CN1617915A - 高干物斯坦霍胶粘剂及制备高干物斯坦霍胶粘剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高干物Stein Hall胶粘剂的制备方法，包括步骤：通过使胶粘剂中的总淀粉的至少一部分在碱性介质中凝胶化制得载体部分，用一定量的水将载体部分稀释；并加入剩余二次(secundary)淀粉，其中在第一步中制备所述载体部分，在第二步中用一定量的水稀释该载体部分，然后加入至少部分二次淀粉，并且在第三步中以稀释的形式加入剩余的碱和二次淀粉。剩余的二次淀粉和碱优选分步加入。

Description

高干物斯坦霍胶粘剂及制备高干物斯坦霍胶粘剂的方法

本发明涉及一种高干物Stein Hall(斯坦霍)胶粘剂的制备方法，该方法包括步骤：

-通过使胶粘剂中的总淀粉的至少一部分在碱性介质中凝胶化制得载体部分；

-用一定量的水(a volume of water)将载体部分稀释；和

-加入剩余二次(secundary)淀粉。

本发明还涉及一种高干物Stein Hall胶粘剂(也称高浓度Stein Hall胶粘剂或胶)。

淀粉基胶粘剂在瓦楞板工业中是众所周知的，在使用的胶粘剂之中，Stein Hall型胶粘剂是最为普及的。

通常Stein Hall胶粘剂被称为包括胶粘剂的载体部分，其通过利用苛性钠使约为胶粘剂中的淀粉总量的10～20％凝胶化制得。然后将所得的糊剂冷却和用水稀释，然后加入剩余的淀粉作为天然的颗粒淀粉。还加入硼砂(1.5～2.5％)。

在这些情况下，最大总淀粉浓度在这些Stein Hall型配方中不超过25％，尽管已经有报道在干重基础上该值可达到30～37％。当通过氧化反应等降低载体粘度时可以获得这些更高的值。

这些低浓度胶粘剂的缺点是：含水量较高，降低粘着速度以及在粘着步骤中阻碍粘结层的干燥。另外，较高干物胶粘剂由于需要蒸发的水量较少，从而导致消耗的能量降低。

随后，希望在胶中具有较高的淀粉浓度。但是，同样众所周知的是，当使用淀粉作为粘合剂时，可使用的淀粉量存在最高限。在较高的淀粉量下，水量不足以保证所需要的粘附力，同时胶粘剂的粘度变得太高。

在现有技术中已对高浓度淀粉基胶粘剂进行了描述。在EP0038627中描述了淀粉基胶粘剂由完全凝胶化的淀粉部分和部分溶胀的淀粉部分组成，这里比率在0.2∶100和2∶1之间。该胶粘剂可含有10～40％干重淀粉固体。凝胶化部分可通过在95℃或更高温度下进行热处理获得，而且不经过如在传统的Stein Hall配方中与浓碱液混合。事实上，将凝胶化后的淀粉部分加入到无载体型胶粘剂中，可以提高胶粘剂的湿粘度。

在EP0576221中公开了包含15～35重量％淀粉固体的粘合剂组合物。相当大量的淀粉部分溶胀(优选在20～50％之间)。

EP0376301中描述了一种胶粘剂，其通过在蒸汽加压反应釜中在温度120～200℃之间处理淀粉浆液以得到凝胶化悬浮液来制得。然后向该凝胶化悬浮液中加入未凝胶化的淀粉。如实例中所示，在配方中总淀粉固体含量在32～40％之间变化。在本申请中所描述的胶粘剂不属于典型的Stein Hall组合物。

在EP1101809中，描述了高干物淀粉基胶粘剂，其含有至少40％，优选至少46％干物。通过向淀粉基胶粘剂中加入无机盐，优选碳酸钙，来实现高干物含量。该淀粉/填料的比率优选至少为60∶40。该胶粘剂是Stein Hall、无载体型或Minocar型。

