CN113122163B - 一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按质量份，在搅拌状态下，依次加入180‑185份水、5‑6份碱水、0.3‑1份阳离子添加剂，再缓慢加入65‑70份的淀粉，使充分反应至预糊化状态；(2)按质量份，在搅拌状态下，再加入4‑5份碱水，使其粘度上升至所需程度，得到淀粉胶黏剂；(3)按质量份，在淀粉胶黏剂中再加入0.5‑1份安定剂、1.5‑2份低温胶粉，先反应后，然后缓慢加入0.5‑1份硼砂，再反应，制得低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂。与现有技术相比，本发明具有降低能耗，使胶黏剂胶黏效果更好的低糊化温度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，具体涉及一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法。
背景技术
目前我国已经成为仅次于美国的全球第二大包装大国，但人均包装消费仍存在较大差距。我国目前白色污染现象较为严重，为响应国家号召，限制塑料的使用，从而让纸制包装变得更为优异。其中瓦楞纸板保护承载物较好和防震功能，价格低廉，广泛应用在各种包装中。
瓦楞纸又称波纹纸板，它重量轻、结构性能好，其独特的内在构造可防冲减震，防潮散热方便搬运等优点。瓦楞纸不仅是可回收环保型材料，同时还能被重复利用，目前已是全世界公认的绿色环保型包装产品。
胶黏剂作为瓦楞纸板生产重要材料之一，逐渐受到人们的重视。其中淀粉胶黏剂是天然胶黏剂，绿色可再生且易降解，属于环境友好型。运用在不同场合，添加不同的低温胶粉，采用物理、化学等不同手段来制成黏度、渗透率、机械性能各异的淀粉胶黏剂。淀粉胶黏剂属于植物胶，在各个行业均得到广泛应用。
工业上常以玉米、木薯、土豆淀粉为原料，将其在水中分散，然后加热或添加少量的氢氧化钠使淀粉糊化，再加水稀释，就制成了普通淀粉胶。实际在配制淀粉胶过程时，常加入淀粉质量0.2-2％的硼砂，以起防霉、交联、增韧的作用,这不仅可以提高淀粉胶的耐水和机械性能，还可以用聚乙烯醇、脲醛树脂、尿素或过氧化氢等来改性。
但目前降低糊化温度最有效的试剂是氢氧化钠，但碱过量会导致渗透效果变差，粘度不稳定，影响胶黏剂的品质。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低能耗，使胶黏剂胶黏效果更好的低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
发明人了解到，环氧氯丙烷等阳离子添加剂可以对糊化温度产生一定影响，通过阳离子基团的接枝反应，在淀粉分子基团上引入醚键，实现降低淀粉糊化温度的目的，基于这种发现，完成了本发明，具体如下：
一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按质量份，在搅拌状态下，依次加入180-185份水、5-6份碱水、0.3-1份阳离子添加剂，再缓慢加入65-70份的淀粉，使充分反应至预糊化状态；
(2)按质量份，在搅拌状态下，再加入4-5份碱水，使得碱分子进一步地破坏淀粉分子的十字链，并使得淀粉分子膨胀，从而使浆粉变稠，使其粘度上升至280-450mPa·s，得到淀粉胶黏剂；
(3)按质量份，在淀粉胶黏剂中再加入0.5-1份安定剂、1.5-2份低温胶粉，先反应后，然后缓慢加入0.5-1份硼砂，再反应，提高胶体的稳定度，制得低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂。
进一步地，所述的淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉或土豆淀粉中的一种或多种。
进一步地，所述的淀粉为玉米淀粉和木薯粉的混合物。
进一步地，所述的碱水是质量浓度为25-30％的氢氧化钠溶液。
进一步地，所述的阳离子添加剂包括CTA、环氧丙烷或环氧氯丙烷中的一种或多种。
进一步地，所述的阳离子添加剂为环氧氯丙烷。低温胶粉可以是合肥雪公单面机低温胶粉等等。
进一步地，所述的安定剂为硫酸铝。在浆糊中的作用是遇碱变酸，从而中和一部分碱分子，以达到稳定胶水粘度的作用。
进一步地，该方法在16-25℃的温度下进行。
