CN1223643C - 一种速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法，该方法选用新型的催化剂Fe²⁺，减少了氧化剂的用量至干淀粉质量的5%，缩短了反应时间至30min左右，制得了一种廉价而高粘结强度的淀粉粘合剂。在加入NaOH糊化之前加入干淀粉质量30%的改性膨润土或钠基膨润土作为填料，大大提高了干燥速度。本发明制得的淀粉粘合剂用来粘接纸箱具有干燥速度快、不返潮、硬度高、挺度高等优点，完全满足用户要求。相对于已有的淀粉粘合剂，使用成本大大降低，干燥速度大大提高。和我国纸箱行业目前最常用的泡花碱类粘合剂相比，裱胶瓦楞纸制备纸箱时具有不返潮、挺度大的优点，其它指标也和泡花碱粘合剂不相上下，但是使用成本比泡花碱粘合剂要低。

Description

一种速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法

技术领域

本发明属于天然高分子的改性技术，涉及一种用在纸箱、纸盒等包装用纸制品的粘接的水性粘合剂或胶粘剂，特别涉及一种玉米淀粉粘合剂的制备方法。

背景技术

现有的玉米淀粉粘合剂，基本都是以氧化淀粉为原料经过NaOH溶液糊化而制成。其生产工艺大都如图1所示，即将玉米淀粉加水配成淀粉乳，搅拌加入氧化剂(10％左右)，在一定温度下反应相当长的时间(6小时～8小时)，然后过滤，烘干，加入NaOH溶液糊化，配成淀粉粘合剂，固含量一般在20％～25％。

在氧化淀粉的制备工艺中，长期以来采用的都是单纯氧化淀粉的制备工艺，而没有为生产淀粉粘合剂的氧化淀粉专门开发新工艺，导致了两个问题的产生：第一是生产氧化淀粉时氧化剂用量较大、反应时间很长(人力、动力消耗大)；糊化之后粘度又不是很大，为了保证粘接强度，不得不提高粘合剂的固含量；这些因素致使最终生产的淀粉粘合剂成本较高，很难为市场接受。第二个问题是现有的淀粉粘合剂干燥速度慢，不适应我国纸箱生产厂家小规模生产、快出产品的需要。这两个缺陷是现有的玉米淀粉粘合剂普遍存在的。

我国纸箱行业目前最常用的泡花碱类粘合剂，具有干燥速度快，使用成本低(相对于现有的淀粉粘合剂类产品)的优点，但是容易返潮，挺度也不及淀粉粘合剂高，因该种粘合剂过强的碱性而容易对包装内容物造成污染，属于国家政策逐步淘汰的产品，国外发达国家早在二三十年前就已经基本淘汰了泡花碱类粘合剂，我国政府也早已规定出口商品用包装纸箱一律不得使用泡花碱类粘合剂。针对这种情况，研究一种既能够满足日益发展的包装行业的需要又能够在价格上为市场所接受的包装纸箱用粘合剂具有现实意义和紧迫性。

发明内容

针对上述现有技术存在的两大缺陷，本发明的目的在于，提供一种玉米淀粉粘合剂的制备方法。

实现上述发明目的的技术解决方案是，一种速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在反应釜中按干淀粉质量份数的1.5倍加入自来水搅拌制成淀粉乳，淀粉乳的浓度为40％；

2)将淀粉乳升温到55℃～60℃，首先加入氧化剂，氧化剂选用H₂O₂，用量为干淀粉质量份数的4.5％～6％；反应10分钟，然后再加入催化剂；其催化剂为Fe²⁺的盐，用量为干淀粉质量份数的0.25％～0.35％；再反应25分钟～30分钟；

3)将上述经反应的淀粉乳过滤并烘干，烘干温度不超过60℃；得到氧化淀粉；氧化淀粉的含水量保持在15％质量份数；

4)对氧化淀粉进行糊化

首先取氧化淀粉并加入氧化淀粉重量2倍的水搅拌，搅拌后先加入改性膨润土或者专门的钠基膨润土作填料，其用量占干淀粉质量份数的30％，经充分搅拌后再加入糊化剂，糊化剂为NaOH，其用量占干淀粉质量的9％～12％；再充分搅拌糊化；糊化过程中补加水使固含量降低到12％；然后加入2％的硼砂和消泡剂，10分钟后补加水制成固含量为12～20％粘合剂。

本发明根据淀粉粘合剂用氧化淀粉的特点，大胆改变工艺，通过添加催化剂的方法大大减少了反应时间(现有工艺为了保证氧化淀粉的色泽不用或者只添加极少量的催化剂)；另一方面在研究中发现粘合剂用氧化淀粉比普通氧化淀粉所需要的氧化程度低，因此本发明减少了氧化剂的用量；第三，本发明制备的淀粉粘合剂具有优异的粘结强度，因而可以大大降低固含量；这些措施的实施使所制取的淀粉粘合剂成本大大降低。选用新型的催化剂Fe²⁺，减少了氧化剂的用量至干淀粉质量的5％，缩短了反应时间至30分钟左右，制得了一种廉价而高粘结强度的淀粉粘合剂。在加入NaOH糊化之前加入干淀粉质量30％的改性膨润土(钠基膨润土)作为填料，大大提高了干燥速度。具有成本较低，干燥速度快、不返潮、硬度高、挺度高等优点。

