CN117165219A - 一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：将多聚甲醛体加入到淀粉胶体中，然后再加入改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，于搅拌转速为450～550r/min，搅拌时间为1～2h的搅拌条件下搅拌，搅拌结束，得到本发明的纳米二氧化硅改性淀粉胶。本发明纳米二氧化硅改性淀粉胶采用淀粉液经过氢氧化钠溶液调节糊化得到的淀粉胶体配合多聚甲醛体、改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，通过原料之间的相互协调，共同协配，得到的产品具有强度和韧度协调改进，以及产品耐水性稳定性优异。
Description
技术领域
本发明涉及改性淀粉胶技术领域，具体涉及一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法。
背景技术
淀粉胶是对淀粉胶粘剂的简称，是以淀粉为基料制成的天然胶粘剂。淀粉是绿色植物通过光合作用产生的天然高分子，所以淀粉胶属于植胶。淀粉胶拥有来源丰富，价格较低，使用方便，无毒害的特点，大量用于制造瓦楞板纸箱，邮票上胶，木材加工，书籍装订等方面。
现有的淀粉胶采用纳米二氧化硅改性，纳米二氧化硅虽比表面积高，但易团聚，同时与淀粉胶原料界面性相容性差，进一步的限制产品性能效果，导致产品淀粉胶的强度和韧度差，很难协调改进，以及产品耐水性稳定性差，进一步的限制了产品的使用效率。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将玉米淀粉、水混合搅拌均匀，形成质量浓度为25～30％的淀粉液，向淀粉液中加入质量分数5％的氢氧化钠溶液，调节pH值至8.5，于80～85℃下糊化1.5h，糊化转速为500r/min，糊化结束，备用，得到淀粉胶体；
步骤二，将三聚氰胺、多聚甲醛按照重量比1:5混合，然后加入水和碱，于75～85℃下反应20min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，搅拌充分，得到多聚甲醛体；
步骤三，将二乙烯基苯、氨基硅油和偶氮二异丁腈按照重量比2:5:1混匀，得到交联助剂；
步骤四，原料的称取：30～35份淀粉胶体、多聚甲醛体10～15份、改性纳米二氧化硅剂4～7份、效调改进剂5～10份、2～4份交联助剂和1～3份硅烷偶联剂KH560；
步骤五，将多聚甲醛体加入到淀粉胶体中，然后再加入改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，于搅拌转速为450～550r/min，搅拌时间为1～2h的搅拌条件下搅拌，搅拌结束，得到本发明的纳米二氧化硅改性淀粉胶。
优选地，所述效调改进剂的制备方法为：
S01：将硫酸钙晶须先于155～165℃下热处理10～20min，随后再以2～5℃/min的速率冷却至50℃，保温处理，得到热改进的硫酸钙晶须剂；
S02：热改进的硫酸钙晶须剂置于热改进的硫酸钙晶须剂总量4～7倍的质量分数2～5％的盐酸溶液中超声处理，超声结束，水洗，干燥，得到硫酸钙晶须改性剂；
S03：将4～6份质量浓度为1.2～1.4mol/的盐酸多巴胺溶液、1～3份氯化镧溶液加入到10～15份柠檬酸钠溶液中，随后再加入2～4份膨润土调节剂、0.45～0.55份纳米硅溶胶，搅拌充分，得到效调处理液；
S04：将硫酸钙晶须改性剂、效调处理液按照重量比5:2于球磨机中球磨处理，球磨转速为1000～1500r/min，球磨1～2h，球磨结束，水洗、干燥，得到效调改进剂。
优选地，所述超声处理的超声时间为20～30min，超声功率为350～400W。
优选地，所述柠檬酸钠溶液的质量分数为8～12％；所述氯化镧溶液的质量分数为2～5％。
优选地，所述膨润土调节剂的制备方法为：
将膨润土先于质子辐照箱内辐照2～4min，辐照功率为200～220W，辐照结束，得到辐照的膨润土剂；
然后将辐照的膨润土剂送入到辐照的膨润土剂总量5～7倍的壳聚糖溶液中，然后加入辐照的膨润土剂总量2～5％的木质素磺酸钠、辐照的膨润土剂总量1～3％的锆酸四丁酯以及辐照的膨润土剂总量1～2％的硝酸钇溶液，搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土调节剂。
优选地，所述壳聚糖溶液的质量分数为4～7％；所述硝酸钇溶液的质量分数为2～5％。
优选地，所述搅拌反应处理于550～750r/min的转速下搅拌1～2h。
优选地，所述改性纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先热调节处理，然后备用，得到热调节的纳米二氧化硅；
