CN113004858A - 一种改性纸塑复合胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粘结剂材料领域，尤其涉及一种改性纸塑复合胶及其制备方法，按照重量份数计包括动物胶40～60份、麦芽糖15～30份、超细滑石粉10～25份、谷氨酰胺转氨酶0.1～0.5份、胶原蛋白酶0.1～0.5份、水30～40份以及助剂0～5份。本发明克服了现有技术中的化学纸塑复合胶具有环保性较差、成本较高，同时动物胶则与塑料薄膜的粘结效果较差的缺陷，导致纸塑文件夹表面的塑料薄膜容易出现开胶起泡的不良现象，本发明有效提升了粘结剂中的交联密度，从而使得动物胶的黏性能够大大提升，同时使得改性后的动物胶在升温后也不会变成液体失去黏性。

Description

一种改性纸塑复合胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及粘结剂材料领域，尤其涉及一种改性纸塑复合胶及其制备方法。
背景技术
纸塑复合包装材料是一种以纸为基本结构材料，与另一种或一种以上薄膜材料，经过一次或多次复合工艺而组合在一起，从而构成一定功能的复合材料，其通常薄膜采用BOPP、PET、CPP、PE等为基材，纸张则采用精制复合专用纸。纸塑复合材料具有高强度、防水性好、外观漂亮等特点，是目前最流行的包装材料之一，被广泛应用于食品、日化、卫生用品等行业，其中在文件夹生产制造过程中也被广泛使用。
现有技术中文件夹用的纸塑复合材料通常需要追求环保无异味的特点，因此在选择胶水的过程中往往需要避开具有高VOC挥发以及环保性较差的化学纸塑复合胶，同时传统的化学纸塑复合胶还具有成本高、加工条件苛刻的缺陷。
动物胶是以动物的皮、骨或筋等为原料，将其中所含的胶原经过部分水解、萃取和干燥制成的蛋白质固形物。能溶于水，微溶于酒精，不溶于有机溶剂。其水溶液具有表面活性，粘度较高，冷却后会冻结成有弹性的凝胶，受热后又恢复为溶液，能够用作工业粘接剂。但是传统动物胶在与塑料薄膜粘结过程中会出现假粘，导致其粘结效果价差，使得纸塑文件夹表面的塑料薄膜容易出现开胶起泡的不良现象。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的化学纸塑复合胶具有环保性较差、成本较高，同时动物胶则与塑料薄膜的粘结效果较差的缺陷，导致纸塑文件夹表面的塑料薄膜容易出现开胶起泡的不良现象，因此本发明提供了一种改性纸塑复合胶及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种改性纸塑复合胶，按照重量份数计包括动物胶40～60份、麦芽糖15～30份、超细滑石粉10～25份、谷氨酰胺转氨酶0.1～0.5份、胶原蛋白酶0.1～0.5份、水30～40份以及助剂0～5份。
作为优选，动物胶为皮胶、骨胶或者明胶中的一种。
作为优选，所述助剂为硼酸、苯硼酸、硼酸三甲酯或者硼砂中的一种。
一种改性纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：
(S.1)将动物胶以及麦芽糖置于水中，升温溶解后加入超细滑石粉形成稳定的胶体；
(S.2)调节胶体温度，并向胶体中加入谷氨酰胺转氨酶，搅拌酶解反应一定时间后，得到一次酶解物；
(S.3)向一次酶解物中再次加入胶原蛋白酶，继续搅拌酶解反应一定时间后，加入助剂，升高温度至酶失活，自然冷却至室温即得到改性纸塑复合胶。
作为优选，所述步骤(S.1)中溶解温度为50～65℃。
作为优选，所述步骤(S.2)中酶解温度为35～42℃，酶解时间为30～45min。
作为优选，所述步骤(S.3)中酶解温度为35～40℃，酶解时间为15～30min。
作为优选，所述步骤(S.3)中酶失活温度为70～75℃，温度保持10～30min。
因此，发明具有以下有益效果：
(1)本发明中的纸塑复合胶其基体为动物胶，加入麦芽糖能够提升整个体系的黏性，同时谷氨酰胺转氨酶的加入能够催化动物胶中的蛋白质之间的交联，从而形成网格状的分子链，从而提升了胶体的黏性和耐温性，同时麦芽糖在交联过程中还能够起到交联连接点的作用，提升了交联密度，从而使得动物胶的黏性能够大大提升，同时使得改性后的动物胶在升温后也不会变成液体失去黏性。
(2)同时，本发明还在配方中加入了一定量的胶原蛋白酶，其能够有效降低蛋白质分子的体积，使得蛋白质分子的颗粒更小，从而使得其与基材之间的渗透性更好，从而能够对基材起到更好的粘结效果。
(3)此外，本发明还在纸塑复合胶中额外添加了一定量的超细滑石粉，其能够在胶水的凝结过程中起到成核剂的作用，从而进一步提升了粘结效果。
(4)本发明中的助剂选用硼酸以及硼酸酯，其能够起到在胶水中起到交联中心点的作用，同时硼原子还能够与动物胶中的氧原子进行相互吸引，形成氢键，大大提升了胶水的粘结效果。此外，硼原子的加入还能够有效提升胶水的耐高温性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改性纸塑复合胶，按照重量份数计包括皮胶40份、麦芽糖15份、粒径为0.5～1μm的超细滑石粉10份、谷氨酰胺转氨酶0.1份、胶原蛋白酶0.1份、水30份。
一种改性纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：
(S.1)将皮胶以及麦芽糖置于水中，升温至50℃溶解后加入超细滑石粉形成稳定的胶体；
(S.2)调节胶体温度至35℃，并向胶体中加入谷氨酰胺转氨酶，搅拌酶解30min后，得到一次酶解物；
(S.3)向一次酶解物中再次加入胶原蛋白酶，35℃酶解15min，后升高温度至70℃，保持10min，使得酶失活，自然冷却至室温即得到改性纸塑复合胶。
实施例2
一种改性纸塑复合胶，按照重量份数计包括骨胶60份、麦芽糖30份、粒径为0.5～2μm的超细滑石粉25份、谷氨酰胺转氨酶0.5份、胶原蛋白酶0.5份、水40份以及硼酸5份。
一种改性纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：
(S.1)将骨胶以及麦芽糖置于水中，升温至65℃溶解后加入超细滑石粉形成稳定的胶体；
(S.2)调节胶体温度至42℃，并向胶体中加入谷氨酰胺转氨酶，搅拌酶解45min后，得到一次酶解物；
(S.3)向一次酶解物中再次加入胶原蛋白酶，40℃，酶解30min，加入硼酸，升高温度至75℃，保持30min，使得酶失活，自然冷却至室温即得到改性纸塑复合胶。
实施例3
一种改性纸塑复合胶，按照重量份数计包括明胶50份、麦芽糖20份、粒径为5～10μm的超细滑石粉15份、谷氨酰胺转氨酶0.3份、胶原蛋白酶0.3份、水35份以及硼酸三甲酯3份。
一种改性纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：
(S.1)将明胶以及麦芽糖置于水中，升温至60℃溶解后加入超细滑石粉形成稳定的胶体；
(S.2)调节胶体温度至38℃，并向胶体中加入谷氨酰胺转氨酶，搅拌酶解40min后，得到一次酶解物；
(S.3)向一次酶解物中再次加入胶原蛋白酶，40℃，酶解20min，加入硼酸三甲酯，升高温度至72℃，保持20min，使得酶失活，自然冷却至室温即得到改性纸塑复合胶。
实施例4
一种改性纸塑复合胶，按照重量份数计包括明胶45份、麦芽糖18份、粒径为1～3μm的超细滑石粉15份、谷氨酰胺转氨酶0.2份、胶原蛋白酶0.4份、水35份以及硼砂2份。
一种改性纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：
(S.1)将明胶以及麦芽糖置于水中，升温至55℃溶解后加入超细滑石粉形成稳定的胶体；
(S.2)调节胶体温度至40℃，并向胶体中加入谷氨酰胺转氨酶，搅拌酶解35min后，得到一次酶解物；
(S.3)向一次酶解物中再次加入胶原蛋白酶，38℃，酶解25min，加入硼砂，升高温度至72℃，保持15min，使得酶失活，自然冷却至室温即得到改性纸塑复合胶。
实施例5
一种改性纸塑复合胶，按照重量份数计包括骨胶55份、麦芽糖25份、粒径为0.5～2μm的超细滑石粉23份、谷氨酰胺转氨酶0.4份、胶原蛋白酶0.5份、水40份以及硼酸三甲酯3.5份。
一种改性纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：
(S.1)将骨胶以及麦芽糖置于水中，升温至60℃溶解后加入超细滑石粉形成稳定的胶体；
(S.2)调节胶体温度至40℃，并向胶体中加入谷氨酰胺转氨酶，搅拌酶解40min后，得到一次酶解物；
(S.3)向一次酶解物中再次加入胶原蛋白酶，38℃，酶解25min，加入硼酸三甲酯，升高温度至75℃，保持25min，使得酶失活，自然冷却至室温即得到改性纸塑复合胶。
将实施例1～5中制备得到的改性纸塑复合胶以及工业骨胶(对比例1)对白卡纸与PP塑料膜进行粘结，并按照GB/T9846测试其胶合强度，测试结果如下表所示：
表1实施例1～5与对比例1的检测结果表：
Figure BDA0002968708880000041
从表中数据可知，本发明实施例1～5中制备得到的改性纸塑复合胶相较于工业骨胶而言，其与PP塑料膜之间具有良好的粘结效果，且在较高温度以及较大湿度情况，仍然具有良好的粘结力。

