CN114574126A - 一种半纤维素基纱管胶的原料组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半纤维素基纱管胶的原料组合物及其制备方法，其包括如下重量份数的各组分：0.2～0.3份半纤维素改性物、0.02～0.05份碳酸钙、0.02～0.05份白水泥、0.01～0.02份高岭土、0.05～0.1份增粘剂、0.02～0.03份交联剂、0.02～0.03份氢键削弱剂和0.4～0.6份水，本发明制得的半纤维素基纱管胶以可再生来源广泛的半纤维素为主要原料，能够实现资源的高效利用，变废为宝；制半纤维素廉价易得，供给充足；采用半纤维素结合本申请中其他原料制得的半纤维素基纱管胶具有原料配方相对简单，制备步骤简单易操作，粘结力强，干燥速度快，使用范围广，环压值高，成本低，不产生二次污染等优点。

Description

一种半纤维素基纱管胶的原料组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种半纤维素基纱管胶具体来说是一种纸粘结剂、其原料组合物及其制备方法。
背景技术
用于纱管纸的粘合剂一般分为天然高分子类和化学合成类，天然高分子类主要包括淀粉以及淀粉的下游产物，化学合成类一般为PVA和聚醋酸乙烯酯。天然高分子类由于其原料本身的粘性高，容易与酸发生解聚反应，导致产品的稳定性和使用性能降低，另外淀粉类作为粮食的主要类别，其工业使用也要受到一定的限制；而以PVA为主要原料的粘合剂的粘合性能虽然在木材、纺织品、办公用胶水和高档涂料基料等具有较好的性能，但是在纱管纸粘合剂中的性能不突出，其粘结力还有待进一步的提高，需要较高的技术含量。而以聚醋酸乙烯酯为主要原料的纱管粘合剂实为木材粘合技术的借用，且对于纱管纸用粘合剂的的粘结效果仍然有待提高。而且上述的两种粘合剂的加工技术要求较高，成本也较高，中间的加工过程均不同程度的产生污染物。
随着人们生活质量的提高，越来越重视环保问题和再生资源的重复利用，半纤维素在植物资源中其含量仅次于纤维素，是一种取之不尽，用之不竭的再生性植物资源，因此让他成为工业聚合物的新型原料成为可能。
因此，本发明基于上述情况开发一种以半纤维素为原料的纱管胶，它具有原料来源广，成本低，实现资源的高效利用，且粘结力高，干燥快，能增加纸的抗压能力，无毒，不产生二次污染的纱管胶。
发明内容
本发明所要解决的问题是利用可再生的无毒无害的半纤维素代替可食用的淀粉，制备一种无毒无害的纱管胶，该纱管胶具有性能稳定，干燥速度快，粘结力高，悬浮性良好，纸样的环压值高等优点。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
本发明提供一种半纤维素基纱管胶的原料组合物，其包括如下重量份数的各组分：0.2～0.3份半纤维素改性物、0.02～0.05份碳酸钙、0.02～0.05份白水泥、0.01～0.02份高岭土、0.05～0.1份增粘剂、0.02～0.03份交联剂、0.02～0.03份氢键削弱剂和0.4～0.6份水。
优选地，所述半纤维素改性物包括半纤维素的酶解、碱化、醚化、氧化、酯化、接枝共聚中的一种或多种反应的所得物。
优选地，所述半纤维素的酶解包括用聚木糖酶、聚甘露糖酶、半纤维素酶、聚半乳糖酶中的一种或多种碱；所述半纤维素的碱化包括用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡中的一种或多种碱化；所述半纤维素的醚化主要是半纤维素的季铵化；所述半纤维素的氧化包括用次氯酸钠、次氯酸钙、高锰酸钾、重铬酸钾、双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种；所述半纤维素的酯化包括与酸酐，多酸，酰氯的酯化反应；所述半纤维素的接枝共聚反应包括半纤维素在引发剂下与丙烯酸、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇中的一种或多种。
优选地，所述半纤维素的分子量为2万-5万。
