一種改性聚乳酸膠粘劑及其製備方法與流程
2023-06-26 01:30:21
本發明屬於材料化學領域，涉及一種膠粘劑，具體為一種改性聚乳酸膠粘劑及其製備方法。
背景技術：
：膠粘劑是塗料配方重要組成之一，膠粘劑的選擇直接影響顏料粒子之間以及顏料與原紙之間的結合強度，同時對塗料流變性能以及塗布紙性能產生重大影響。常用塗布膠粘劑可分為天然膠粘劑如澱粉、乾酪素和合成膠粘劑如丁苯膠乳、聚乙烯醇等。澱粉作為膠粘劑對紙張塗布做出巨大貢獻，但因其粘度高，流動性差，塑性低，穩定性差等缺點，已不適應當今塗布工業向更高塗料固含量發展的需求，而逐漸被合成膠粘劑取代。合成膠粘劑與天然膠粘劑相比具有熱塑性好、塗層強度大等優點，在造紙工業得到廣泛的應用。但是隨著石油價格的不斷上漲，以及人們對環保問題的日益關注，澱粉作為一種來源廣泛，價格低廉，天然可降解的材料日益重新得到人們的關注和研究。聚乳酸是以乳酸為原料製備的高分子聚合物，具有良好的力學性能及物理性能，適宜於吹塑、熱成型等加工方法，且其具有良好的生物相容性和生物降解性。將澱粉與聚乳酸共混，可以改善澱粉塑性較低、成膜性較差等缺點，同時共混物可完全生物降解。但是，聚乳酸和澱粉是熱力學不相容的，導致界面間的斷裂強度很低，對共混材料的性能等有重要影響。技術實現要素：本發明的目的是：為了克服現有技術的缺陷，獲得一種相容性好，斷裂強度高的共混膠粘劑，本發明提供了一種改性聚乳酸膠粘劑及其製備方法。技術方案：一種改性聚乳酸膠粘劑，按重量份計，所述膠黏劑包含以下組分：澱粉13～26份、馬來酸酐8～20份、聚乙二醇3～15份、納米碳酸鈣8～19份、氫氧化鈉3～11份、羥甲基纖維素8～19份、分散劑1～5份、消泡劑3～8份、l-丙交酯單體8～16份、聚乳酸22～45份。優選的，按重量份計，所述膠黏劑包含以下組分：澱粉22份、馬來酸酐15份、聚乙二醇12份、納米碳酸鈣15份、氫氧化鈉8份、羥甲基纖維素14份、分散劑3份、消泡劑6份、l-丙交酯單體13份、聚乳酸40份。所述的一種改性聚乳酸膠粘劑的製備方法，包含以下步驟：(1)將澱粉溶解在甲苯中，升溫至35～55℃，邊攪拌邊加入馬來酸酐，混合均勻後70～80℃恆溫水浴，靜置30～50分鐘；(2)將步驟(1)的處理後的產物置於烘箱中烘乾，並研磨成粉，然後置於真空乾燥箱內乾燥1～3小時，其中真空度為-0.2pa～-0.1pa，溫度為70～85℃；(3)在無水、真空狀態下，將羥甲基纖維素、聚乳酸與l-丙交酯單體按質量比8～11:3～5混合，溶劑為甲苯，在45～55℃條件下反應1～3小時；然後充入氮氣，升溫至130℃後，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應20～50分鐘後室溫下冷卻；(4)將步驟(2)和步驟(3)獲得的產物與聚乙二醇、納米碳酸鈣、氫氧化鈉混合，加入分散劑和消泡劑，在85～100℃條件下反應2～4小時，製得。優選的，步驟(1)中將澱粉溶解在甲苯中，升溫至48℃，邊攪拌邊加入馬來酸酐，混合均勻後75℃恆溫水浴，靜置42分鐘。優選的，步驟(2)中將步驟(1)的處理後的產物置於烘箱中烘乾，並研磨成粉，然後置於真空乾燥箱內乾燥2小時，其中真空度為-0.2papa，溫度為82℃。優選的，步驟(3)中在無水、真空狀態下，將羥甲基纖維素、聚乳酸與l-丙交酯單體按質量比9:4混合，溶劑為甲苯，在52℃條件下反應2小時；然後充入氮氣，升溫至130℃後，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應42分鐘後室溫下冷卻。優選的，步驟(4)中將步驟(2)和步驟(3)獲得的產物與聚乙二醇、納米碳酸鈣、氫氧化鈉混合，加入分散劑和消泡劑，在92℃條件下反應3小時，製得。