附图说明

图1为现有技术工艺流程图；

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

依照本发明的技术方案，生产低成本速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法，包括以下主要内容：

1>在反应釜中按干淀粉质量份数的1.5倍加入自来水搅拌制成淀粉乳，淀粉乳的浓度：40％；

2>催化剂及其用量：选用Fe²⁺的盐，主要选用的是FeSO₄、FeCl₂等，用量在干淀粉质量份数的0.25％～0.35％；

3>氧化剂及其用量：选用H₂O₂，用量在干淀粉质量份数的5％左右(4.5～6％)；

4>氧化温度：55℃～60℃；

5>氧化时间：温度升高到58℃后加入氧化剂，反应10分钟，之后加入催化剂，再反应25分钟～30分钟；

6>烘干温度：不超过60℃；

7>烘干后氧化淀粉的含水量：15％质量份数，以利于长期保存；

8>糊化剂用量：NaOH用量占干淀粉质量的9％～12％，视玉米原淀粉产地、成分的不同而略有差异；

9>填料及其用量：采用膨润土作填料，用量占干淀粉质量份数的30％，用Na₂CO₃改性，或者专门的钠基膨润土效果也可以，但是不容易买到；

10>膨润土的改性：按膨润土质量的0.5倍加入Na₂CO₃，加水，浸泡24小时即可，过滤后溶液中尚含有大量的Na₂CO₃，可以重复利用；

11>粘合剂固含量：视用户要求有所不同，一般在12％左右(12～20％)。

本发明在粘合剂中采用添加一定比例的填料(改性膨润土)的方法，简单易行，效果明显。以前也有报道添加填料，但是产品流动性差、不稳定，本发明对膨润土进行了改性，克服了粘合剂流动性差、不稳定的缺陷。

本发明通过选用催化剂、减少氧化剂用量、缩短反应时间，添加填料等措施，使制得的速干型玉米淀粉粘合剂具有较高的粘合力和较短的干燥时间。从而可以降低粘合剂的固含量到12％(现有产品多在20％以上)，表干时间缩短到10分钟左右，用来粘纸箱时不开胶、不返潮、挺度高、硬度大、一般瓦楞纸在裱胶后10分钟就可以干，完全满足用户要求。和我国纸箱行业目前最常用的泡花碱类粘合剂相比，具有不返潮、挺度大的优点，其它指标(包括干燥时间、产品干燥后的硬度，露楞、塌瓦等效果)也和泡花碱粘合剂不相上下，但是使用成本比泡花碱粘合剂要低。

实施例：

本实施例采用本发明的方法制备粘合剂，以500公斤玉米原淀粉为例，生产工艺如图2所示。

于反应釜中加入725公斤自来水，开动搅拌，再加入500公斤玉米淀粉，升温到58℃，加入25公斤27.5％浓度的市售双氧水H₂O₂，保温反应10分钟，加入1.5公斤FeSO₄，继续反应25分钟(此时由于反应釜内氧化反应剧烈放热，应该注意通冷水降温，否则温度过高，可能导致淀粉糊化)，停止搅拌，放料。

将淀粉乳置于离心机内甩掉大部分水分，烘干，控制热风温度不高于60℃，得到干燥的氧化淀粉粉末。

取50公斤氧化淀粉，在其中加入100公斤自来水，搅拌，加入16.6公斤改性膨润土(钠基膨润土)，搅拌10分钟后加入5公斤NaOH配成的溶液，搅拌充分糊化10分钟，再加入1公斤经热水溶解的硼砂和适量消泡剂，消泡剂选用磷酸三丁酯或者有机硅消泡剂，10分钟后补加水使总的粘合剂量达到4吨。

本实施例中的H₂O₂是市售的27.5％浓度的溶液，若采用其它浓度的溶液，应予换算。

Claims (4)

1.一种速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备氧化淀粉

①在反应釜中按干淀粉质量份数的1.5倍加入自来水搅拌制成淀粉乳，淀粉乳的浓度为40％；

②将淀粉乳升温到55℃～60℃，首先加入氧化剂，氧化剂选用H2O2，用量为干淀粉质量份数的4.5％～6％；反应10分钟，然后再加入催化剂；其催化剂为Fe2+的盐，用量为干淀粉质量份数的0.25％～0.35％；再反应25分钟～30分钟；

③将上述经反应的淀粉乳过滤并烘干，烘干温度不超过60℃；得到氧化淀粉；氧化淀粉的含水量保持在15％质量份数；

2)对氧化淀粉进行糊化

①首先取氧化淀粉并加入氧化淀粉重量2倍的水搅拌，搅拌后先加入改性膨润土或者专门的钠基膨润土作填料，其用量占干淀粉质量份数的30％；

②经充分搅拌后再加入糊化剂，糊化剂为NaOH，其用量占干淀粉质量的9％～12％；再充分搅拌糊化；

③糊化过程中补加水使固含量降低到12％；然后加入2％的硼砂和消泡剂；10分钟后补加水制成固含量为12～20％粘合剂。

2.如权利要求1所述的速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的Fe²⁺的盐选用FeSO₄或FeCl₂。

3.如权利要求1所述的速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的改性膨润土采用Na₂CO₃改性，即按膨润土质量的0.5倍加入Na₂CO₃，加水浸泡24小时即可。

4.如权利要求1所述的速干型玉米淀粉粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的消泡剂为磷酸三丁酯或者有机硅消泡剂。

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