CN112358829A - 一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，以天然淀粉为原料，制备得到淀粉胶粘剂具有粘结力强，干燥速度快，流动性好，耐水性能高的优点，利用制备得到的糊化剂对淀粉原料进行改性，制备得到的淀粉基胶粘剂初粘性、粘度、干燥速度均得到提升，并降低其返潮速率，能够提高淀粉胶粘剂的耐水性，保证纸箱粘合质量，提高纸箱强度，能够大规模、高效率生产，且制备成本低廉，为可再生能源，环保无污染，符合低碳环保的生产理念。

Description

一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂制备技术领域，特别涉及一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法。
背景技术
在胶粘剂领域，随着社会发展，环保型的胶粘剂的研究开发以及使用已经成为当今社会主要发展趋势。其中，淀粉原料来源广泛，成本低，成为了广泛关注的对象，淀粉胶粘剂是利用淀粉糊化或淀粉衍生物制成的粘合剂。
作为天然胶粘剂，用于纸箱的粘结，搭配效果好，自然降解速度快，可用于食品能包装行业，然而由于淀粉原料可溶于水，存在着耐水性差的缺点，现有的解决方法主要是使用有机改性方式，但改性过程复杂，成本高，并且的得到的改性淀粉类胶粘剂的仍存在着流动性不佳，固化速度慢，耐化学侵蚀能力弱等缺点，因此，并没有得到很好的发展利用。因此，仍然需要一款适用于提高纸箱粘结用的耐水性环保胶粘剂。
发明内容
本发明旨在提供一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其具体由以下工艺步骤加以实现：
称取天然淀粉65-68克，将天然淀粉研磨至过100-120目筛，加入去离子水，配制得到质量浓度为40-42%的淀粉乳液，向乳液中加入4.0-4.2克制备得到的糊化剂，在38-40℃下，以220-230转/分钟的速度持续搅拌10-15分钟，向体系中加入0.54-0.57克高锰酸钾，在搅拌下继续升温至45-50℃，并使用质量浓度为12-14%的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.4-9.6之间，保温搅拌20-30分钟后，加入1.3-1.4毫升质量浓度为3.6-4.0%的硼砂水溶液，继续搅拌16-20分钟即可。
所述天然淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。
所述糊化剂的制备方法为：将8.5-9.0克锂皂石按照质量比为1:5-6的比例分散到去离子水中，向分散液中加入23-25毫升配制得到的质量浓度为2.7-3.0%的硅藻土悬浮液和0.12-0.14克氧化锌，加热至36-40℃，再加入为锂皂石质量0.15-0.17%的苄基三甲基溴化铵，先以400-450转/分钟的速度快速搅拌20-26分钟，再以130-150转/分钟的速度慢速搅拌35-45分钟，置于110-120℃烘箱中静置2-3小时，得到混合物进行过滤，滤料置于马弗炉中，以5.5-6.0℃/分钟的升温速度升温至330-335℃，保温煅烧3-4小时，随炉自然冷却至室温得到所述糊化剂。
所述硅藻土悬浮液的制备方法为：将硅藻土粉末分散至去离子水中，得到分散体系，在磁力搅拌下，持续搅拌10-12小时，然后在2800-3000转/分钟下离心处理20-30分钟，得到的上部分悬浊液即为所述硅藻土悬浮液。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有淀粉胶粘剂存在的耐水性差的问题，本发明提供了一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，以天然淀粉为原料，制备得到淀粉胶粘剂具有粘结力强，干燥速度快，流动性好，耐水性能高的优点，初粘性达到0.95MPa以上；本发明利用制备得到的糊化剂对淀粉原料进行改性，制备得到的淀粉基胶粘剂初粘性、粘度、干燥速度均得到提升，并降低其返潮速率，能够提高淀粉胶粘剂的耐水性，保证纸箱粘合质量，提高纸箱强度，能够大规模、高效率生产，且制备成本低廉，为可再生能源，环保无污染，符合低碳环保的生产理念。本发明解决了现有天然胶粘剂在纸箱应用领域存在的问题，带来了更多的经济效益和社会效益，为高品质环保胶粘剂的发展奠定了基础。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其具体由以下工艺步骤加以实现：
