一種改性氧化澱粉膠粘劑、其製備方法及應用與流程
2023-06-10 06:46:36 2
本發明涉及膠粘劑領域，具體涉及一種改性氧化澱粉膠粘劑、其製備方法及應用。
背景技術：
氧化澱粉是一種環保天然膠粘劑原料，廣泛應用在很多領域。但未經改性的氧化澱粉膠粘劑吸潮率高，強度偏低。能否對氧化澱粉進行改性來改善作為膠粘劑原料的性質，是現有研究的課題。另一方面，甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma)是一種帶有環氧基團的丙烯酸酯類單體，自身的雙鍵可以和自由基發生接枝聚合反應；能否將甲基丙烯酸縮水甘油酯引入氧化澱粉的改性中，以提高氧化澱粉用作膠粘劑的性質也是目前正在研究的課題。
技術實現要素：
基於上述現有技術中的現狀，本發明人經過研究發現，由於甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma)是一種帶有環氧基團的丙烯酸酯類單體，自身的雙鍵可以和被過氧化物引發的氧化澱粉支鏈自由基發生接枝聚合反應；在水分揮發後，gma的環氧基團可以與氧化澱粉上的羥基發生交聯反應，得到較高強度，吸潮率低的改性氧化澱粉膠粘劑。由於其獨特的室溫固化交聯的性質，接枝改性氧化澱粉膠性能在不增加交聯劑和高溫烘乾條件下就能得到提升。由此進一步完成了本發明。
具體地，本發明提供改性氧化澱粉膠粘劑，其以重量份計，含有下述各成分：
氧化澱粉100
引發劑0.2～0.8
陰離子乳化劑0.5～0.8
非離子乳化劑0.5～1.2
增稠劑1～2
改性單體30～50
穩定劑6～9
水340。
其中，所述氧化澱粉為：濃度25wt%氧化澱粉水溶液糊化後粘度在2700±100mpa·s範圍內。
此外，所述的引發劑為過硫酸鉀；所述的改性單體為甲基丙烯酸縮水甘油酯；所述增稠劑為聚乙烯醇1788或聚乙烯醇1799的一種或兩種；所述的陰離子乳化劑為壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉；所述非離子乳化劑是聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯；所述的穩定劑為尿素。
本發明還提供一種如上所述改性氧化澱粉膠粘劑的製備方法，其包括下述步驟：
（1）將100重量份氧化澱粉、1~2重量份增稠劑、0.5~0.8重量份陰離子乳化劑和0.5~1.2重量份非離子乳化劑加入至300重量份水中溶解配成澱粉膠乳，並加熱至90℃糊化30min，控制氧化澱粉濃度在25wt%，製得糊化澱粉溶液；
（2）降溫至85℃，將0.2～0.8重量份引發劑加入至20份水中溶解得引發劑水溶液，將引發劑水溶液加入（1）製得的糊化澱粉溶液中，保溫30min；
（3）開始滴加30~50重量份改性單體至反應體系中，滴加2h，保溫3.5h；
（4）將6～9重量份穩定劑和促進劑溶解在20份水中，將步驟（3）得到的物料與穩定劑水溶液混合均勻，即得到所述的改性氧化澱粉膠粘劑。
除此之外，本發明還提供一種如上所述改性氧化澱粉膠粘劑的應用，其將所述改性氧化澱粉膠粘劑用於紙箱用紙張的粘接。
本發明的通過甲基丙烯酸縮水甘油酯改性氧化澱粉膠粘劑，從而使改性後的氧化澱粉膠粘劑具有粘接強度高、吸潮率低、耐水性能優異，澱粉糊化液粘度均勻，有利於接枝反應，工藝簡單，零voc排放，安全環保且環境友好。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行詳述，但本發明並不限定於這些實施例。
實施例1
一種改性氧化澱粉膠粘劑，由包括如下原料製得：（單位：g）
氧化澱粉100
過硫酸鉀0.4
壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉0.8
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯1.2
聚乙烯醇17991
甲基丙烯酸縮水甘油酯45
尿素9
水340
其中，氧化澱粉濃度為25wt%時糊化後粘度在2700±100mpa·s範圍內。
製備過程：（1）將100g氧化澱粉、1g聚乙烯醇1799、0.8g的壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉和1.2g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成澱粉膠乳，並加熱至90℃糊化30min，控制氧化澱粉濃度在25wt%，製得糊化澱粉溶液。
（2）降溫至85℃，將0.4g過硫酸鉀加入至20g水中溶解，將引發劑水溶液加入（1）製得水溶液，保溫30min。
（3）開始滴45g甲基丙烯酸縮水甘油酯至步驟（2）結束後得到的體系中，滴加2h，保溫3.5h。
（4）將9g尿素溶解在20g水中，將步驟（3）得到的物料尿素水溶液混合均勻，即得到所述的改性氧化澱粉膠粘劑。
實施例2
一種改性氧化澱粉膠粘劑，由包括如下原料製得：（單位：g）
氧化澱粉100
過硫酸鉀0.2
壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉0.5
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯0.5