在EP0409240中，描述了一种高浓度淀粉浆胶粘剂，其包括20～60重量％的淀粉固体。通过加入树胶例如黄原胶或鼠李糖胶(rhamsan)和少许氢氧化钠可稳定该胶粘剂。

在WO9850478中公开了高干物胶粘剂组合物，其含有大量水溶性的碱性硅酸盐和淀粉、硼砂和氢氧化钠。在实施例中公开了含量可高达45％固体的胶粘剂组合物。

部分上述引用的现有技术文献没有涉及到Stein Hall型胶粘剂，例如EP0038627、EP0576221、EP0376301和EP0409240。

其它两个引用的文献，即EP1101809和WO9850478，可能包括Stein Hall型胶粘剂，但它们实际上不同于标准配方，因为它们包含有助于制得高干物胶粘剂的无机填料物质。

在本技术领域中，公开了另外的高干物Stein Hall型胶粘剂。

在US3,912,531中公开了一种含量高达淀粉固体的40重量％的高干物Stein Hall型的胶粘剂。

然而，这种高干物Stein Hall胶粘剂的缺点是其是通过使用流度为25～90的流动性淀粉作为载体淀粉或者作为部分载体淀粉来实现的。

EP0049009还公开了高干物Stein Hall型胶粘剂。此专利文献强调的问题是如何制得最终的高DS胶粘剂，其中粘度不会快速增加，因而混合物仍然可泵送。事实上这种胶粘剂必须显示出某种贮存稳定性并具有可使用的粘度。

在该专利文献中，叙述了用传统的制备Stein Hall型胶粘剂(其具有低干物)的技术无法得到高干物胶粘剂。如上所述，这类Stein Hall型胶粘剂的制备方法包括制备载体和此后通过降低碱性对它进行稀释。当不降低碱性时，将影响二次淀粉的加入，从而导致颗粒膨胀和粘度不稳定。

然而，如果必须制备高干物胶粘剂，稀释将不足以阻止不希望的溶胀。此外，少量被稀释的载体和高二次淀粉浓缩物的混合物将导致不可加工的组合物。

在申请EP0 049 009中提出了该问题的解决办法，该方法包括氧化载体部分，然后在需要量的氢氧化钠存在下对已氧化的淀粉进行凝胶化，由此使载体的粘度降低到可以加入需要的二次淀粉的值。然后加入该二次淀粉，以便达到40％d.s.胶粘剂。应该强调的是在该胶粘剂中载体淀粉部分表示在胶粘剂中存在高于14％的淀粉干物。

