一種氧化淀粉膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于淀粉膠粘劑技術(shù)領域，具體涉及一種氧化淀粉膠粘劑，同時還涉及一 種氧化淀粉膠粘劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉膠粘劑以其原材料來源豐富、成本低、投資少、見效快、產(chǎn)品無毒無味、生產(chǎn)工 藝簡便、便于實現(xiàn)機械化生產(chǎn)等優(yōu)點，受到業(yè)內(nèi)人員的高度重視，其應用范圍不斷拓展，已 成為各工業(yè)部門和日常生活不可缺少的重要膠種。雖然淀粉加水加熱糊化后具有粘接性， 可以用作膠粘劑，但即使?jié)舛然蚬毯可醯?，黏度也會很高，這對加工和使用均不利，因而 它們直接作為膠粘劑用途有限。
[0003] 廣泛使用的淀粉基膠粘劑一般是通過淀粉的降解轉(zhuǎn)化或化學氧化制得的?，F(xiàn)有技 術(shù)中，專利CN102443070A公開了一種氧化淀粉的制備方法，以玉米淀粉、硫酸、氫氧化鈉、 高錳酸鉀、硼酸鈉為主要原料，經(jīng)粗淀粉預處理、氧化、糊化、絡合后制得氧化淀粉；所得氧 化淀粉雖然具有糊化溫度低、流動性好、顏色潔白、成膜性好等特點，但是其制備過程中所 用氧化劑的量過大（氧化劑高錳酸鉀與淀粉的質(zhì)量比為60~70:100~110)，成本高且粘 結(jié)性能不高、存儲不穩(wěn)定，同時氧化時間需要20~24h，氧化時間長，生產(chǎn)效率低，單位時間 產(chǎn)量極低，經(jīng)濟效益不佳。針對上述問題，專利CN101857641A公開了一種氧化淀粉的生產(chǎn) 方法，是在淀粉乳中加入占干淀粉0. 005%~0. 02%的硫酸銅進行活化，向活化后的淀粉 乳中加次氯酸鈉進行氧化，氧化反應結(jié)束后，加鹽酸調(diào)節(jié)淀粉乳的PH值后進行離心脫水， 然后氣流干燥至水分< 14%，得成品；該制備方法在氧化淀粉的生產(chǎn)方法中增加了活化工 序，并使用次氯酸鈉作為氧化劑，使淀粉氧化反應速度加快，反應時間縮短，但是其制備方 法中對氧化、中和后的淀粉乳離心脫水的工序難以控制，容易造成最終產(chǎn)品產(chǎn)生濃度梯度、 均一性差，所得氧化淀粉質(zhì)量不穩(wěn)定、粘結(jié)力較差、流動性差，不能滿足氧化淀粉膠粘劑的 使用要求。
[0004] 綜上所述，現(xiàn)有的改性淀粉膠粘劑普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、粘結(jié)力較差、流動性差、 干燥速度慢的缺點，不能滿足淀粉膠粘劑的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種氧化淀粉膠粘劑，解決現(xiàn)有氧化淀粉膠粘劑質(zhì)量不穩(wěn) 定、粘結(jié)力較差、流動性差的問題。
[0006] 本發(fā)明的第二個目的是提供一種氧化淀粉膠粘劑的制備方法。
[0007] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種氧化淀粉膠粘劑，主要由以下重量份的原料制成：淀粉100份、雙氧水3~5 份、高錳酸鉀溶液0. 1~0. 5份、催化劑0. 4~1份、氫氧化鈉9~11份，交聯(lián)劑1~3份， 水300~500份，消泡劑0~0· 5份。
