本發(fā)明涉及一種紙管膠及其制備方法，屬于膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紙管用膠粘劑俗稱紙管膠、紙筒膠等，是制作各種紙管、紙桶、紙罐及相關(guān)紙制品的一種專用膠粘劑。
傳統(tǒng)常用的紙管膠有聚醋酸乙烯酯乳液，它是指以醋酸乙烯酯為主單體，水為分散介質(zhì)，借助乳液聚合或懸浮聚合方法，通過(guò)均聚或與其他單體共聚制成的聚合物乳液。聚醋酸乙烯酯乳液是目前使用量最大、歷史最悠久的合成樹(shù)脂乳液之一。聚醋酸乙烯酯膠粘劑是由醋酸乙烯酯單體經(jīng)聚合反應(yīng)得到的一種熱塑性膠，俗稱白乳膠，該材料具有使用方便，價(jià)格低廉，用途廣泛，生產(chǎn)容易，性能好，無(wú)毒安全等一系列優(yōu)點(diǎn)，深受用戶歡迎，但是其最大的缺點(diǎn)就是耐水性差，經(jīng)縮醛化后雖然可得到部分改善，但仍然不能滿足要求。
因此，亟待尋找一種耐水性性能好，能夠滿足生產(chǎn)需求的紙管膠。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)傳統(tǒng)的紙管膠耐水性能差，不能滿足生產(chǎn)需求的問(wèn)題，提供了一種紙管膠及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種紙管膠，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：
取40～50份乳液、8～12份氧化木質(zhì)素、0.3～0.5份過(guò)硫酸鉀、1～3份乙二醇、3～5份高嶺土粉末、3～5份磷酸鋁和60～80份水；
所述的乳液是由以下步驟制備得到的：在90～95℃將300～400ml水、10～15g聚乙烯醇混合20～30min后，降溫至70～80℃，再加入1～3g乳化劑、3～5g增塑劑、0.3～0.5g消泡劑、30～40g乙酸乙烯酯和15～20gn-羥甲基丙烯酰胺，攪拌混合30～40min后，再加入0.1～0.3g引發(fā)劑，并升溫至110～120℃，攪拌反應(yīng)60～90min，即得乳液；
所述的氧化木質(zhì)素是由以下步驟制備得到的：
（1）將造紙黑液過(guò)濾，得到濾液，將1～2kg濾液和300～400ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%硫酸溶液，在120～130℃攪拌反應(yīng)2～3h后過(guò)濾，得到濾渣；
（2）將濾渣和200～300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液混合后，再加入3～5g高碘酸鈉和0.3～0.5g甲基三氧化錸，在70～80℃攪拌反應(yīng)60～90min，反應(yīng)結(jié)束后，再加入ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph為4.5～4.8，再經(jīng)靜置、過(guò)濾、水洗，即得氧化木質(zhì)素。
所述的乳化劑為吐溫80、乳化劑op-10、月桂醇聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
所述的消泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一種或兩種。
所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀中的一種或兩種。
所述的ph調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%鹽酸。
所述的紙管膠制備步驟為：將乳液、氧化木質(zhì)素、過(guò)硫酸鉀、乙二醇、高嶺土粉末、磷酸鋁和水混合后，在125～135℃條件下攪拌反應(yīng)60～90min后，降溫至室溫，繼續(xù)攪拌混合25～30min，裝料，即得紙管膠。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
本發(fā)明以乙酸乙烯酯和n-羥甲基丙烯酰胺為單體、聚乙烯醇為保護(hù)膠體進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)得到乳液，乙酸乙烯酯單體和n-羥甲基丙烯酰胺單體共聚改性，可引入酰胺基和羥甲基，產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)，從而產(chǎn)生內(nèi)塑作用，同時(shí)還可以保護(hù)聚合物中的酯基防止其水解，從而改善乳液的耐水性，并且n-羥甲基丙烯酰胺中的酰胺基和羥甲基可與乳液中的羥基交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，減少乳液中的羥基含量，從而提高乳液的耐水性，再?gòu)脑旒埡谝褐刑崛〉玫侥举|(zhì)素，再將木質(zhì)素氧化處理使木質(zhì)素中的羥基氧化成醛基、羧基，并使木質(zhì)素分子鏈斷裂，聚合度降低，氧化木質(zhì)素中的醛基可與乳液中羥基形成縮醛及半縮醛而進(jìn)行交聯(lián)，并且氧化木質(zhì)素分子之間也可以形成縮醛而交聯(lián)，進(jìn)一步減少乳液中的羥基從而增加紙管膠的膠合強(qiáng)度和耐水性。
具體實(shí)施方式