有益效果：(1)本發明所述改性聚乳酸膠粘劑中的澱粉與聚乳酸熱力學相容性好，從而界面間的斷裂強度較高；(2)本發明所述膠粘劑可塑性強，具有良好的力學性能及物理性能。具體實施方式實施例1一種改性聚乳酸膠粘劑，按重量份計，所述膠黏劑包含以下組分：澱粉13份、馬來酸酐8份、聚乙二醇3份、納米碳酸鈣8份、氫氧化鈉3份、羥甲基纖維素8份、分散劑1份、消泡劑3份、l-丙交酯單體8份、聚乳酸22份。所述的一種改性聚乳酸膠粘劑的製備方法，包含以下步驟：(1)將澱粉溶解在甲苯中，升溫至35℃，邊攪拌邊加入馬來酸酐，混合均勻後70℃恆溫水浴，靜置30分鐘；(2)將步驟(1)的處理後的產物置於烘箱中烘乾，並研磨成粉，然後置於真空乾燥箱內乾燥1小時，其中真空度為-0.2pa，溫度為70℃；(3)在無水、真空狀態下，將羥甲基纖維素、聚乳酸與l-丙交酯單體按質量比8:3混合，溶劑為甲苯，在45℃條件下反應1小時；然後充入氮氣，升溫至130℃後，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應20分鐘後室溫下冷卻；(4)將步驟(2)和步驟(3)獲得的產物與聚乙二醇、納米碳酸鈣、氫氧化鈉混合，加入分散劑和消泡劑，在85℃條件下反應2小時，製得。實施例2一種改性聚乳酸膠粘劑，按重量份計，所述膠黏劑包含以下組分：澱粉22份、馬來酸酐15份、聚乙二醇12份、納米碳酸鈣15份、氫氧化鈉8份、羥甲基纖維素14份、分散劑3份、消泡劑6份、l-丙交酯單體13份、聚乳酸40份。所述的一種改性聚乳酸膠粘劑的製備方法，包含以下步驟：(1)將澱粉溶解在甲苯中，升溫至48℃，邊攪拌邊加入馬來酸酐，混合均勻後75℃恆溫水浴，靜置42分鐘；(2)將步驟(1)的處理後的產物置於烘箱中烘乾，並研磨成粉，然後置於真空乾燥箱內乾燥2小時，其中真空度為-0.2papa，溫度為82℃；(3)在無水、真空狀態下，將羥甲基纖維素、聚乳酸與l-丙交酯單體按質量比9:4混合，溶劑為甲苯，在52℃條件下反應2小時；然後充入氮氣，升溫至130℃後，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應42分鐘後室溫下冷卻；(4)將步驟(2)和步驟(3)獲得的產物與聚乙二醇、納米碳酸鈣、氫氧化鈉混合，加入分散劑和消泡劑，在92℃條件下反應3小時，製得。實施例3一種改性聚乳酸膠粘劑，按重量份計，所述膠黏劑包含以下組分：澱粉26份、馬來酸酐20份、聚乙二醇15份、納米碳酸鈣19份、氫氧化鈉11份、羥甲基纖維素19份、分散劑5份、消泡劑8份、l-丙交酯單體16份、聚乳酸45份。所述的一種改性聚乳酸膠粘劑的製備方法，包含以下步驟：(1)將澱粉溶解在甲苯中，升溫至55℃，邊攪拌邊加入馬來酸酐，混合均勻後80℃恆溫水浴，靜置50分鐘；(2)將步驟(1)的處理後的產物置於烘箱中烘乾，並研磨成粉，然後置於真空乾燥箱內乾燥3小時，其中真空度為-0.1pa，溫度為85℃；(3)在無水、真空狀態下，將羥甲基纖維素、聚乳酸與l-丙交酯單體按質量比11:5混合，溶劑為甲苯，在55℃條件下反應3小時；然後充入氮氣，升溫至130℃後，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應50分鐘後室溫下冷卻；(4)將步驟(2)和步驟(3)獲得的產物與聚乙二醇、納米碳酸鈣、氫氧化鈉混合，加入分散劑和消泡劑，在100℃條件下反應4小時，製得。對實施例1～3製備獲得的改性聚乳酸膠粘劑進行檢測，結果如下表所示：實施例1實施例2實施例3粘度/cp558055205536紙張白度/％98.2299.3699.12當前第1頁12