S12：将6～9份热调节的纳米二氧化硅、0.35～0.45份盐酸溶液加入到10～15份去离子水中搅拌均匀，然后再加入2～4份羧甲基纤维素钠、1～3份十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性纳米二氧化硅剂。
优选地，所述热调节处理先以210～230℃下处理5～10min，然后以2～4℃/min的速率降至120～135℃，保温2～5min，最后再以1～3℃/min的速率降至室温，即可。
优选地，所述盐酸溶液的质量分数为2～4％。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明纳米二氧化硅改性淀粉胶采用淀粉液经过氢氧化钠溶液调节糊化得到的淀粉胶体配合多聚甲醛体、改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，通过原料之间的相互协调，共同协配，得到的产品具有强度和韧度协调改进，以及产品耐水性稳定性优异；多聚甲醛体由三聚氰胺、多聚甲醛经过水和碱，于75～85℃下反应20min，配合苯二甲醛调节pH，得到的多聚甲醛体具有多活性基团，能够与淀粉胶体协配，再经过二乙烯基苯、氨基硅油和偶氮二异丁腈组成的交联助剂协效增效，产品体系的整体防水稳定性明显增进，同时效调改进剂、改性纳米二氧化硅剂二者协配，共同增效，以及加入的硅烷偶联剂改进体系的界面性，进一步的增强体系原料之间的相容性，从而产品的性能得到进一步的改进；
效调改进剂采用硫酸钙晶须经过155～165℃下热处理10～20min，随后再以2～5℃/min的速率冷却至50℃，优化其活性度，同时通过盐酸溶液中超声处理进一步的改进其分散度和活性效能，采用盐酸多巴胺溶液、氯化镧溶液、柠檬酸钠溶液、膨润土调节剂和纳米硅溶胶组成的效调处理液对硫酸钙晶须效调改进，从而得到的效调改进剂以晶须分布基体，同时承载片层状的膨润土，经过效调处理液的协效改进，产品体系的强度、韧性得到协调改进，以及产品的性能稳定性效果得到明显增进，采用效调处理液中的原料相互协调，共同组配，同时膨润土调节剂采用膨润土经过质子辐照箱内辐照，通过壳聚糖溶液、木质素磺酸钠、锆酸四丁酯以及硝酸钇溶液协调改进，改进的膨润土调节剂在效调处理液中与效调处理液的原料协调效果更强，同时效调处理液与硫酸钙晶须的协效效果进一步的改进，体系的性能效果得到进一步的完善；
改性纳米二氧化硅剂采用纳米二氧化硅经过热调节处理，热调节处理以210～230℃下处理5～10min，然后以2～4℃/min的速率降至120～135℃，保温2～5min，最后再以1～3℃/min的速率降至室温，采用分段降温、保温的热改进处理，通过热调节改进的纳米二氧化硅在盐酸溶液、羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠和去离子水配合改进下，得到的改性纳米二氧化硅剂与效调改进剂协配增效效果增强，强度和韧度协调改进，产品的防水稳定性明显增进。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将玉米淀粉、水混合搅拌均匀，形成质量浓度为25～30％的淀粉液，向淀粉液中加入质量分数5％的氢氧化钠溶液，调节pH值至8.5，于80～85℃下糊化1.5h，糊化转速为500r/min，糊化结束，备用，得到淀粉胶体；
步骤二，将三聚氰胺、多聚甲醛按照重量比1:5混合，然后加入水和碱，于75～85℃下反应20min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，搅拌充分，得到多聚甲醛体；
步骤三，将二乙烯基苯、氨基硅油和偶氮二异丁腈按照重量比2:5:1混匀，得到交联助剂；
步骤四，原料的称取：30～35份淀粉胶体、多聚甲醛体10～15份、改性纳米二氧化硅剂4～7份、效调改进剂5～10份、2～4份交联助剂和1～3份硅烷偶联剂KH560；
步骤五，将多聚甲醛体加入到淀粉胶体中，然后再加入改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，于搅拌转速为450～550r/min，搅拌时间为1～2h的搅拌条件下搅拌，搅拌结束，得到本发明的纳米二氧化硅改性淀粉胶。
本实施例的效调改进剂的制备方法为：
S01：将硫酸钙晶须先于155～165℃下热处理10～20min，随后再以2～5℃/min的速率冷却至50℃，保温处理，得到热改进的硫酸钙晶须剂；
S02：热改进的硫酸钙晶须剂置于热改进的硫酸钙晶须剂总量4～7倍的质量分数2～5％的盐酸溶液中超声处理，超声结束，水洗，干燥，得到硫酸钙晶须改性剂；