进一步地，所述搅拌的速度为800-1200r/min。
进一步地，步骤(3)中所述反应的时间为1.5-2.5min，所述再反应的时间为3.5-4.5min。
本发明的淀粉胶黏剂通过加入环氧氯丙烷发生醚化反应，降低了糊化温度，特别适用于瓦楞纸板，能够增加瓦楞纸板的强度，可有效解决目前瓦线上给大量的温度会使原纸张中的水份流失多，后期纸板变形大，能耗也大的问题。通过降低淀粉胶的糊化温度，提高了瓦楞纸的品质。
本发明适用于瓦楞纸的淀粉胶黏剂的生产工艺简单可控，原料价格低，工艺中避免了与甲醛相关的化合物使用，符合最先进的环保要求。通过监测粘度以确定反应的糊化程度，确保了淀粉在低温状态下的初粘合力，使其具有良好的粘结强度。
所述阳离子添加剂如CTA、环氧氯丙烷等可以对所述淀粉浆中的淀粉进行初步改性，通过醚化反应，实现了降低胶黏剂的糊化温度的目的。通过接枝阳离子基团即丙基醚基团，提升了对纤维素的附着力。通过极性基团相互作用，稳定了淀粉胶的粘度与粘结力。
本发明加入安定剂、低温胶粉、硼砂中可以实现对淀粉分子的进一步络合反应，提高交联效果，这主要是因为上述几个物质都有强烈的络合能力，并在本胶黏剂体系中得以稳定维持。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明原料价格偏低，并且工艺简单可控；。
(2)采用该制备工艺，通过监测粘度以确定搅拌时间，确保了淀粉在低温状态下的初粘合力，使得该瓦楞纸板淀粉胶黏剂具有良好的粘结强度；
(3)本发明采用环氧氯丙烷降低了糊化温度，减少纸张的水分流失，提升瓦楞纸的品质。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按质量份，控制温度恒温16-25℃左右，搅拌速度在800-1200r/min。在三颈烧瓶中依次加入180-185份的水、5-6份质量浓度为25-30％的氢氧化钠溶液、0.3-1份阳离子添加剂，再缓慢加入65-70份的淀粉，使淀粉与上述物质充分反应至预糊化状态；淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉或土豆淀粉中的一种或多种，阳离子添加剂包括CTA、环氧丙烷或环氧氯丙烷中的一种或多种；
(2)按质量份，在搅拌状态下，再加入4-5份质量浓度为25-30％的氢氧化钠溶液，使得碱分子进一步地破坏淀粉分子的十字链，并使得淀粉分子膨胀，从而使浆粉变稠，使其粘度上升至280-450mPa·s，得到淀粉胶黏剂；
(3)按质量份，在淀粉胶黏剂中再加入0.5-1份安定剂硫酸铝、1.5-2份低温胶粉(比如合肥雪公单面机低温胶粉)，先反应1.5-2.5min后，然后缓慢加入0.5-1份硼砂，再反应3.5-4.5min，提高胶体的稳定度，制得低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂，其耐水性能均大于24小时，糊化温度低于55℃，符合瓦楞纸板生产线的生产要求，与现工艺相比降低了能耗。
实施例1
一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，控制温度恒温20℃左右，搅拌速度在1000r/min。在三颈烧瓶中依次加入180份的水、5.5份碱水、再缓慢加入65份的玉米淀粉，使玉米淀粉与上述物质充分反应至预糊化状态；
步骤二，搅拌状态下加入5份碱水于三颈烧瓶中，搅拌5分钟，使其粘度上升至280-450mPa·s；
步骤三，淀粉胶黏剂中加入0.6份安定剂硫酸铝、1.6份低温胶粉，分别反应2min，再缓慢加入1份硼砂。最后反应4min制得成品；
所得胶黏剂的糊化温度约为55℃，胶黏剂在24小时内可正常使用。
实施例2
一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，控制温度恒温20℃左右，搅拌速度在1000r/min。在三颈烧瓶中依次加入180份的水、5.5份碱水、0.5份阳离子添加剂环氧氯丙烷，再缓慢加入65份的玉米淀粉，使淀粉与上述物质充分反应至预糊化状态；
步骤二，搅拌状态下加入5份碱水于三颈烧瓶中，搅拌5分钟，使其粘度上升至280-450mPa·s；
步骤三，淀粉胶黏剂中加入0.6份安定剂硫酸铝、1.6份低温胶粉，分别反应2min，再缓慢加入1份硼砂。最后反应4min制得成品；