此方法的缺点是获得高干物胶粘剂必须在载体部分中使用降低粘度的淀粉。

在技术水平的专利文献中涉及的降低粘度的淀粉一般是流动性淀粉或已被氧化的淀粉，其中流动性淀粉经化学或酶分解获得。

本发明的目的是提供一种高干物Stein Hall胶粘剂的制备方法，该方法并没有显示出上述提及的缺点。

该目的是通过提供一种高干物Stein Hall胶粘剂的制备方法来实现的，该方法包括步骤：

-通过使胶粘剂中的总淀粉的至少一部分在碱性介质中凝胶化制得载体部分；

-用一定量的水将载体部分稀释；和

-加入剩余的二次淀粉。

其中，在第一步中制备所述载体部分，在第二步中用一定量的水稀释载体部分，然后加入至少部分二次淀粉，并在第三步中以稀释的形式加入剩余的碱和二次淀粉。

在根据本发明的优选方法中，剩余的二次淀粉和碱的加入是分步进行的。

该方法具有的优点是二次淀粉不会直接受到过高浓度的碱的作用，从而防止淀粉过早地溶胀。

在根据本发明的更优选的方法中，以至少两步加入碱和淀粉。

在根据本发明的具体方法中，在第一步中，将淀粉连同水和碱液混合，直到所有的淀粉凝胶化，制得载体部分，其含有总淀粉量的2～9％。

在根据本发明的更加具体的方法中，在第一步中，在载体部分中碱含量通常少于在胶粘剂配方中所需总量的2/3。

在根据本发明的另一具体方法中，在第二步中用一定量的相当于载体体积的60～85％的水将载体部分稀释。

在根据本发明的更加具体的方法中，在第二步中加入50～75％的二次淀粉。

在根据本发明的优选方法中，在第三步之后加入硼砂。

该方法的优点是改善初粘性，而且控制保水性和胶粘剂的渗透力。

本发明的目的还可通过提供一种高干物Stein Hall胶粘剂来实现，由此：

-其含有32～45％的原淀粉或稳定淀粉；

-载体淀粉和二次淀粉的比率在1∶50和1∶11之间；

-其Bauer粘度为21秒(s)～60秒之间；和

-在胶粘剂中碱浓度足以提供45～53℃的SGP。

在根据本发明的优选的高干物Stein Hall胶粘剂中，原淀粉或稳定淀粉是由谷物、块茎或根部淀粉获得。

制备本发明的胶粘剂的方法包括几个连续的步骤：

·在第一步中通过将淀粉连同水和碱混合，直到所有的淀粉凝胶化，制得载体部分，其含有总淀粉量的2～9％。载体部分中的碱含量通常少于在胶粘剂配方中所需总量的2/3；

·在下一步中用一定量的相当于载体体积的60～85％的水将载体部分稀释，然后加入至少一半和至多75％的二次淀粉。

·在另一步中再以稀释的形式加入剩余的碱和剩余的二次淀粉。

加入剩余的淀粉和碱可同时或分步进行。当同时加入时，应小心避免淀粉直接受到碱的作用。

在分步加入过程中，首先把碱加入到第一步和下一步的混合物中，然后加入剩余的二次淀粉。优选以两步或更多步分步加入碱和淀粉。最后加入硼砂制得胶粘剂。

根据本发明的高干物Stein Hall型胶粘剂具有以下性质：

·它们含有32～45％的原淀粉或稳定淀粉，

·载体淀粉和二次淀粉的比率在1∶50和1∶11之间，

·它们的Bauer粘度为21秒～60秒之间，

·以及在胶粘剂中碱浓度足以提供45～53℃的SGP。

原淀粉或稳定淀粉可以从谷物、块茎或根部淀粉获得。其典型的例子是例如从玉米、小麦、大麦、马铃薯、木薯或竹芋，包括蜡质和高级直链淀粉型淀粉获得的淀粉。在本申请中涉及的稳定淀粉相当于已被物理和/或化学处理的淀粉，目的在于获得的淀粉在环境温度或稍高的温度下不易受到碱的影响。作为其结果，淀粉不会过早的发生溶胀和/或凝胶化。

根据本发明的高干物Stein Hall胶粘剂及其本发明的制备方法的优点是在载体部分不必使用降低了粘度的淀粉，而且相应的胶粘剂仍旧显示出极好的贮存稳定性，和可使用的粘度。此胶粘剂仅含有原淀粉或稳定淀粉。此外，获得了最终的可泵送的高干物胶粘剂。

现在本发明通过以下实施例进行举例说明，以下的实施例不应该被看作是如权利要求中所表达的那样限制本发明的范围。

实施例1

一种高干物胶粘剂的制备，如下：

首先在2000升的容器中制备载体部分。为此，将16升的30％w/w的NaOH溶液混合到含有28kg稳定的小麦淀粉和650升水的悬浮液中。将混合物用高速剪切搅拌机在1500rpm下搅拌10分钟，使淀粉凝胶化。在载体部分中淀粉的含量为胶粘剂中总淀粉量的3.25％(比率1∶30)。

在下一步中向载体连同500kg稳定的小麦淀粉和3kg硼砂中加入550升自来水。在1500rpm下将整体混合再搅拌5分钟。

在加入剩余的碱和淀粉以前，首先用100升水稀释剩余的12升30％w/w的NaOH溶液。

然后向容器中加入37升稀释的碱液，接着加入200kg稳定的小麦淀粉。在加入二次量的37升碱液和138kg淀粉之前，将此混合物搅拌5分钟。再将混合物剧烈搅拌。最后，在搅拌该胶粘剂的同时加入剩余的38升碱液和6.5kg硼砂。

