專利名稱：一種紙品淀粉粘合劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及淀粉質(zhì)粘合劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及紙品用膠包括瓦楞紙板生產(chǎn)線用 膠、裱紙用膠、紙箱或紙板粘合用膠的淀粉粘合劑、其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)紙類粘合用膠種類繁多，其中淀粉粘合劑環(huán)保、原料價(jià)格低、制作工藝簡(jiǎn)單， 可替代聚乙烯醇、白乳膠等一些化學(xué)用膠。但現(xiàn)有淀粉粘合劑的成分與工藝不夠合理，如其 粘合性、穩(wěn)定性、快干性、耐氺性等綜合性能有待進(jìn)一步提高和完善。目前淀粉粘合劑生產(chǎn) 過程中通常需要加入氧化劑來(lái)改性，使其具有良好的粘合性、分散性和穩(wěn)定性。2007年8月 1日公開號(hào)為101008164的中國(guó)專利，公開了一種淀粉接枝共聚物紙張涂布粘合劑，使用了 雙氧水為氧化劑。1995年4月5日公開號(hào)為1101064的中國(guó)專利公開了一種高粘性、低成 本、快干速成ZH型紙箱用淀粉粘合劑，采用高錳酸鉀和鹽酸為雙重氧化劑。但現(xiàn)有技術(shù)中 常用的氧化劑如雙氧水、漂白粉、次氯酸鈉和高錳酸鉀有一定的缺陷。其中，雙氧水很不穩(wěn) 定，易分解，不易控制；漂白粉用后會(huì)在膠黏劑中留下殘?jiān)灰壮?；次氯酸鈉不穩(wěn)定，易 分解生成有毒氣體；高錳酸鉀成本高，反應(yīng)產(chǎn)物使膠粘劑呈咖啡色，影響外觀質(zhì)量。因此，氧 化劑還需改良。另外，一些紙品對(duì)粘合劑的滲透性有較高的要求，如國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙經(jīng)過 雙面施膠工藝改進(jìn)后，現(xiàn)有淀粉粘合劑難以滲透，造成粘合不良，而現(xiàn)有技術(shù)中的淀粉粘合 劑在這方面的品質(zhì)還有提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)淀粉粘合劑中氧化劑的不足之處，提供一種綜合 性能優(yōu)良、成本低的淀粉粘合劑。在此基礎(chǔ)上，克服現(xiàn)有技術(shù)淀粉粘合劑滲透性的不足，提供一種滲透性好的淀粉 粘合劑。本發(fā)明的另一目的在于提供制備上述淀粉粘合劑的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的紙品淀粉粘合劑，以玉米淀粉或木薯淀粉為主要成分，該粘合劑的組 分及含量為玉米淀粉或木薯淀粉100份，水300-600份，作為氧化劑的過一硫酸氫鉀 0. 1-0. 3份、作為糊化劑的燒堿5-10份、作為交聯(lián)劑的環(huán)氧氯丙烷1-5份、作為安定劑的硼 酸0. 5-1. 5份，亞硫酸鈉1-3份，輕質(zhì)碳酸鈣4-8份，架橋劑2. 5-5份。該粘合劑還含有0. 5-1份作為表面活性劑的脂肪酸鈉。所述架橋劑由一些變性淀粉、填料(如高嶺土)、天然樹脂、水性粘合劑(如聚乙烯 醇)等配制而成。上述的淀粉粘合劑的制備方法，包括以下步驟a、在反應(yīng)釜中加入規(guī)定量的水，并升溫至38°C，在攪拌下加入淀粉，攪拌均勻，將 稀釋好的過一硫酸氫鉀溶液分兩次加入，間隔10分鐘，然后攪拌反應(yīng)20分鐘；
b、將燒堿按1 5稀釋后分兩次緩慢加入反應(yīng)釜中，間隔10分鐘，然后攪拌20分 鐘左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨后加入安定劑、架橋劑和輕質(zhì)碳酸鈣，攪拌 均勻；C、在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷，攪拌10分鐘后，加入脂肪酸鈉和亞硫酸鈉，攪拌均 勻即可。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明以玉米淀粉或木薯淀粉為主要原料，具有環(huán)保、原料價(jià)格低的特點(diǎn)，其中糊 化劑起預(yù)糊化及降低糊化溫度作用；交聯(lián)劑起增粘、提高初粘力作用；安定劑起穩(wěn)定粘度 作用，亞硫酸鈉起中止氧化反應(yīng)作用，輕質(zhì)碳酸鈣起增加固含量作用，降低成本，架橋劑在 粘結(jié)前起增加粘合性能作用，粘結(jié)紙品后起提高耐氺性和加速干燥的作用。