，填充物0-30％。

2.根据权利要求1所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉16-38％、多元胺2-4％、二元羧酸脂2-5％、环氧氯代烷3-5％、防腐剂0.2-0.8％、水45-75％，填充物1-25％。

3.根据权利要求2所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，包括以下按照质量百分比的原料：植物蛋白粉25％、多元胺3％、二元羧酸脂4％、环氧氯代烷4％、防腐剂0.5％、水48％，填充物15.5％。

4.根据权利要求1-3任一所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，所述植物蛋白粉为大豆脱脂蛋白粉、豌豆蛋白粉、大豆分离蛋白粉、棉籽蛋白粉、蓖麻蛋白粉中的一种或二种以上；所述植物蛋白粉的粗蛋白的干基含量为40-90％，粒度为100-200目。

5.根据权利要求4所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，所述填充物为面粉、碳酸钙粉、氧化淀粉或高岭土。

6.根据权利要求1-3任一所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，所述多元胺选自乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、三乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或二种以上。

7.根据权利要求1-3任一所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，所述的二元羧酸脂为丙二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、柠檬酸、马来酸酐、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丁二烯二乙酯、戊二酸二甲酯、戊二酸二丁酯、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二乙酯中的一种或二种以上。

8.根据权利要求1-3任一所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，所述的环氧氯代烷为环氧氯丙烷或者环氧溴丙烷中的一种或其混合物。

9.根据权利要求1-3任一所述的合成型植物蛋白基纸管胶，其特征在于，所述的防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠、硼砂、TB10强力杀菌剂、亚硫酸氢钠、双氧水、次氯酸钠、BIT防腐剂中的一种或二种以上。

10.如权利要求1-3任一所述合成型植物蛋白基纸管胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)首先，将带有搅拌器的反应釜升温至150-190℃，加入多元胺，进行搅拌；

2)在搅拌过程中，加入二元羧酸脂聚合反应2-5小时，得到反应聚合物A；

3)将反应聚合物A转移至另一个注入适量水的反应釜中，开启搅拌，控制温度在40-50℃，并缓慢加入环氧氯代烷，控制温度为50-70℃，反应2-5小时，得到反应物B；

4)将反应物B通过制冷设备冷却至20-35℃，再加入适量植物蛋白粉进行缩聚反应，保持搅拌30-60分钟，得到分散液C；

5)在分散液C中加入防腐剂、填充物并保持适当的搅拌时间，搅拌混合均匀，包装存放即可。