优选地，所述白水泥的强度为32.5、52.5中的一种或两种，且所述高岭土的目数为100目、200目、325目中的一种或多种，所述增粘剂主要为淀粉的酶解产物，所述交联剂为硼砂，硼酸、戊二醛、甲醛中的任一种或者两种，所述膨润土为100-325目钠基膨润土、100-325目钙基膨润土中的任一种或者两种，所述碳酸钙为200-325目目重质碳酸钙、200-325轻质碳酸钙中的任一种或者两种。
优选地，所述氢键削弱剂包括有尿素。
优选地，所述半纤维素基纱管胶的原料包括如上所述的原料组合物；所述半纤维素基纱管胶的制备方法包括下述步骤：
(1)半纤维素改性物的制备，制得物料A；
(2)所述物料A与所述氢键削弱剂、碳酸钙、膨润土、高岭土、白水泥在50-60℃下搅拌分散均匀20-30min，制得物料B；
(3)所述物料B与增粘剂和交联剂在40-60℃反应40-60min，制的粘稠浅咖色半纤维素基纱管胶。
优选地，所述步骤(1)中，所述半纤维素改性物的制备包含半纤维素所涉及的所有可能发生的化学反应，包括半纤维素的半纤维素的酶解、碱化、醚化、氧化、酯化、接枝共聚中的一种或多种，例如半纤维素先进行碱化然后进行氧化，半纤维素先进行酶解，再进行醚化。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明制得的半纤维素基纱管胶以可再生来源广泛的半纤维素为主要原料，能够实现资源的高效利用，变废为宝；制半纤维素廉价易得，供给充足；采用半纤维素结合本申请中其他原料制得的半纤维素基纱管胶具有原料配方相对简单，制备步骤简单易操作，粘结力强，干燥速度快，使用范围广，环压值高，成本低，不产生二次污染等优点。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
(1)对半纤维素氧化制得物料A 125g；
(2)向步骤(1)制得物料A中加入10g尿素、15g重质碳酸钙、10g白水泥、8g高岭土、200g去离子水，在55℃下反应20min，制得物料B；
(3)向步骤(2)制得的物料B中加入30g环糊精、10g硼酸，在50℃下搅拌60min，即得半纤维素基纱管胶。
实施例2
(1)对半纤维素碱化阳离子化，制得物料A125g；
(2)向步骤(1)制得物料A中加入10g尿素、15g重质碳酸钙、10g白水泥、8g高岭土、200g去离子水，在50℃下反应30min，制得物料B；
(3)向步骤(2)制得的物料B中加入30g麦芽糊精、10g硼砂，在60℃下搅拌60min，即得半纤维素基纱管胶。
实施例3
(1)对半纤维素酶解氧化，制得物料A140g；
(2)向步骤(1)制得物料A中加入15g尿素、10g重质碳酸钙、15g白水泥、5g高岭土、250g去离子水，在50℃下反应30min，制得物料B；
(3)向步骤(2)制得的物料B中加入30g麦芽糖、10g硼酸，在60℃下搅拌50min，即得半纤维素基纱管胶。
实施例4
(1)对半纤维素酯化，制得物料A150g；
(2)向步骤(1)制得物料A中加入10g尿素、25g重质碳酸钙、10g白水泥、10g高岭土、250g去离子水，在50℃下反应30min，制得物料B；
(3)向步骤(2)制得的物料B中加入50g环糊精、10g戊二醛，在50℃下搅拌60min，即得半纤维素基纱管胶。
对比例1
与实施例1相比，区别在于步骤(1)中用半纤维素原粉，不进行任何改性，其他条件参数同实施例1。
对比例2
与实施例1相比，区别在于步骤(2)中不加尿素，其他条件参数同实施例1。
对比例3
与实施例1相比，区别在于步骤(3)中不添加环糊精，其他条件参数同实施例1。
对比例4
与实施例1相比，区别在于步骤(3)中不添加硼砂，其他条件参数同。
应用效果实施例，用的纸样分高定量纱管纸和低定量纱管纸，其应用方法为涂布量(湿料)为40g/㎡，采用高定量和低定量纱管纸作为施胶原纸，使用上述样品，在实验室小型涂布机上，以相同的施胶量分别进行单面施胶，施胶后的纸样用另一张箱板纸贴在表面，在以相同的温度、压力(20℃*0.3Mpa)在压光机上碾压一遍，之后再105℃的烘箱烘烤3min，恒温恒湿实验室放置24h检测纸样各项指标，测定层间结合力和环压指数和定量，层间结合力数值的大小代表两张纸粘合的强弱，环压指数的大小代表抗压能力大小，本次用的对比样为购买于临沂某胶业公司的市售纱管胶。