聚乙烯醇17991.5
甲基丙烯酸縮水甘油酯35
尿素8
水340
其中，氧化澱粉濃度為25wt%時糊化後粘度在2700±100mpa·s範圍內。
製備過程：製備過程：（1）將100g氧化澱粉、1.5g聚乙烯醇1799、0.5g的壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉和0.5g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成澱粉膠乳，並加熱至90℃糊化30min，控制氧化澱粉濃度在25wt%，製得糊化澱粉溶液。
（2）降溫至85℃，將0.2g過硫酸鉀加入至20g水中溶解，將引發劑水溶液加入（1）製得水溶液，保溫30min。
（3）開始滴35g甲基丙烯酸縮水甘油酯至步驟（2）結束後得到的體系中，滴加2h，保溫3.5h。
（4）將8g尿素溶解在20g水中，將步驟（3）得到的物料尿素水溶液混合均勻，即得到所述的改性氧化澱粉膠粘劑。
實施例3
一種改性氧化澱粉膠粘劑，由包括如下原料製得：（單位：g）
氧化澱粉100
過硫酸鉀0.8
壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉0.7
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯0.8
聚乙烯醇17882
甲基丙烯酸縮水甘油酯30
尿素9
水340
其中，氧化澱粉濃度為25wt%時糊化後粘度在2700±100mpa·s範圍內。
製備過程：（1）將100g氧化澱粉、2g聚乙烯醇1788、0.7g的壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉和0.8g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成澱粉膠乳，並加熱至90℃糊化30min，控制氧化澱粉濃度在25wt%，製得糊化澱粉溶液。
（2）降溫至85℃，將0.8g過硫酸鉀加入至20g水中溶解，，將引發劑水溶液加入（1）製得水溶液，保溫30min
（3）開始滴30g甲基丙烯酸縮水甘油酯至步驟（2）結束後得到的體系中，滴加2h，保溫3.5h。
（4）將9g尿素溶解在20g水中，將步驟（3）得到的物料尿素水溶液混合均勻，即得到所述的改性氧化澱粉膠粘劑。
實施例4
一種改性氧化澱粉膠粘劑，由包括如下原料製得：（單位：g）
氧化澱粉100
過硫酸鉀0.6
壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉0.8
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯1
聚乙烯醇17991.8
甲基丙烯酸縮水甘油酯40
尿素7.5
水340
其中，氧化澱粉濃度為25wt%時糊化後粘度在2700±100mpa·s範圍內。
製備過程：
（1）將100g氧化澱粉、1.8g聚乙烯醇1799、0.8g的壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉和1g的聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成澱粉膠乳，並加熱至90℃糊化30min，控制氧化澱粉濃度在25wt%，製得糊化澱粉溶液。
（2）降溫至85℃，將0.6g過硫酸鉀加入至20g水中溶解，將引發劑水溶液加入（1）製得水溶液，保溫30min。
（3）開始滴40g甲基丙烯酸縮水甘油酯至步驟（2）結束後得到的體系中，滴加2h，保溫3.5h。
（4）將7.5g尿素溶解在20g水中，將步驟（3）得到的物料尿素水溶液混合均勻，即得到所述的改性氧化澱粉膠粘劑。
實施例5
一種改性氧化澱粉膠粘劑，由包括如下原料製得：（單位：g）
氧化澱粉100
過硫酸鉀0.4
壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉0.7
聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯0.6
聚乙烯醇17882.0
甲基丙烯酸縮水甘油酯50
尿素6
水340
其中，氧化澱粉濃度為25wt%時糊化後粘度在2700±100mpa·s範圍內。
製備過程：
（1）將100g氧化澱粉、2.0g聚乙烯醇1788、0.7g的壬基酚聚氧乙烯磺酸鈉和0.6g聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯加入300g水中溶解配成澱粉膠乳，並加熱至90℃糊化30min，控制氧化澱粉濃度在25wt%，製得糊化澱粉溶液。
（2）降溫至85℃，將0.4g過硫酸鉀加入至20g水中溶解，將引發劑水溶液加入（1）製得水溶液，保溫30min。
（3）開始滴50g甲基丙烯酸縮水甘油酯至步驟（2）結束後得到的體系中，滴加2h，保溫3.5h。
（4）將6g尿素溶解在20g水中，將步驟（3）得到的物料尿素水溶液混合均勻，即得到所述的改性氧化澱粉膠粘劑。
實施例1-5得到的改性氧化澱粉膠粘劑及以及將該膠粘劑以幹膠厚度30g/m2的塗布量塗布於紙板時的性能如表1所示。
表1