一種植物蛋白基耐水環保紙管膠及其製備方法與流程
2023-07-11 05:46:06
本發明涉及紙管膠及其製備技術領域，具體涉及一種植物蛋白基耐水環保紙管膠及其製備方法。
背景技術：
紙管用膠粘劑俗稱紙管膠、紙筒膠等，是製作各種紙管、紙桶、紙罐及相關紙製品的一種專用膠粘劑。隨著我國經濟的快速發展，紙管在日用品、紡織、輕工、包裝、皮革等等領域的需要量越來越大。如衛生捲紙內芯紙筒、紡織用紗管、布匹、紙品、皮革、塑料薄膜等捲筒包裝用紙管等等。
傳統的紙管膠以水玻璃、白乳膠、甲醛改性膠、澱粉膠、大豆蛋白粉膠為主。由於水玻璃和澱粉膠子在使用過程中，都有著較高的ph值，這就使乾燥後的紙製品容易從空氣中吸收水分，使紙製品變潮變軟，從而不能滿足客戶的使用要求。白乳膠是以乙酸乙烯單體為主要原料經引發劑引發聚合而成，可以滿足紙製品的生產要求，但是隨著乙酸乙烯單體原材料的價格不斷上漲，白乳膠的成本也是不斷上漲，因此，有的企業使用甲醛改性白乳膠，雖然成本降低了，但是對環境造成了嚴重汙染，對人健康也造成了傷害。澱粉膠由於其粘接強度低、存放期短已基本不使用。
植物蛋白的一些良好的粘合特性適於製作膠粘劑，植物蛋白具有來源廣、資源豐富、可以再生、性能良好等特點。近年來，對環境無害而又可再生的植物蛋白膠粘劑日益得到人們的重視和青睞。但用天然植物蛋白製作的膠粘劑粘接強度和抗水性相對較差，尚不能很好地達到工業應用的標準。因此，很有必要對植物蛋白進行改性，以提高其製作膠粘劑的粘接強度和抗水性等特性，來滿足應用的需要。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供了一種粘接強度高、抗水性好的植物蛋白基耐水環保紙管膠及其製備方法。
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
一種植物蛋白基耐水環保紙管膠，是由以下質量百分數的組分組成：植物蛋白粉8-35%、改性劑1-50%、聚乙烯醇0.1-10%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-5%、防腐劑0.1-5%、防凍劑0-15%、水30-80%；所述改性劑為聚醯胺聚脲樹脂或聚醯胺多胺環氧氯丙烷中的一種與碳酸鋯銨按照5：1-3的質量比組成的。
優選的，是由以下質量分數的組分組成：植物蛋白粉10-20%、改性劑10-40%、聚乙烯醇3-7%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-2%、防腐劑0.1-2%、防凍劑0-7%、水40-70%。
優選的，是由以下質量分數的組分組成：植物蛋白粉15%、改性劑25%、聚乙烯醇5%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%、防腐劑0.5%、防凍劑6%、水48%。
優選的，所述植物蛋白粉為溶水性好的(nsi≥60)的大豆脫脂蛋白粉、豌豆蛋白粉、大豆分離蛋白粉、豌豆分離蛋白粉中的一種或二種以上；所述植物蛋白粉的粗蛋白含量為50-90%（幹基），粒度為100目-200目。
優選的，所述防腐劑選自山梨酸鉀、苯甲酸鈉、硼砂、tb10強力殺菌劑、亞硫酸氫鈉、雙氧水、次氯酸鈉、bit防腐劑中的一種或二種以上。
優選的，所述的防凍劑選自甲醇、乙醇、丙三醇、氯化鈣、尿素中的一種或二種以上。
植物蛋白基耐水環保紙管膠的製備方法，包括以下步驟：
s1、向帶有攪拌器的反應釜中加入水；
s2、將改性劑加入水中，室溫下攪拌10-30分鐘，混合均勻；
s3、向步驟s2中的溶液加入植物蛋白粉，攪拌分散並保持10-180分鐘；
s4、在步驟s3的分散液中加入聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、防腐劑、防凍劑並保持適當的攪拌時間，攪拌混合均勻。
有益效果：本發明通過聚醯胺聚脲樹脂或聚醯胺多胺環氧氯丙烷與碳酸鋯進行復配，對植物蛋白粉進行改性，製備的紙管膠具有很好的耐水性和粘合強度，其粘合強度可達1.31mpa，將其用於紙管粘接，乾燥後紙製品不返潮，硬度高，常溫水中浸泡12小時不開膠，並保持足夠的硬度，完全能夠滿足蜂窩紙板、工業紙管、錐心紙管、紡紗用的紙管、紙箱等紙質品的生產要求，且製備工藝簡單，可在常溫下操作，易於操作，對環境無汙染，適於大規模工業化生產。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1：
s1、將48.4份水放入帶攪拌器的反應釜中，控制攪拌速率為30-60轉/分；
s2、然後加入25份的改性劑，所述改性劑是由聚醯胺多胺環氧氯丙烷與碳酸鋯銨按照5：2的質量比組成的，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌15分鐘；
s3、然後依次加入15份的大豆脫脂蛋白粉，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌30分鐘，攪拌成無顆粒分散均勻的漿液；
s4、在室溫下，邊攪拌邊加入5份聚乙烯醇、0.5份脂肪醇聚氧乙烯醚、6份尿素、0.1份tp10殺菌防腐劑，攪拌分散均勻，攪拌30分鐘；
s5、進行桶分裝即為本產品。
實施例2：