层间结合强度测定仪器为IBT层间结合强度测定仪；
环压指数测定仪器为DCP-KY3000；
纱管纸的定量430g/㎡；
表1纱管纸应用数据：
Figure BDA0003257222350000051
从表1中的数据可以看出实施例1～4制得的半纤维素基纱管胶与对比例1～4制得的半纤维素基纱管胶相比，可有效提高环压指数、内结合强度。
以上仅为本发明的优选实施例，本行业的技术人员应该了解，本发明不受这些实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种半纤维素基纱管胶的原料组合物，其特征在于：其包括如下重量份数的各组分：0.2～0.3份半纤维素改性物、0.02～0.05份碳酸钙、0.02～0.05份白水泥、0.01～0.02份高岭土、0.05～0.1份增粘剂、0.02～0.03份交联剂、0.02～0.03份氢键削弱剂和0.4～0.6份水。
2.根据权利要求1所述的一种半纤维素基纱管胶的原料组合物，其特征在于：所述半纤维素改性物包括半纤维素的酶解、碱化、醚化、氧化、酯化、接枝共聚中的一种或多种反应的所得物。
3.根据权利要求2所述的一种半纤维素基纱管胶的原料组合物，其特征在于：所述半纤维素的酶解包括用聚木糖酶、聚甘露糖酶、半纤维素酶、聚半乳糖酶中的一种或多种碱；所述半纤维素的碱化包括用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡中的一种或多种碱化；所述半纤维素的醚化主要是半纤维素的季铵化；所述半纤维素的氧化包括用次氯酸钠、次氯酸钙、高锰酸钾、重铬酸钾、双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种；所述半纤维素的酯化包括与酸酐，多酸，酰氯的酯化反应；所述半纤维素的接枝共聚反应包括半纤维素在引发剂下与丙烯酸、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种半纤维素基纱管胶的原料组合物，其特征在于：所述半纤维素的分子量为2万-5万。
5.根据权利要求1所述的一种半纤维素基纱管胶的原料组合物，其特征在于：所述白水泥的强度为32.5、52.5中的一种或两种，且所述高岭土的目数为100目、200目、325目中的一种或多种，所述增粘剂主要为淀粉的酶解产物，所述交联剂为硼砂，硼酸、戊二醛、甲醛中的任一种或者两种，所述膨润土为100-325目钠基膨润土、100-325目钙基膨润土中的任一种或者两种，所述碳酸钙为200-325目目重质碳酸钙、200-325轻质碳酸钙中的任一种或者两种。
6.根据权利要求1所述的一种半纤维素基纱管胶的原料组合物，其特征在于：所述氢键削弱剂包括有尿素。
7.根据权利要求1所述的一种半纤维素基纱管胶的原料组合物的制备方法，其特征在于：所述半纤维素基纱管胶的原料包括如上所述的原料组合物；所述半纤维素基纱管胶的制备方法包括下述步骤：
(1)半纤维素改性物的制备，制得物料A；
(2)所述物料A与所述氢键削弱剂、碳酸钙、膨润土、高岭土、白水泥在50-60℃下搅拌分散均匀20-30min，制得物料B；
(3)所述物料B与增粘剂和交联剂在40-60℃反应40-60min，制的粘稠浅咖色半纤维素基纱管胶。
8.根据权利要求7所述的一种半纤维素基纱管胶的原料组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述半纤维素改性物的制备包含半纤维素所涉及的所有可能发生的化学反应，包括半纤维素的半纤维素的酶解、碱化、醚化、氧化、酯化、接枝共聚中的一种或多种，例如半纤维素先进行碱化然后进行氧化，半纤维素先进行酶解，再进行醚化。
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