S03：将4～6份质量浓度为1.2～1.4mol/的盐酸多巴胺溶液、1～3份氯化镧溶液加入到10～15份柠檬酸钠溶液中，随后再加入2～4份膨润土调节剂、0.45～0.55份纳米硅溶胶，搅拌充分，得到效调处理液；
S04：将硫酸钙晶须改性剂、效调处理液按照重量比5:2于球磨机中球磨处理，球磨转速为1000～1500r/min，球磨1～2h，球磨结束，水洗、干燥，得到效调改进剂。
本实施例的超声处理的超声时间为20～30min，超声功率为350～400W。
优选地，所述柠檬酸钠溶液的质量分数为8～12％；所述氯化镧溶液的质量分数为2～5％。
本实施例的膨润土调节剂的制备方法为：
将膨润土先于质子辐照箱内辐照2～4min，辐照功率为200～220W，辐照结束，得到辐照的膨润土剂；
然后将辐照的膨润土剂送入到辐照的膨润土剂总量5～7倍的壳聚糖溶液中，然后加入辐照的膨润土剂总量2～5％的木质素磺酸钠、辐照的膨润土剂总量1～3％的锆酸四丁酯以及辐照的膨润土剂总量1～2％的硝酸钇溶液，搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土调节剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为4～7％；所述硝酸钇溶液的质量分数为2～5％。
本实施例的搅拌反应处理于550～750r/min的转速下搅拌1～2h。
本实施例的改性纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先热调节处理，然后备用，得到热调节的纳米二氧化硅；
S12：将6～9份热调节的纳米二氧化硅、0.35～0.45份盐酸溶液加入到10～15份去离子水中搅拌均匀，然后再加入2～4份羧甲基纤维素钠、1～3份十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性纳米二氧化硅剂。
本实施例的热调节处理先以210～230℃下处理5～10min，然后以2～4℃/min的速率降至120～135℃，保温2～5min，最后再以1～3℃/min的速率降至室温，即可。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为2～4％。
实施例1.
本实施例的一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将玉米淀粉、水混合搅拌均匀，形成质量浓度为25％的淀粉液，向淀粉液中加入质量分数5％的氢氧化钠溶液，调节pH值至8.5，于80℃下糊化1.5h，糊化转速为500r/min，糊化结束，备用，得到淀粉胶体；
步骤二，将三聚氰胺、多聚甲醛按照重量比1:5混合，然后加入水和碱，于75℃下反应20min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，搅拌充分，得到多聚甲醛体；
步骤三，将二乙烯基苯、氨基硅油和偶氮二异丁腈按照重量比2:5:1混匀，得到交联助剂；
步骤四，原料的称取：30份淀粉胶体、多聚甲醛体10份、改性纳米二氧化硅剂4份、效调改进剂5份、2份交联助剂和1份硅烷偶联剂KH560；
步骤五，将多聚甲醛体加入到淀粉胶体中，然后再加入改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，于搅拌转速为450r/min，搅拌时间为1h的搅拌条件下搅拌，搅拌结束，得到本发明的纳米二氧化硅改性淀粉胶。
本实施例的效调改进剂的制备方法为：
S01：将硫酸钙晶须先于155℃下热处理10min，随后再以2℃/min的速率冷却至50℃，保温处理，得到热改进的硫酸钙晶须剂；
S02：热改进的硫酸钙晶须剂置于热改进的硫酸钙晶须剂总量4倍的质量分数2％的盐酸溶液中超声处理，超声结束，水洗，干燥，得到硫酸钙晶须改性剂；
S03：将4份质量浓度为1.2mol/的盐酸多巴胺溶液、1份氯化镧溶液加入到10份柠檬酸钠溶液中，随后再加入2份膨润土调节剂、0.45份纳米硅溶胶，搅拌充分，得到效调处理液；
S04：将硫酸钙晶须改性剂、效调处理液按照重量比5:2于球磨机中球磨处理，球磨转速为1000r/min，球磨1h，球磨结束，水洗、干燥，得到效调改进剂。
本实施例的超声处理的超声时间为20min，超声功率为350W。
柠檬酸钠溶液的质量分数为8％；所述氯化镧溶液的质量分数为2％。
本实施例的膨润土调节剂的制备方法为：
将膨润土先于质子辐照箱内辐照2min，辐照功率为200W，辐照结束，得到辐照的膨润土剂；
然后将辐照的膨润土剂送入到辐照的膨润土剂总量5倍的壳聚糖溶液中，然后加入辐照的膨润土剂总量2％的木质素磺酸钠、辐照的膨润土剂总量1％的锆酸四丁酯以及辐照的膨润土剂总量1％的硝酸钇溶液，搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土调节剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为4％；所述硝酸钇溶液的质量分数为2％。
