紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑及其制備方法，該膠黏劑以水為載體，在常溫（25℃）、常壓下，經(jīng)氧化糊化反應(yīng)制得，主要用于紙和紙板復(fù)合加工，紙管、裱紙、紙質(zhì)蜂窩材料等的生產(chǎn)。各組分及其重量百分比為：水：45%~67%、淀粉：20%~30%、填料：10%~20%、氧化劑：0.5%~0.65%、復(fù)型劑A：0.4%~1.07%、復(fù)型劑B：0.1%~0.2%、糊化劑：2%~2.5%。在常溫下制備。本膠黏劑具有固含量高，儲(chǔ)存期長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，初始粘結(jié)力好等優(yōu)良特性，用本膠黏劑復(fù)合加工的紙和紙板不易吸潮、變形，挺度高，車速高，干燥快。
【專利說明】紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及膠黏劑及其制備方法，屬于精細(xì)化工應(yīng)用領(lǐng)域。具體涉及紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)的膠黏劑行業(yè)存在兩方面的不足:一是行業(yè)的技術(shù)水平較低，產(chǎn)品的科技含量較低；二是非環(huán)保型產(chǎn)品占主導(dǎo)地位，而一些高性能的環(huán)保產(chǎn)品則主要需要進(jìn)口。因此我們必須選擇一種無污染、可二次利用的材料當(dāng)作原材料，不斷地改進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)，達(dá)到高科技含量，開發(fā)出高性能的膠黏劑品種。而淀粉的優(yōu)點(diǎn)是無毒無味、成膜性能好、具有很好的粘結(jié)能力，經(jīng)過改性后，在一些領(lǐng)域中，完全可代替價(jià)格昂貴的進(jìn)口膠以及污染比較嚴(yán)重的化學(xué)膠。
[0003]對(duì)于紙和紙板的復(fù)合加工采用的淀粉膠，均大多使用瓦楞紙板生產(chǎn)用的淀粉膠黏劑，但是市面上的淀粉膠黏劑，普遍存在固含量低，初始粘結(jié)力低、防潮能力差以及膠水本身穩(wěn)定性差，儲(chǔ)存時(shí)間短，易發(fā)生霉變等問題，部分甚至?xí)饛U紙回收過程中的膠粘物問題。而且，傳統(tǒng)方式制得的淀粉膠黏劑大都固含量在10%左右，而且對(duì)反應(yīng)溫度有一定要求，制作工序復(fù)雜，在工廠的實(shí)際應(yīng)用中，干燥速度慢、車速低、易返潮變形，因此生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。于是，在現(xiàn)有技術(shù)中便出現(xiàn)了向淀粉膠中添加其他化學(xué)成分來改善其性能。然而，這些添加的化學(xué)成分中含有苯系物揮發(fā)性物質(zhì)等對(duì)人體有害的成分，限制了產(chǎn)品在食品包裝等領(lǐng)域的應(yīng)用，且干燥過程中易變形，能耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種紙和紙板復(fù)合加工用高固含量的膠黏劑，該膠黏劑性能穩(wěn)定，儲(chǔ)存期長(zhǎng)，用其生產(chǎn)出的紙和紙板不易吸潮，初始粘結(jié)強(qiáng)度高，紙板挺度高，施膠量少，并且它的固含量高可以提高車速，降低干燥成本。最關(guān)鍵的是此種淀粉基膠黏劑，絕對(duì)不含苯及相關(guān)產(chǎn)物，對(duì)人體無毒無害，屬于環(huán)`境友好型膠黏劑。該高固含量的水性膠粘劑主要用于各類紙與紙板復(fù)合加工以及紙管、裱紙、紙質(zhì)蜂窩材料等紙質(zhì)容器加工。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的紙和紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，配比如下(按重量百分比計(jì)):
水: 45%~67%
淀粉: 20%~30%
填料: 10%~20%
氧化劑:0.5%"0.65%
復(fù)型劑A:0.4%~1.07%
復(fù)型劑B:0.1%~0.2%
糊化劑:2%~2.5%。
[0006]優(yōu)選地，所述膠黏劑為水溶性；所述膠黏劑其固含量大于35%。[0007]優(yōu)選地，所述水為自來水，水溫為2(T35°C。
[0008]優(yōu)選地，本發(fā)明所述淀粉為含葉綠素植物中提取的天然碳水化合物，是兩種碳水化合物聚合體的混合物——直連淀粉和支鏈淀粉，可以從玉米、小麥、大米、馬鈴薯、木薯等眾多植物中提取，綜合考慮成本以及性能等因素，優(yōu)選玉米淀粉或者木薯淀粉。
[0009]優(yōu)選地，所述填料為輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土或瓷土中的一種；所述填料顆粒度為800~1200 目。
[0010]優(yōu)選地，所述氧化劑為無機(jī)過氧化物、過硫酸銨、過硫酸鉀或過碳酸鈉。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述復(fù)型劑A為羥甲基纖維素或聚乙烯醇。
[0012]優(yōu)選地，所述復(fù)型劑B為硬脂酸或硬脂酸鹽。