s1、將72.75份水放入帶攪拌器的反應釜中，控制攪拌速率為30-60轉/分；
s2、然後加入5份的改性劑，所述改性劑是由聚醯胺多胺環氧氯丙烷與碳酸鋯銨按照5：1的質量比組成的，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌10分鐘；
s3、然後依次加入12份的大豆分離蛋白粉，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌40分鐘，攪拌成無顆粒分散均勻的漿液；
s4、在室溫下，邊攪拌邊加入10份聚乙烯醇、0.1份脂肪醇聚氧乙烯醚、0.15份硼砂殺菌防腐劑，攪拌分散均勻，攪拌30分鐘；
s5、進行桶分裝即為本產品。
實施例3：
s1、將61份水放入帶攪拌器的反應釜中，控制攪拌速率為30-60轉/分；
s2、然後加入13份的改性劑，所述改性劑是由聚醯胺聚脲樹脂與碳酸鋯銨按照5：3的質量比組成的，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌15分鐘；
s3、然後依次加入10份的豌豆蛋白粉，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌30分鐘，保持攪拌成無顆粒分散均勻的漿液；
s4、在室溫下，邊攪拌邊加入7份聚乙烯醇、2份脂肪醇聚氧乙烯醚、7份丙三醇，攪拌分散均勻，攪拌30分鐘；
s5、進行桶分裝即為本產品。
實施例4：
s1、將40份水放入帶攪拌器的反應釜中，控制攪拌速率為30-60轉/分；
s2、然後加入40份的改性劑，所述改性劑是由聚醯胺聚脲樹脂與碳酸鋯銨按照5：1的質量比組成的，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌30分鐘；
s3、然後依次加入14份的混合蛋白粉，由大豆脫脂蛋白粉與豌豆蛋白粉按照1:1質量比混合，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌20分鐘，保持攪拌成無顆粒分散均勻的漿液；
s4、在室溫下，邊攪拌邊加入3份聚乙烯醇、0.5份脂肪醇聚氧乙烯醚、2份苯甲酸鈉殺菌防腐劑、0.5份乙醇，攪拌分散均勻，攪拌30分鐘；
s5、進行桶分裝即為本產品。
實施例5：
s1、將70份水放入帶攪拌器的反應釜中，控制攪拌速率為30-60轉/分；
s2、然後加入20份的改性劑，所述改性劑是由聚醯胺聚脲樹脂與碳酸鋯銨按照5：2的質量比組成的，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌15分鐘；
s3、然後依次加入8份的豌豆分離蛋白粉，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌30分鐘，保持攪拌成無顆粒分散均勻的漿液；
s4、在室溫下，邊攪拌邊加入1份聚乙烯醇、0.5份脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5份苯甲酸鈉殺菌防腐劑，攪拌分散均勻，攪拌30分鐘；
s5、進行桶分裝即為本產品。
實施例6：
s1、將30份水放入帶攪拌器的反應釜中，控制攪拌速率為30-60轉/分；
s2、然後加入10份的聚醯胺多胺環氧氯丙烷，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌15分鐘；
s3、然後依次加入25份的大豆脫脂蛋白粉，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌30分鐘，保持攪拌成無顆粒分散均勻的漿液；
s4、在室溫下，邊攪拌邊加入10份聚乙烯醇、5份脂肪醇聚氧乙烯醚、15份氯化鈣、5份bit殺菌防腐劑，攪拌分散均勻，攪拌30分鐘；
s5、進行桶分裝即為本產品。
實施例7：
s1、將80份水放入帶攪拌器的反應釜中，控制攪拌速率為30-60轉/分；
s2、然後加入0份的耐水改性劑，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌20分鐘；
s3、然後依次加入10份的大豆脫脂蛋白粉，控制攪拌速率為30-60轉/分，攪拌30分鐘，攪拌成無顆粒分散均勻的漿液；
s4、在室溫下，邊攪拌邊加入加入1份聚乙烯醇、1份脂肪醇聚氧乙烯醚、3份防凍劑、5份bit殺菌防腐劑，攪拌分散均勻，攪拌30分鐘；
s5、進行桶分裝即為本產品。
對本發明實施例1-7製備的紙管膠進行性能測試：
1、採用實施例1-7製備的紙管膠通過生產線生產錐形管，烘乾後下線檢測，將其常溫下用水浸泡12小時，觀察是否開膠。實施例1-6均合格，實施例7不合格。由此可以看出，本發明實施例1-6的紙管膠的耐水性好，能夠達到耐水要求，而不添加改性劑的產品，達不到耐水要求。
2、檢測實施例1-6製備的紙管膠的粘接強度，檢測結果分別為1.31mpa、1.15mpa、1.24mpa、1.22mpa、1.27mpa、0.98mpa。由此可以看出，添加有復配改性劑比單一改性劑的粘接強度要更好。
將實施例1-6製備的紙管膠常溫下放置1個月，檢測是否變質.實施例3中未添加防腐劑的，室溫條件下放置3天就出現酸敗的現象，而其它實施例添加有防腐劑，放置一個月無任何變化。