[0009] 上述原料中，雙氧水中H2O2的質(zhì)量百分含量為20%~40%，高錳酸鉀溶液的濃度 為0. 100~0. 300mol · L'氧化劑溶液的濃度過低，淀粉影響氧化效果；氧化劑溶液的濃 度過高，會造成過氧化甚至碳化。為了進一步提高氧化效果，優(yōu)選的，所述雙氧水中H2O2的 質(zhì)量百分含量為30% ;所述高錳酸鉀溶液的濃度為0. 200mol · L'
[0010] 所述淀粉為玉米淀粉或馬鈴薯淀粉。
[0011] 上述原料中，可采用本領域常見的制備淀粉膠粘劑的催化劑、交聯(lián)劑、消泡劑；優(yōu) 選的，所述催化劑為硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鎳或硫酸鈷。所述交聯(lián)劑為硼酸、硼砂或偏硅酸 鈉。所述消泡劑為磷酸三丁酯、聚乙烯醇或正辛醇。
[0012] 一種上述的氧化淀粉膠粘劑的制備方法，包括下列步驟：
[0013] 1)在60~65°C、攪拌條件下，將100重量份的淀粉加入300~500重量份的水中 制成淀粉糊，在淀粉糊中加入〇. 4~1重量份的催化劑，混勻后再加入3~5重量份的雙氧 水，持續(xù)攪拌得混合物A ;在混合物A中加入部分氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系的pH值為9~10后， 加入0. 1~0. 5重量份的高猛酸鉀溶液，繼續(xù)攪拌進行反應，得混合物B ;
[0014] 2)在混合物B中加入剩余的氫氧化鈉，持續(xù)攪拌進行糊化，得混合物C ;
[0015] 3)將1~3重量份的交聯(lián)劑加入混合物C中，攪拌進行反應，即得。
[0016] 上述制備方法中，攪拌的時間為使反應充分進行的時間；為了提高生產(chǎn)效率及產(chǎn) 品質(zhì)量，優(yōu)選的，步驟1)中，所述持續(xù)攪拌的攪拌時間為20~40min;步驟1)中，所述繼 續(xù)攪拌進行反應的反應時間為〇. 5~I. 5h ;步驟2)中，所述持續(xù)攪拌進行糊化的時間為 0. 5 ~I. 0hD
[0017] 上述制備方法中，所述氫氧化鈉、催化劑及交聯(lián)劑都是以水溶液的形式加入的，水 溶液易于控制反應的穩(wěn)定進行，所得產(chǎn)物質(zhì)量更穩(wěn)定；水溶液中水的量以能充分溶解對應 的氫氧化鈉、催化劑及交聯(lián)劑，又不會對體系粘度造成較大影響為準。優(yōu)選的，步驟1)與步 驟2)中所述氫氧化鈉是以氫氧化鈉溶液的形式加入的，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為 25%~30%。步驟1)中，所述催化劑是以催化劑溶液的形式加入的，所述催化劑溶液的質(zhì) 量濃度為15%~20% ;步驟3)中，所述交聯(lián)劑是以交聯(lián)劑溶液的形式加入的，所述交聯(lián)劑 溶液的質(zhì)量濃度為20 %~25%。
[0018] 步驟2)中，糊化后向體系中加入消泡劑進行消泡。制備過程中，若體系出現(xiàn)大量 氣泡，可滴加消泡劑進行消除。
[0019] 上述制備方法中，可根據(jù)需要向體系中加入溫水調(diào)節(jié)所得膠粘劑的粘度。為了獲 得質(zhì)量穩(wěn)定的膠粘劑，優(yōu)選的，步驟3)中，所述反應結(jié)束后向體系中加入溫度為30~40°C 的溫水，調(diào)節(jié)體系的粘稠度為5~40Pa · s。
[0020] 本發(fā)明的氧化淀粉膠粘劑，主要采用淀粉、雙氧水、高錳酸鉀溶液、催化劑、氫氧化 鈉，交聯(lián)劑與水為原料經(jīng)一系列反應制得，其中雙氧水和高錳酸鉀溶液為氧化劑，氫氧化鈉 為糊化劑；同時使用雙氧水和高錳酸鉀溶液作為氧化劑，兩者相互配合，協(xié)同作用，對淀粉 材料進行氧化處理，氧化速度快且減少了氧化劑的使用量；所得氧化膠粘劑的粘結(jié)力強、 質(zhì)量穩(wěn)定、不易凝膠、儲存時間長，流動性好、涂布性能好、干燥時間短，且具有環(huán)保、無毒無 害、成本低的優(yōu)點，可廣泛用于造紙、商標、紡織等領域。