本实施例的搅拌反应处理于550r/min的转速下搅拌1h。
本实施例的改性纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先热调节处理，然后备用，得到热调节的纳米二氧化硅；
S12：将6份热调节的纳米二氧化硅、0.35份盐酸溶液加入到10份去离子水中搅拌均匀，然后再加入2份羧甲基纤维素钠、1份十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性纳米二氧化硅剂。
本实施例的热调节处理先以210℃下处理5min，然后以2℃/min的速率降至120℃，保温2min，最后再以1℃/min的速率降至室温，即可。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为2％。
实施例2.
本实施例的一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将玉米淀粉、水混合搅拌均匀，形成质量浓度为30％的淀粉液，向淀粉液中加入质量分数5％的氢氧化钠溶液，调节pH值至8.5，于85℃下糊化1.5h，糊化转速为500r/min，糊化结束，备用，得到淀粉胶体；
步骤二，将三聚氰胺、多聚甲醛按照重量比1:5混合，然后加入水和碱，于85℃下反应20min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，搅拌充分，得到多聚甲醛体；
步骤三，将二乙烯基苯、氨基硅油和偶氮二异丁腈按照重量比2:5:1混匀，得到交联助剂；
步骤四，原料的称取：35份淀粉胶体、多聚甲醛体15份、改性纳米二氧化硅剂7份、效调改进剂10份、4份交联助剂和3份硅烷偶联剂KH560；
步骤五，将多聚甲醛体加入到淀粉胶体中，然后再加入改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，于搅拌转速为550r/min，搅拌时间为2h的搅拌条件下搅拌，搅拌结束，得到本发明的纳米二氧化硅改性淀粉胶。
本实施例的效调改进剂的制备方法为：
S01：将硫酸钙晶须先于165℃下热处理20min，随后再以5℃/min的速率冷却至50℃，保温处理，得到热改进的硫酸钙晶须剂；
S02：热改进的硫酸钙晶须剂置于热改进的硫酸钙晶须剂总量7倍的质量分数5％的盐酸溶液中超声处理，超声结束，水洗，干燥，得到硫酸钙晶须改性剂；
S03：将6份质量浓度为1.4mol/的盐酸多巴胺溶液、3份氯化镧溶液加入到15份柠檬酸钠溶液中，随后再加入4份膨润土调节剂、0.55份纳米硅溶胶，搅拌充分，得到效调处理液；
S04：将硫酸钙晶须改性剂、效调处理液按照重量比5:2于球磨机中球磨处理，球磨转速为1500r/min，球磨2h，球磨结束，水洗、干燥，得到效调改进剂。
本实施例的超声处理的超声时间为30min，超声功率为400W。
柠檬酸钠溶液的质量分数12％；所述氯化镧溶液的质量分数为5％。
本实施例的膨润土调节剂的制备方法为：
将膨润土先于质子辐照箱内辐照4min，辐照功率为220W，辐照结束，得到辐照的膨润土剂；
然后将辐照的膨润土剂送入到辐照的膨润土剂总量7倍的壳聚糖溶液中，然后加入辐照的膨润土剂总量5％的木质素磺酸钠、辐照的膨润土剂总量3％的锆酸四丁酯以及辐照的膨润土剂总量2％的硝酸钇溶液，搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土调节剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为7％；所述硝酸钇溶液的质量分数为5％。
本实施例的搅拌反应处理于750r/min的转速下搅拌2h。
本实施例的改性纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先热调节处理，然后备用，得到热调节的纳米二氧化硅；
S12：将9份热调节的纳米二氧化硅、0.45份盐酸溶液加入到15份去离子水中搅拌均匀，然后再加入4份羧甲基纤维素钠、3份十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性纳米二氧化硅剂。
本实施例的热调节处理先以230℃下处理10min，然后以4℃/min的速率降至135℃，保温5min，最后再以3℃/min的速率降至室温，即可。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为4％。
实施例3.