[0013]優(yōu)選地，所述糊化劑為氫氧化鈉；本發(fā)明采用采用無機(jī)過氧化物為氧化劑，比傳統(tǒng)用的雙氧水、次氯酸鈉等氧化效果更好，氧化深度更易控制，填料以及復(fù)型劑的加入，易預(yù)先制成膠粉，方便運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用，解決了傳統(tǒng)淀粉膠穩(wěn)定性差、干燥慢、強(qiáng)度低等問題。
[0014]本發(fā)明的另一目的是提供一種紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)按所述組分配比備料， 供下述步驟使用；
(2)將糊化劑和水配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25%-35%的水溶液，然后將剩余的水加入反應(yīng)釜
中；
(3)將固體物料即淀粉、填料、氧化劑、復(fù)型劑A和復(fù)型劑B混合均勻得到膠粉，膠粉使用前密封并防潮保存，邊攪拌邊加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)1-3小時(shí)；
(4)將配好的糊化劑水溶液加入反應(yīng)釜，在100~200rpm的轉(zhuǎn)速下，加入反應(yīng)釜中，攪拌1~3min,停止攪拌，靜置0.5-2小時(shí)，開動(dòng)攪拌，在60-100rpm轉(zhuǎn)速下，攪拌0.5-1小時(shí)，即可出料，得到紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，所得的膠黏劑粘度在2200~2700cP(厘泊，25°C)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)為:
(1)采用本發(fā)明的成分、配比及步驟制得的膠黏劑，無毒無害，而且該淀粉膠初始粘結(jié)力強(qiáng)，制造工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，車速快。
[0016](2)采用無機(jī)過氧化物為氧化劑比傳統(tǒng)用的雙氧水、次氯酸鈉等氧化效果更好，氧化深度更易控制，填料以及復(fù)型劑的加入，易預(yù)先制成膠粉，方便運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用，解決了傳統(tǒng)淀粉膠穩(wěn)定性差、干燥慢、強(qiáng)度低等問題。
[0017](3)本發(fā)明所得產(chǎn)品粘合得到的紙和紙板挺度好，耐破強(qiáng)度高。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表達(dá)的范圍。
[0019] 實(shí)施例1:
組分及其重量百分比:
自來水:57.64%
玉米淀粉:28.82%
800目的輕質(zhì)碳酸鈣:8.65%過硫酸銨:0.72%
羥甲基纖維素:0.58%
硬脂酸:0.14%
氫氧化鈉:3.45%
(1)根據(jù)以上物料配比備料；
(2)將糊化劑配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30%的水溶液，然后將剩余的水加入反應(yīng)釜中；
(3)將固體物料即將玉米淀粉，過硫酸銨，羥甲基纖維素，硬脂酸按上述比例混合均勻成膠粉邊攪拌邊將膠粉加入反應(yīng)釜中，室溫下反應(yīng)I小時(shí)；
(4)將配好的糊化劑溶液加入反應(yīng)釜，IOOrpm的轉(zhuǎn)速下，加入反應(yīng)釜中，攪拌IminJA度急劇升高無法攪拌，停止攪拌，靜置I小時(shí)，待粘度下降后，開動(dòng)攪拌，在IOOrpm轉(zhuǎn)速下，攪拌I小時(shí)，即可出料，得到紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑。
[0020]所得產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)如下:
樣品粘度:2300cp (25。。)，
初始粘結(jié)力:
載荷在斷裂(標(biāo)準(zhǔn)的)/mN為166.05 載荷/寬度在斷裂(標(biāo)準(zhǔn)的)/mN/mm為6.64 最大值載荷/N為191.96 載荷/寬度在最大值載荷/mN/mm為7.68 樣品固含量:38.72%
耐破度:2.3Kg/cm2 (定量 120g/m2)
挺度:79.2mN.m(縱向)，4.3 mN.m (橫向)。
[0021]實(shí)施例2:
組分及其重量百分比:
自來水:64.69%
玉米淀粉=16.17%
1200 目高嶺土:16.17%
過碳酸鈉:0.45%
聚乙烯醇:0.82%
硬脂酸:0.08%
氫氧化鈉:1.62%
(1)根據(jù)以上物料配比備料；
(2)將糊化劑配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的水溶液，然后將剩余的水加入反應(yīng)釜中；
(3)將玉米淀粉，過碳酸鈉，聚乙烯醇，硬脂酸按上述比例混合均勻成膠粉，邊攪拌邊加入反應(yīng)爸中，反應(yīng)I小時(shí)；
(4)將配好的糊化劑溶液加入反應(yīng)釜，IOOrpm的轉(zhuǎn)速下，加入反應(yīng)釜中，攪拌3min，粘度急劇升高無法攪拌，停止攪拌，靜置I小時(shí)，待粘度下降后，開動(dòng)攪拌，在IOOrpm轉(zhuǎn)速下，溫度35°C攪拌I小時(shí)，即可出料，得到紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑。