[0021] 本發(fā)明的氧化淀粉膠粘劑中，氧化劑雙氧水的使用，不會影響環(huán)境，而且還對膠粘 劑有除色作用；高錳酸鉀的使用，不僅可以有效提高氧化的程度和效率，而且其反應產(chǎn)物在 粘結(jié)劑使用時能夠起到催干的作用；催化劑的加入，使氧化時間大為縮短，并降低了反應的 溫度，提高了生產(chǎn)效率；NaOH溶液的加入，與淀粉中未被氧化的羥基結(jié)合破壞了部分氫鍵， 使大分子間作用力減弱，因而溶脹糊化，具有一定的流動性和粘接力；加入適量的交聯(lián)劑， 可以把線型結(jié)構(gòu)大分子或帶支鏈的線型結(jié)構(gòu)的小分子的淀粉進行交聯(lián)，由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)?網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)增粘及提高初粘力的作用。
[0022] 本發(fā)明的氧化淀粉膠粘劑的制備方法，是在淀粉糊中加催化劑混勻后再加入雙氧 水和高錳酸鉀溶液進行氧化反應，后加入氫氧化鈉進行糊化，最后加入交聯(lián)劑進行交聯(lián)絡 合；同時使用雙氧水和高錳酸鉀溶液作為氧化劑，相互配合，協(xié)同作用，對淀粉材料進行氧 化處理，氧化速度快且減少了氧化劑的使用量；氧化反應選擇在PH值為9~10之間進行， 目的在于使淀粉分子中的羥甲基（-CH 2OH)氧化為強極性的羧基（-C00H)比例較大，改善淀 粉糊液的粘接能力及對被粘物的親和性和滲透性；所得氧化膠粘劑的粘結(jié)力強、質(zhì)量穩(wěn)定、 不易凝膠、儲存時間長，流動性好、涂布性能好、干燥時間短，且具有環(huán)保、無毒無害、成本低 的優(yōu)點；該制備方法原料來源廣泛，工藝簡單，操作方便，工藝過程受季節(jié)影響小，在冬季也 可正常制備，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024] 實施例1
[0025] 本實施例的氧化淀粉膠粘劑，主要由以下重量份的原料制成：玉米淀粉100份、質(zhì) 量濃度為30%的雙氧水3份、濃度為0. 200mol噸4的高錳酸鉀溶液0. 4份、硫酸銅0. 6份、 氫氧化鈉10份，硼砂1份，水400份，磷酸三丁酯0. 1份。
[0026] 本實施例的氧化淀粉膠粘劑的制備方法，包括下列步驟：
[0027] 1)氧化：在反應器中加入400g水，升溫至60°C，然后在攪拌條件下緩慢加入100g 玉米淀粉制成淀粉糊；把〇. 6g硫酸銅溶于熱水中制成質(zhì)量濃度為15%的硫酸銅溶液，將硫 酸銅溶液加入淀粉糊中，攪勻后，緩慢加入質(zhì)量濃度為30 %的雙氧水3g，并持續(xù)攪拌30min 得混合物A ;在混合物A中加入部分的、質(zhì)量濃度為25 %的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)體系的pH值 為9~10后，滴加入0. 2g、濃度為0. 200mol · Γ1的高錳酸鉀溶液，繼續(xù)攪拌反應lh，使淀 粉充分氧化，得混合物B ;
[0028] 2)糊化：在混合物B中加入剩余的、質(zhì)量濃度為25 %的氫氧化鈉溶液（步驟1) 與步驟2)中加入氫氧化鈉的總質(zhì)量為IOg)，持續(xù)攪拌30min進行