本实施例的一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将玉米淀粉、水混合搅拌均匀，形成质量浓度为27.5％的淀粉液，向淀粉液中加入质量分数5％的氢氧化钠溶液，调节pH值至8.5，于82.5℃下糊化1.5h，糊化转速为500r/min，糊化结束，备用，得到淀粉胶体；
步骤二，将三聚氰胺、多聚甲醛按照重量比1:5混合，然后加入水和碱，于80℃下反应20min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，搅拌充分，得到多聚甲醛体；
步骤三，将二乙烯基苯、氨基硅油和偶氮二异丁腈按照重量比2:5:1混匀，得到交联助剂；
步骤四，原料的称取：32.5份淀粉胶体、多聚甲醛体12.5份、改性纳米二氧化硅剂5.5份、效调改进剂7.5份、3份交联助剂和2份硅烷偶联剂KH560；
步骤五，将多聚甲醛体加入到淀粉胶体中，然后再加入改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，于搅拌转速为500r/min，搅拌时间为1.5h的搅拌条件下搅拌，搅拌结束，得到本发明的纳米二氧化硅改性淀粉胶。
本实施例的效调改进剂的制备方法为：
S01：将硫酸钙晶须先于160℃下热处理15min，随后再以3.5℃/min的速率冷却至50℃，保温处理，得到热改进的硫酸钙晶须剂；
S02：热改进的硫酸钙晶须剂置于热改进的硫酸钙晶须剂总量5.5倍的质量分数3.5％的盐酸溶液中超声处理，超声结束，水洗，干燥，得到硫酸钙晶须改性剂；
S03：将5份质量浓度为1.3mol/的盐酸多巴胺溶液、2份氯化镧溶液加入到12.5份柠檬酸钠溶液中，随后再加入3份膨润土调节剂、0.50份纳米硅溶胶，搅拌充分，得到效调处理液；
S04：将硫酸钙晶须改性剂、效调处理液按照重量比5:2于球磨机中球磨处理，球磨转速为1250r/min，球磨1.5h，球磨结束，水洗、干燥，得到效调改进剂。
本实施例的超声处理的超声时间为25min，超声功率为375W。
柠檬酸钠溶液的质量分数为10％；所述氯化镧溶液的质量分数为3.5％。
本实施例的膨润土调节剂的制备方法为：
将膨润土先于质子辐照箱内辐照3min，辐照功率为210W，辐照结束，得到辐照的膨润土剂；
然后将辐照的膨润土剂送入到辐照的膨润土剂总量6倍的壳聚糖溶液中，然后加入辐照的膨润土剂总量3.5％的木质素磺酸钠、辐照的膨润土剂总量2％的锆酸四丁酯以及辐照的膨润土剂总量1.5％的硝酸钇溶液，搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土调节剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为5.5％；所述硝酸钇溶液的质量分数为3.5％。
本实施例的搅拌反应处理于600r/min的转速下搅拌1.5h。
本实施例的改性纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先热调节处理，然后备用，得到热调节的纳米二氧化硅；
S12：将7.5份热调节的纳米二氧化硅、0.40份盐酸溶液加入到12.5份去离子水中搅拌均匀，然后再加入3份羧甲基纤维素钠、2份十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性纳米二氧化硅剂。
本实施例的热调节处理先以220℃下处理7.5min，然后以3℃/min的速率降至125℃，保温3.5min，最后再以2℃/min的速率降至室温，即可。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为3％。
对比例1.
与实施例3不同是未添加效调改进剂。
对比例2.