称取天然淀粉65克，将天然淀粉研磨至过100目筛，加入去离子水，配制得到质量浓度为40%的淀粉乳液，向乳液中加入4.0克制备得到的糊化剂，在38℃下，以220转/分钟的速度持续搅拌10分钟，向体系中加入0.54克高锰酸钾，在搅拌下继续升温至45℃，并使用质量浓度为12%的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.4-9.6之间，保温搅拌20分钟后，加入1.3毫升质量浓度为3.6%的硼砂水溶液，继续搅拌16分钟即可。
所述天然淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。
所述糊化剂的制备方法为：将8.5克锂皂石按照质量比为1:5的比例分散到去离子水中，向分散液中加入23毫升配制得到的质量浓度为2.7%的硅藻土悬浮液和0.12克氧化锌，加热至36℃，再加入为锂皂石质量0.15%的苄基三甲基溴化铵，先以400转/分钟的速度快速搅拌20分钟，再以130转/分钟的速度慢速搅拌35分钟，置于110℃烘箱中静置2小时，得到混合物进行过滤，滤料置于马弗炉中，以5.5℃/分钟的升温速度升温至330℃，保温煅烧3小时，随炉自然冷却至室温得到所述糊化剂。
所述硅藻土悬浮液的制备方法为：将硅藻土粉末分散至去离子水中，得到分散体系，在磁力搅拌下，持续搅拌10小时，然后在2800转/分钟下离心处理20分钟，得到的上部分悬浊液即为所述硅藻土悬浮液。
以玉米淀粉作为原料，按照实施例1的制备方法制备淀粉基胶粘剂，对纸箱进行粘合，对胶粘剂性能进行测定。其中，胶粘剂干燥速率测试按照《淀粉胶粘剂》(张玉龙，王化银编著，北京，化学工 业出版社，2008：262-263)中所述的测试方法进行；耐水性的测试按照《中国胶粘剂》(2010，19(7)：34-37，黄智奇，梁祝贺等编 写的“氧化-交联双重改性淀粉胶粘剂的合成”中所述的测试方法进行。
实验测试结果为：实施例1中所制备生产的淀粉胶粘剂，耐水性时间可达18天；失水率达到90%仅需3.5分钟；胶粘剂产品稳定性好。
实施例2
一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其具体由以下工艺步骤加以实现：
称取天然淀粉66克，将天然淀粉研磨至过110目筛，加入去离子水，配制得到质量浓度为41%的淀粉乳液，向乳液中加入4.1克制备得到的糊化剂，在39℃下，以225转/分钟的速度持续搅拌12分钟，向体系中加入0.55克高锰酸钾，在搅拌下继续升温至48℃，并使用质量浓度为13%的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.4-9.6之间，保温搅拌25分钟后，加入1.35毫升质量浓度为3.8%的硼砂水溶液，继续搅拌18分钟即可。
所述天然淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。
所述糊化剂的制备方法为：将8.8克锂皂石按照质量比为1:5.5的比例分散到去离子水中，向分散液中加入24毫升配制得到的质量浓度为2.8%的硅藻土悬浮液和0.13克氧化锌，加热至38℃，再加入为锂皂石质量0.16%的苄基三甲基溴化铵，先以430转/分钟的速度快速搅拌23分钟，再以140转/分钟的速度慢速搅拌40分钟，置于115℃烘箱中静置2.5小时，得到混合物进行过滤，滤料置于马弗炉中，以5.8℃/分钟的升温速度升温至333℃，保温煅烧3.5小时，随炉自然冷却至室温得到所述糊化剂。
所述硅藻土悬浮液的制备方法为：将硅藻土粉末分散至去离子水中，得到分散体系，在磁力搅拌下，持续搅拌11小时，然后在2900转/分钟下离心处理25分钟，得到的上部分悬浊液即为所述硅藻土悬浮液。
以玉米淀粉作为原料，按照实施例2的制备方法制备淀粉基胶粘剂，对纸箱进行粘合，对胶粘剂性能进行测定。其中，胶粘剂干燥速率测试按照《淀粉胶粘剂》(张玉龙，王化银编著，北京，化学工 业出版社，2008：262-263)中所述的测试方法进行；耐水性的测试按照《中国胶粘剂》(2010，19(7)：34-37，黄智奇，梁祝贺等编 写的“氧化-交联双重改性淀粉胶粘剂的合成”中所述的测试方法进行。
实验测试结果为：实施例2中所制备生产的淀粉胶粘剂，耐水性时间可达20天；失水率达到90%仅需3.2分钟；胶粘剂产品稳定性好。
实施例3
一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其具体由以下工艺步骤加以实现：