Claims (9)

1.一种改性纸塑复合胶，其特征在于，按照重量份数计包括动物胶40～60份、麦芽糖15～30份、超细滑石粉10～25份、谷氨酰胺转氨酶0.1～0.5份、胶原蛋白酶0.1～0.5份、水30～40份以及助剂0～5份。
2.根据权利要求1所述的一种改性纸塑复合胶，其特征在于，所述动物胶为皮胶、骨胶或者明胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种改性纸塑复合胶，其特征在于，所述超细滑石粉的粒径范围为0.5～10μm。
4.根据权利要求1所述的一种改性纸塑复合胶，其特征在于，所述助剂为硼酸、苯硼酸、硼酸三甲酯或者硼砂中的一种。
5.一种如权利要求1～4中任意一项所述改性纸塑复合胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(S.1)将动物胶以及麦芽糖置于水中，升温溶解后加入超细滑石粉形成稳定的胶体；
(S.2)调节胶体温度，并向胶体中加入谷氨酰胺转氨酶，搅拌酶解反应一定时间后，得到一次酶解物；
(S.3)向一次酶解物中再次加入胶原蛋白酶，继续搅拌酶解反应一定时间后，加入助剂，升高温度至酶失活，自然冷却至室温即得到改性纸塑复合胶。
6.根据权利要求5所述的一种改性纸塑复合胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(S.1)中溶解温度为50～65℃。
7.根据权利要求5所述的一种改性纸塑复合胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(S.2)中酶解温度为35～42℃，酶解时间为30～45min。
8.根据权利要求5所述的一种改性纸塑复合胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(S.3)中酶解温度为35～40℃，酶解时间为15～30min。
9.根据权利要求5或8所述的一种改性纸塑复合胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(S.3)中酶失活温度为70～75℃，温度保持10～30min。
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