与实施例3不同是效调改进剂的制备中未采用S01处理。
对比例3.
与实施例3不同是效调改进剂的制备中未采用效调处理液处理。
对比例4.
与实施例3不同是效调处理液未加入盐酸多巴胺溶液、氯化镧溶液。
对比例5.
与实施例3不同是效调处理液未加入膨润土调节剂。
对比例6.
与实施例3不同是未加入多聚甲醛体。
对比例7.
与实施例3不同是未添加改性纳米二氧化硅剂。
对比例8.
与实施例3不同是改性纳米二氧化硅剂的制备方法不同，未采用热调节处理。
对比例9.
与实施例3不同是改性纳米二氧化硅剂的制备方法不同，未采用S12步骤处理。
将实施例1～3及对比例1～9产品进行性能测试，选取2个120×20mm的试件板，将两个试件板施胶粘合，施胶量为250g/m2，然后于40℃下放置24h，测试产品的粘接强度(MPa)，同时将试件浸入25℃水中浸泡2h，取出测试耐水稳定性，以及测试产品的断裂伸长率，同时将产品浸入25℃水中浸泡2h，测试耐水稳定性；测试结果如下
从对比例1～9及实施例1～3可看出；
实施例3产品在常规条件下粘接强度最高可达到21.8MPa、断裂伸长率可达到617％，在防水条件下，粘接强度最高可达到21.5MPa、断裂伸长率可达到613％，产品的粘接强度、断裂伸长率韧性可协调改进，以及产品在防水条件下性能稳定性优异；
从对比例1～5、实施例3中看出，本发明未添加效调改进剂，产品的性能变差明显，同时效调改进剂的制备中未采用S01处理、效调改进剂的制备中未采用效调处理液处理、效调处理液未加入盐酸多巴胺溶液、氯化镧溶液、效调处理液未加入膨润土调节剂，产品的性能均有变差趋势，同时未加入膨润土调节剂，产品的性能变差最为明显，以及采用本发明的方法制备的效调处理液配合本发明的方法制备的效调改进剂，产品的性能效果最为显著；
从对比例1、对比例6和对比例7、实施例3中看出，本发明未添加效调改进剂、未加入多聚甲醛体、未添加改性纳米二氧化硅剂，产品的性能均有明显变差趋势，只有采用效调改进剂、多聚甲醛体、改性纳米二氧化硅剂相互协调，共同协效，产品的性能效果最为显著，产品的性能效果最为优异；
从对比例7～9、实施例3中看出，改性纳米二氧化硅剂的制备方法不同，未采用热调节处理、改性纳米二氧化硅剂的制备方法不同，未采用S12步骤处理，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的产品性能效果最为显著，采用其他方法代替产品的性能效果均不如本发明的效果明显。
本发明通过膨润土调节剂的制备对产品性能进一步的探究；
膨润土调节剂的制备方法为：
将膨润土先于质子辐照箱内辐照3min，辐照功率为210W，辐照结束，得到辐照的膨润土剂；
然后将辐照的膨润土剂送入到辐照的膨润土剂总量6倍的壳聚糖溶液中，然后加入辐照的膨润土剂总量3.5％的木质素磺酸钠、辐照的膨润土剂总量2％的锆酸四丁酯以及辐照的膨润土剂总量1.5％的硝酸钇溶液，搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土调节剂。
本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为5.5％；所述硝酸钇溶液的质量分数为3.5％。
本实施例的搅拌反应处理于600r/min的转速下搅拌1.5h。
实验例1.
与实施例3唯有不同是膨润土调节剂的制备中未采用质子辐照箱内辐照处理。
实验例2.
与实施例3唯有不同是膨润土调节剂的制备中未添加硝酸钇溶液。
实验例3.
与实施例3唯有不同是膨润土调节剂的制备中未添加锆酸四丁酯。
实验例4.
与实施例3唯有不同是壳聚糖溶液采用去离子水代替。
实验例5.