將造紙黑液過(guò)濾，得到濾液，取1～2kg濾液和300～400ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%硫酸溶液加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為120～130℃，轉(zhuǎn)速為300～400r/min的條件下，攪拌反應(yīng)2～3h后過(guò)濾，得到濾渣，將濾渣和200～300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為70～80℃，再向三口燒瓶中加入3～5g高碘酸鈉和0.3～0.5g甲基三氧化錸，攪拌反應(yīng)60～90min，反應(yīng)結(jié)束后，向三口燒瓶中加入ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)三口燒瓶中物料的ph為4.5～4.8，靜置30～40min后過(guò)濾，得到濾餅，將濾餅用水洗滌3～5次，得到氧化木質(zhì)素，將300～400ml水、10～15g聚乙烯醇加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的四口燒瓶中，將四口燒瓶置于油浴鍋中，控制油浴溫度為90～95℃，攪拌混合20～30min后，降溫至70～80℃，再向四口燒瓶中加入1～3g乳化劑、3～5g增塑劑、0.3～0.5g消泡劑、30～40g乙酸乙烯酯和15～20gn-羥甲基丙烯酰胺，攪拌混合30～40min后，再向四口燒瓶中加入0.1～0.3g引發(fā)劑，并升溫至110～120℃，攪拌反應(yīng)60～90min，反應(yīng)結(jié)束，得到乳液，稱取400～500g高嶺土加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)80～100目篩，得到高嶺土粉末，最后按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份乳液、8～12份氧化木質(zhì)素、0.3～0.5份過(guò)硫酸鉀、1～3份乙二醇、3～5份高嶺土粉末、3～5份磷酸鋁和60～80份水加入到燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為125～135℃，攪拌反應(yīng)60～90min后，降溫至室溫，繼續(xù)攪拌混合25～30min，裝料，即可得到紙管膠。所述的ph調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%鹽酸。所述的乳化劑為吐溫80、乳化劑op-10、月桂醇聚氧乙烯醚中的一種或幾種。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。所述的消泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一種或兩種。所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀中的一種或兩種。
實(shí)例1
將造紙黑液過(guò)濾，得到濾液，取2kg濾液和400ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%硫酸溶液加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為130℃，轉(zhuǎn)速為400r/min的條件下，攪拌反應(yīng)3h后過(guò)濾，得到濾渣，將濾渣和300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為80℃，再向三口燒瓶中加入5g高碘酸鈉和0.5g甲基三氧化錸，攪拌反應(yīng)90min，反應(yīng)結(jié)束后，向三口燒瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%鹽酸調(diào)節(jié)三口燒瓶中物料的ph為4.8，靜置40min后過(guò)濾，得到濾餅，將濾餅用水洗滌5次，得到氧化木質(zhì)素，將400ml水、15g聚乙烯醇加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的四口燒瓶中，將四口燒瓶置于油浴鍋中，控制油浴溫度為95℃，攪拌混合30min后，降溫至80℃，再向四口燒瓶中加入3g吐溫80、5g鄰苯二甲酸二丁酯、0.5g聚二甲基硅氧烷、40g乙酸乙烯酯和20gn-羥甲基丙烯酰胺，攪拌混合40min后，再向四口燒瓶中加入0.3g過(guò)硫酸銨，并升溫至120℃，攪拌反應(yīng)90min，反應(yīng)結(jié)束，得到乳液，稱取500g高嶺土加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)90目篩，得到高嶺土粉末，最后按重量份數(shù)計(jì)，取50份乳液、12份氧化木質(zhì)素、0.5份過(guò)硫酸鉀、3份乙二醇、5份高嶺土粉末、5份磷酸鋁和80份水加入到燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為135℃，攪拌反應(yīng)90min后，降溫至室溫，繼續(xù)攪拌混合30min，裝料，即可得到紙管膠
實(shí)例2