所得胶黏剂的糊化温度为50-51℃，胶黏剂24小时内可正常使用。
实施例3
一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，控制温度恒温20℃左右，搅拌速度在1000r/min。在三颈烧瓶中依次加入180份的水、5.5份碱水、0.5份阳离子添加剂环氧氯丙烷，再缓慢加入65份的玉米淀粉，使淀粉与上述物质充分反应至预糊化状态；
步骤二，搅拌状态下加入5份碱水于三颈烧瓶中，搅拌5分钟，使其粘度上升至280-450mPa·s；
步骤三，淀粉胶黏剂中加入0.6份安定剂硫酸铝、1.6份低温胶粉，分别反应2min，再缓慢加入2份硼砂。最后反应4min制得成品；
所得胶黏剂的糊化温度约为51℃，胶黏剂24小时内难以正常使用。因为硼砂过量，流动性较差，易凝胶，影响上胶效果，容易造成甩胶现象。
实施例4
一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，控制温度恒温20℃左右，搅拌速度在1000r/min。在三颈烧瓶中依次加入180份的水、5.5份碱水、0.5份阳离子添加剂环氧氯丙烷，再缓慢加入65份的玉米淀粉，使玉米淀粉与上述物质充分反应至预糊化状态；
步骤二，搅拌状态下加入2份碱水于三颈烧瓶中，搅拌5分钟，使其粘度上升至280-450mPa·s；
步骤三，淀粉胶黏剂中加入0.6份安定剂硫酸铝、1.6份低温胶粉，分别反应2min，再缓慢加入1份硼砂。最后反应4min制得成品；
所得胶黏剂的糊化温度为56-57℃，碱用量降低，会使糊化温度升高。因为碱催化剂的存在，使淀粉的羟基转变成负氧离子，增强淀粉羟基的亲核能力，从而提高反应效率。
实施例5
一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，控制温度恒温20℃左右，搅拌速度在1000r/min。在三颈烧瓶中依次加入180份的水、5.5份碱水、0.5份阳离子添加剂环氧氯丙烷，再缓慢加入65份的玉米淀粉，使玉米淀粉与上述物质充分反应至预糊化状态；
步骤二，搅拌状态下加入5份碱水于三颈烧瓶中，搅拌5分钟，使其粘度上升至280-450mPa·s；
步骤三，淀粉胶黏剂中加入0.2份安定剂硫酸铝、1.6份低温胶粉，分别反应2min，再缓慢加入1份硼砂。最后反应4min制得成品；
所得胶黏剂的糊化温度为50-51℃，胶黏剂粘度在24小时内过度升高，失去使用价值。因为适量安定剂的添加，可中和一部分碱分子，延长粘胶黏剂的保存时间。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，以便本领域技术人员更好理解。
Claims (3)
1.一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，其特征在于，该方法在16-25℃的温度下进行，包括以下步骤：
（1）按质量份，在搅拌状态下，依次加入180-185份水、5-6份碱水、0.3-1份阳离子添加剂，再缓慢加入65-70份的淀粉，使充分反应至预糊化状态；所述的碱水是质量浓度为25-30%的氢氧化钠溶液；所述的淀粉为玉米淀粉；所述的阳离子添加剂为环氧氯丙烷；
（2）按质量份，在搅拌状态下，再加入4-5份碱水，使其粘度上升至280-450 mPa·s，得到淀粉胶黏剂；所述的碱水是质量浓度为25-30%的氢氧化钠溶液；
（3）按质量份，在淀粉胶黏剂中再加入0.5-1份安定剂、1.5-2份低温胶粉，先反应后，然后缓慢加入0.5-1份硼砂，再反应，制得低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂；所述的安定剂为硫酸铝，低温胶粉为合肥雪公单面机低温胶粉。
2.根据权利要求1所述的一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速度为800-1200 r/min。
3.根据权利要求1所述的一种低糊化温度的瓦楞纸板淀粉胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述反应的时间为1.5-2.5 min，所述再反应的时间为3.5-4.5 min。
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