[0022]樣品粘度:2300cp(25°C)
初始粘結(jié)力:載荷在斷裂(標(biāo)準(zhǔn)的)/mN為159.05 載荷/寬度在斷裂(標(biāo)準(zhǔn)的)/mN/mm為7.32 最大值載荷/N為189.36 載荷/寬度在最大值載荷/mN/mm為7.33 樣品固含量:35.14%
耐破度:2.9Kg/cm2 (定量 120g/m2)
挺度:78.5mN.ηι(縱向)，4.9 mN.m (橫向)。
[0023]實(shí)施例3:
組分及其重量百分比:
自來水:64.52%
木薯淀粉=21.51%
1000目輕質(zhì)碳酸鈣:10.75%
過硫酸鉀:0.54%
聚乙烯醇:0.43%
硬脂酸鈉:0.10%
氫氧化鈉:2.15%
(1)根據(jù)以上物料配比備料；
(2)將糊化劑配成30%的水溶液，然后將剩余的水加入反應(yīng)釜中；
(3)將木薯淀粉，過硫酸鉀，聚乙烯醇，硬脂酸鈉按上述比例混合均勻成膠粉，邊攪拌邊加入反應(yīng)爸中，反應(yīng)I小時(shí)；
(4)將配好的糊化劑溶液加入反應(yīng)釜，200rpm的轉(zhuǎn)速下，加入反應(yīng)釜中，攪拌IminJA度急劇升高無法攪拌，停止攪拌，靜置I小時(shí)，待粘度下降后，開動(dòng)攪拌，在IOOrpm轉(zhuǎn)速下，30°C范圍的室溫下攪拌1小時(shí)，即可出料，得到紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑。
[0024]樣品粘度:2500cp(25°C)
初始粘結(jié)力:
載荷在斷裂(標(biāo)準(zhǔn)的)/mN為194.05 載荷/寬度在斷裂(標(biāo)準(zhǔn)的)/mN/mm為9.13 最大值載荷/N為196.33 載荷/寬度在最大值載荷/mN/mm為8.95 樣品固含量:33.76%
耐破度:3.1Kg/cm2 (定量 120g/m2)
挺度:81.5mN.m(縱向)，5.8 mN.m (橫向)。
[0025]對(duì)實(shí)施例3的方法進(jìn)行5組平行試驗(yàn)，施膠前后紙板中大膠粘物含量的對(duì)照如下表:
【權(quán)利要求】
1.紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，按照重量百分比計(jì)，膠黏劑各組分配比如下: 水: 45%~67% 淀粉: 20%~30% 填料: 10%~20% 氧化劑:0.5%"0.65%
復(fù)型劑A:0.4%~1.07%
復(fù)型劑B:0.1%~0.2% 糊化劑:2%~2.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述膠黏劑為水溶性；所述膠黏劑的固含量大于35%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述水為自來水，水溫為20~35°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述淀粉為玉米淀粉或木薯淀粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述填料為輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土或瓷土中的一種；所述填料顆粒度為800-1200目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述氧化劑為無機(jī)過氧化物、過硫酸銨、過硫酸鉀或過碳酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述復(fù)型劑A為羥甲基纖維素或聚乙烯醇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述復(fù)型劑B為硬脂酸或硬脂酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，其特征在于，所述糊化劑為氫氧化鈉。
10.制備權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按所述組分配比備料，供下述步驟使用； (2)將糊化劑和水配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25%-35%的水溶液，然后將剩余的水加入反應(yīng)釜中； (3) 將固體物料即淀粉、填料、氧化劑、復(fù)型劑A和復(fù)型劑B混合均勻得到膠粉，膠粉使用前密封并防潮保存，邊攪拌邊加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)1-3小時(shí)； (4)將配好的糊化劑水溶液加入反應(yīng)釜，在10(T200rpm的轉(zhuǎn)速下，加入反應(yīng)釜中，攪拌1~3πη,停止攪拌，靜置0.5-2小時(shí)，開動(dòng)攪拌，在60-100rpm轉(zhuǎn)速下，攪拌0.5-1小時(shí)，即可出料，得到紙或紙板復(fù)合加工用高固含量膠黏劑，所得的膠黏劑粘度在220(T2700cP(厘泊，25。。)。
【文檔編號(hào)】C08B31/18GK103725223SQ201310747982
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】趙媛媛, 武書彬, 吳將偉 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 上海宏圖紙業(yè)有限公司