与实施例3唯有不同是膨润土调节剂的制备中未添加木质素磺酸钠。
从实验例1～5可看出，膨润土调节剂的制备中未添加硝酸钇溶液，产品的粘接强度、断裂伸长率、防水条件下性能稳定性在膨润土调节剂的制备因素中变差最为明显；
其次是是壳聚糖溶液采用去离子水代替，膨润土调节剂的制备中未采用质子辐照箱内辐照处理、膨润土调节剂的制备中未添加木质素磺酸钠、膨润土调节剂的制备中未添加锆酸四丁酯，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的工艺配料以及工艺条件，制备的膨润土调节剂的性能效果最为显著，采用其他方法代替制备的膨润土调节剂均不如本发明的效果显著。
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，应当理解，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，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将玉米淀粉、水混合搅拌均匀，形成质量浓度为25～30％的淀粉液，向淀粉液中加入质量分数5％的氢氧化钠溶液，调节pH值至8.5，于80～85℃下糊化1.5h，糊化转速为500r/min，糊化结束，备用，得到淀粉胶体；
步骤二，将三聚氰胺、多聚甲醛按照重量比1:5混合，然后加入水和碱，于75～85℃下反应20min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，搅拌充分，得到多聚甲醛体；
步骤三，将二乙烯基苯、氨基硅油和偶氮二异丁腈按照重量比2:5:1混匀，得到交联助剂；
步骤四，原料的称取：30～35份淀粉胶体、多聚甲醛体10～15份、改性纳米二氧化硅剂4～7份、效调改进剂5～10份、2～4份交联助剂和1～3份硅烷偶联剂KH560；
步骤五，将多聚甲醛体加入到淀粉胶体中，然后再加入改性纳米二氧化硅剂、效调改进剂、交联助剂和硅烷偶联剂KH560，于搅拌转速为450～550r/min，搅拌时间为1～2h的搅拌条件下搅拌，搅拌结束，得到本发明的纳米二氧化硅改性淀粉胶。
2.根据权利要求1所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述效调改进剂的制备方法为：
S01：将硫酸钙晶须先于155～165℃下热处理10～20min，随后再以2～5℃/min的速率冷却至50℃，保温处理，得到热改进的硫酸钙晶须剂；
S02：热改进的硫酸钙晶须剂置于热改进的硫酸钙晶须剂总量4～7倍的质量分数2～5％的盐酸溶液中超声处理，超声结束，水洗，干燥，得到硫酸钙晶须改性剂；
S03：将4～6份质量浓度为1.2～1.4mol/的盐酸多巴胺溶液、1～3份氯化镧溶液加入到10～15份柠檬酸钠溶液中，随后再加入2～4份膨润土调节剂、0.45～0.55份纳米硅溶胶，搅拌充分，得到效调处理液；
S04：将硫酸钙晶须改性剂、效调处理液按照重量比5:2于球磨机中球磨处理，球磨转速为1000～1500r/min，球磨1～2h，球磨结束，水洗、干燥，得到效调改进剂。
3.根据权利要求2所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述超声处理的超声时间为20～30min，超声功率为350～400W。
4.根据权利要求2所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸钠溶液的质量分数为8～12％；所述氯化镧溶液的质量分数为2～5％。
5.根据权利要求2所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述膨润土调节剂的制备方法为：
将膨润土先于质子辐照箱内辐照2～4min，辐照功率为200～220W，辐照结束，得到辐照的膨润土剂；
然后将辐照的膨润土剂送入到辐照的膨润土剂总量5～7倍的壳聚糖溶液中，然后加入辐照的膨润土剂总量2～5％的木质素磺酸钠、辐照的膨润土剂总量1～3％的锆酸四丁酯以及辐照的膨润土剂总量1～2％的硝酸钇溶液，搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土调节剂。
6.根据权利要求5所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液的质量分数为4～7％；所述硝酸钇溶液的质量分数为2～5％。
7.根据权利要求5所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述搅拌反应处理于550～750r/min的转速下搅拌1～2h。
8.根据权利要求1所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先热调节处理，然后备用，得到热调节的纳米二氧化硅；
S12：将6～9份热调节的纳米二氧化硅、0.35～0.45份盐酸溶液加入到10～15份去离子水中搅拌均匀，然后再加入2～4份羧甲基纤维素钠、1～3份十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性纳米二氧化硅剂。
9.根据权利要求8所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述热调节处理先以210～230℃下处理5～10min，然后以2～4℃/min的速率降至120～135℃，保温2～5min，最后再以1～3℃/min的速率降至室温，即可。
10.根据权利要求8所述纳米二氧化硅改性淀粉胶的制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液的质量分数为2～4％。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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