称取天然淀粉68克，将天然淀粉研磨至过120目筛，加入去离子水，配制得到质量浓度为42%的淀粉乳液，向乳液中加入4.2克制备得到的糊化剂，在40℃下，以230转/分钟的速度持续搅拌15分钟，向体系中加入0.57克高锰酸钾，在搅拌下继续升温至50℃，并使用质量浓度为14%的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.4-9.6之间，保温搅拌30分钟后，加入1.4毫升质量浓度为4.0%的硼砂水溶液，继续搅拌20分钟即可。
所述天然淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。
所述糊化剂的制备方法为：将9.0克锂皂石按照质量比为1:6的比例分散到去离子水中，向分散液中加入25毫升配制得到的质量浓度为3.0%的硅藻土悬浮液和0.14克氧化锌，加热至40℃，再加入为锂皂石质量0.17%的苄基三甲基溴化铵，先以450转/分钟的速度快速搅拌26分钟，再以150转/分钟的速度慢速搅拌45分钟，置于120℃烘箱中静置3小时，得到混合物进行过滤，滤料置于马弗炉中，以6.0℃/分钟的升温速度升温至335℃，保温煅烧4小时，随炉自然冷却至室温得到所述糊化剂。
所述硅藻土悬浮液的制备方法为：将硅藻土粉末分散至去离子水中，得到分散体系，在磁力搅拌下，持续搅拌12小时，然后在3000转/分钟下离心处理30分钟，得到的上部分悬浊液即为所述硅藻土悬浮液。
以玉米淀粉作为原料，按照实施例3的制备方法制备淀粉基胶粘剂，对纸箱进行粘合，对胶粘剂性能进行测定。其中，胶粘剂干燥速率测试按照《淀粉胶粘剂》(张玉龙，王化银编著，北京，化学工 业出版社，2008：262-263)中所述的测试方法进行；耐水性的测试按照《中国胶粘剂》(2010，19(7)：34-37，黄智奇，梁祝贺等编 写的“氧化-交联双重改性淀粉胶粘剂的合成”中所述的测试方法进行。
实验测试结果为：实施例3中所制备生产的淀粉胶粘剂，耐水性时间可达18天；失水率达到90%仅需3.4分钟；胶粘剂产品稳定性好。

Claims (6)

1.一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取天然淀粉65-68克，将天然淀粉研磨至过100-120目筛，加入去离子水，配制得到质量浓度为40-42%的淀粉乳液，向乳液中加入4.0-4.2克制备得到的糊化剂，在38-40℃下，以220-230转/分钟的速度持续搅拌10-15分钟，向体系中加入0.54-0.57克高锰酸钾，在搅拌下继续升温至45-50℃，并使用氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.4-9.6之间，保温搅拌20-30分钟后，加入1.3-1.4毫升硼砂水溶液，继续搅拌16-20分钟即可；
所述糊化剂的制备方法为：将8.5-9.0克锂皂石按照质量比为1:5-6的比例分散到去离子水中，向分散液中加入23-25毫升配制得到的质量浓度为2.7-3.0%的硅藻土悬浮液和0.12-0.14克氧化锌，加热至36-40℃，再加入为锂皂石质量0.15-0.17%的苄基三甲基溴化铵，先以400-450转/分钟的速度快速搅拌20-26分钟，再以130-150转/分钟的速度慢速搅拌35-45分钟，置于110-120℃烘箱中静置2-3小时，得到混合物进行过滤，滤料置于马弗炉中，升温至330-335℃，保温煅烧3-4小时，随炉自然冷却至室温得到所述糊化剂。
2.如权利要求1所述一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其特征在于，所述天然淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。
3.如权利要求1所述一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液质量浓度为12-14%。
4.如权利要求1所述一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其特征在于，所述硼砂水溶液质量浓度为3.6-4.0%。
5.如权利要求1所述一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其特征在于，所述硅藻土悬浮液的制备方法为：将硅藻土粉末分散至去离子水中，得到分散体系，在磁力搅拌下，持续搅拌10-12小时，然后在2800-3000转/分钟下离心处理20-30分钟，得到的上部分悬浊液即为所述硅藻土悬浮液。
6.如权利要求1所述一种提高纸箱粘合用淀粉胶粘剂耐水性的方法，其特征在于，所述马弗炉升温速度为5.5-6.0℃/分钟。
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