將造紙黑液過(guò)濾，得到濾液，取1kg濾液和300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%硫酸溶液加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為120℃，轉(zhuǎn)速為300r/min的條件下，攪拌反應(yīng)2h后過(guò)濾，得到濾渣，將濾渣和200ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為70℃，再向三口燒瓶中加入3g高碘酸鈉和0.3g甲基三氧化錸，攪拌反應(yīng)60min，反應(yīng)結(jié)束后，向三口燒瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%鹽酸調(diào)節(jié)三口燒瓶中物料的ph為4.5，靜置30min后過(guò)濾，得到濾餅，將濾餅用水洗滌3次，得到氧化木質(zhì)素，將300ml水、10g聚乙烯醇加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的四口燒瓶中，將四口燒瓶置于油浴鍋中，控制油浴溫度為90℃，攪拌混合20min后，降溫至70℃，再向四口燒瓶中加入1g乳化劑op-10、3g鄰苯二甲酸二丁酯、0.3g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、30g乙酸乙烯酯和15gn-羥甲基丙烯酰胺，攪拌混合30min后，再向四口燒瓶中加入0.1g過(guò)硫酸鉀，并升溫至110℃，攪拌反應(yīng)60min，反應(yīng)結(jié)束，得到乳液，稱取400g高嶺土加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)80目篩，得到高嶺土粉末，最后按重量份數(shù)計(jì)，取40份乳液、8份氧化木質(zhì)素、0.3份過(guò)硫酸鉀、1份乙二醇、3份高嶺土粉末、3份磷酸鋁和60份水加入到燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為125℃，攪拌反應(yīng)60min后，降溫至室溫，繼續(xù)攪拌混合25min，裝料，即可得到紙管膠。
實(shí)例3
將造紙黑液過(guò)濾，得到濾液，取1.5kg濾液和350ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%硫酸溶液加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為125℃，轉(zhuǎn)速為350r/min的條件下，攪拌反應(yīng)2h后過(guò)濾，得到濾渣，將濾渣和250ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為75℃，再向三口燒瓶中加入4g高碘酸鈉和0.4g甲基三氧化錸，攪拌反應(yīng)70min，反應(yīng)結(jié)束后，向三口燒瓶中加入ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)三口燒瓶中物料的ph為4.7，靜置35min后過(guò)濾，得到濾餅，將濾餅用水洗滌4次，得到氧化木質(zhì)素，將350ml水、12g聚乙烯醇加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的四口燒瓶中，將四口燒瓶置于油浴鍋中，控制油浴溫度為92℃，攪拌混合25min后，降溫至75℃，再向四口燒瓶中加入2g月桂醇聚氧乙烯醚、4g鄰苯二甲酸二丁酯、0.4g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、35g乙酸乙烯酯和17gn-羥甲基丙烯酰胺，攪拌混合35min后，再向四口燒瓶中加入0.2g過(guò)硫酸鉀，并升溫至115℃，攪拌反應(yīng)80min，反應(yīng)結(jié)束，得到乳液，稱取450g高嶺土加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)90目篩，得到高嶺土粉末，最后按重量份數(shù)計(jì)，取45份乳液、10份氧化木質(zhì)素、0.4份過(guò)硫酸鉀、2份乙二醇、4份高嶺土粉末、4份磷酸鋁和70份水加入到燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為130℃，攪拌反應(yīng)80min后，降溫至室溫，繼續(xù)攪拌混合27min，裝料，即可得到紙管膠。
對(duì)照例：以聚醋酸乙烯酯膠粘劑為紙管膠。
將實(shí)例及對(duì)照例的紙管膠進(jìn)行檢測(cè)，具體檢測(cè)如下：
1.初粘時(shí)間的測(cè)定：實(shí)驗(yàn)在20±2℃下進(jìn)行，將箱板紙剪切成50mm×50mm，50mm×60mm各三塊，將紙管膠涂布于箱板紙，控制涂覆量為55g/m2，箱紙板上的紙管膠以刮凈為原則，將大塊均勻的粘在小塊上，按下計(jì)時(shí)器，以手剝離時(shí)，箱板紙本體破壞率達(dá)100%為合格，記下計(jì)時(shí)器時(shí)間，將三次時(shí)間相加算出平均值，即為初粘時(shí)間。
2.粘度的測(cè)定：采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)在20±2℃下進(jìn)行，將紙管膠倒入試樣杯中，將試樣杯中的紙管膠浸沒(méi)粘度計(jì)的標(biāo)線，從粘度計(jì)上讀取粘度。
3.耐水性測(cè)試：將紙管膠涂于65mm×25mm×5mm的三合板上，并將木板粘結(jié)于三合板上，搭接面積為30mm2，于室溫下固化三天，得到試樣，將試樣分別放入常溫水中和80℃恒溫水中浸泡，記錄不開(kāi)膠時(shí)間。
檢測(cè)結(jié)果如表1。
表1
由表1可知，本發(fā)明制備的紙管膠耐水性能好，粘度高。