这样制备的胶粘剂配方包括40重量％的淀粉固体，并且组成如下：

水：      1300升

淀粉：    866kg

体积：    1820升

NaOH：   6.25g/l

硼砂：    5.21g/l

这样制得的胶粘剂显示出以下的性质：

	制备后立即	30分钟后	6小时后
				Bauer(秒)Brookfield(mPas，20rpm)	22480	25500	27710

SGP：47℃

实施例2

在该实施例中描述的胶粘剂含有40重量％的玉米淀粉固体。在1500升容器中，将24kg玉米淀粉分散于440升水中。向此悬浮液中加入12kg的33％w/w的NaOH溶液，将该混合物用高速剪切搅拌机在1500rpm下搅拌12分钟。在载体部分中淀粉的含量为胶粘剂中总淀粉量的4.2％(比率1∶24)。

在下一步中依次加入320升水、4.5kg硼砂，剧烈搅拌3分钟。然后向载体部分中加入300kg淀粉，通过在1500rpm下再混合搅拌3分钟使淀粉均匀分散。在加入剩余的碱和淀粉之前，对另外的碱液部分(10kg33％的NaOH)用100升水进行稀释。

这样向容器中加入37升稀释的碱液，随后加入151kg稳定的玉米淀粉，在1500rpm下搅拌3分钟。然后，将二次量的碱，随后将100kg淀粉加入并进行分散。最后在搅拌下加入剩余的35升碱液和4kg硼砂。

这样制得的胶粘剂配方包括40重量％的淀粉固体，并且组成如下：

水：      860升

淀粉：    575kg

体积：    1200升

NaOH：   6.25g/l

硼砂：    6.25g/l

这样制得的胶粘剂显示出以下的性质：

	制备后立即
		Bauer粘度(秒)	48
Brookfield(mPas，20rpm)	1600

SGP：48.5℃

Claims (10)

1.高干物Stein Hall胶粘剂的制备方法，包括步骤：

-通过使胶粘剂中的总淀粉的至少一部分在碱性介质中凝胶化而制得载体部分；

-用一定量的水将载体部分稀释；并

-加入剩余的二次淀粉，

其特征在于在第一步中制备所述载体部分，在第二步中用一定量的水稀释该载体部分，随后加入至少部分二次淀粉，并在第三步中以稀释的形式加入剩余的碱和二次淀粉。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于剩余的二次淀粉和碱液的加入是分步进行的。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于以至少两步加入碱和淀粉。

4.按照权利要求1-2中任一项的方法，其特征在于在第一步中，将淀粉连同水和碱混合，直到所有的淀粉凝胶化，制得载体部分，该载体部分含有总淀粉量的2～9％。

5.按照权利要求1～4中任一项的方法，其特征在于在第一步中，载体部分中的碱含量通常少于在胶粘剂配方中所需总量的2/3。

6.按照权利要求1～5中任一项的方法，其特征在于在第二步中用一定量的相当于载体体积的60～85％的水将载体部分稀释。

7.按照权利要求1～6中任一项的方法，其特征在于在第二步中加入50～75％的二次淀粉。

8.按照上述步骤之一的方法，其特征在于在第三步之后加入硼砂。

9.高干物Stein Hall胶粘剂，其特征在于

-其含有32～45％的原淀粉或稳定淀粉；

-载体淀粉和二次淀粉的比率在1∶50和1∶11之间；

-其Bauer粘度为21秒～60秒之间；和

-在胶粘剂中碱浓度足以提供45～53℃的SGP。

10.按照权利要求9的高干物Stein Hall胶粘剂，其特征在于原淀粉或稳定淀粉是由谷物、块茎或根部淀粉获得。