本發(fā)明的發(fā)明 人經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，摸索出了上述組分及含量更加合理的配方，與常規(guī)的改性淀粉如糊化淀 粉、氧化淀粉、接枝淀粉相比，該配方的粘合劑復(fù)配性好，用途廣泛，固含量高，滲透性好，粘 度穩(wěn)定，不分層，不凝膠，干燥快，初粘力強(qiáng)，防潮性好，保存期長(zhǎng)，可廣泛用于瓦楞紙板生產(chǎn) 線、裱紙、紙箱等紙品粘合用膠。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的氧化劑進(jìn)行了改進(jìn)，氧化 劑選自過一硫酸氫(又稱單過硫酸氫鉀)，由于單過硫酸氫鉀是一種高效強(qiáng)氧化劑，可以彌 補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中常用氧化劑使用中的一些缺陷，如單過硫酸氫鉀較穩(wěn)定，不易分解，而且反應(yīng) 后不會(huì)在膠黏劑中留下殘?jiān)?，反?yīng)中無(wú)毒氣釋放，再有其使用量較現(xiàn)有技術(shù)的使用量大幅 減少，降低了粘合劑綜合成本，且其強(qiáng)氧化性能使生產(chǎn)周期縮短，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因 此本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，在能確保良好的粘合性、分散性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，克服了現(xiàn) 有技術(shù)中氧化劑的缺點(diǎn)，且降低了生產(chǎn)成本。在此基礎(chǔ)上，由于脂肪酸鈉可以降低紙張的表面張力，其作為表面活性劑可以更 好地改善粘合劑對(duì)紙張的滲透性，因此添加適量的脂肪酸鈉，提高粘合劑對(duì)紙張的滲透性， 從而滿足一些紙品對(duì)粘合劑滲透性的要求。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。以下為本發(fā)明紙品淀粉粘合劑及其制備方法的實(shí)施例。實(shí)施例1 紙板生產(chǎn)線單面機(jī)專用粘合劑。參考配方玉米淀粉100份、水600份、燒堿10份、單過硫酸氫鉀0. 1份、亞硫酸鈉 1. 2份、環(huán)氧氯丙烷5份、硼酸1. 5份、脂肪酸鈉0. 5份、輕質(zhì)碳酸鈣4份、架橋劑5份。制備方法實(shí)施例1 1、在反應(yīng)釜中加入水約550份，并升溫至38°C，在攪拌下加入淀粉100份，攪拌均 勻，用少量氺將0.1份的的單過硫酸氫鉀稀釋成溶液，分兩次加入，間隔10分鐘，然后攪拌 反應(yīng)20分鐘；2、將燒堿按1 5(重量比)稀釋后(其中氺50份，燒堿10份)。分兩次緩慢加 入反應(yīng)釜中，間隔10分鐘，然后攪拌20分鐘左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨后 加入硼酸1. 5份、架橋劑5份和輕質(zhì)碳酸鈣4份，攪拌均勻；上述過程氺的總用量為600份。3、在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷5份，攪拌10分鐘后，加入脂肪酸鈉0. 5份和亞硫酸鈉1.2份，攪拌均勻即可。實(shí)施例2 紙板生產(chǎn)線雙面機(jī)專用粘合劑參考配方玉米淀粉100份、水400份、燒堿7份、單過硫酸氫鉀0. 15份、亞硫酸鈉 1. 2份、環(huán)氧氯丙烷2. 65份、安定劑0. 75份、脂肪酸鈉0. 72份、輕質(zhì)碳酸鈣4. 5份、架橋劑 3. 3 份。制備方法實(shí)施例2 1、在反應(yīng)釜中加入水約365份，并升溫至38°C，在攪拌下加入淀粉100份，攪拌均 勻，用少量氺將0. 15份的的單過硫酸氫鉀稀釋成溶液，分兩次加入，間隔10分鐘，然后攪拌 反應(yīng)20分鐘；2、將燒堿按1 5(重量比)稀釋后(其中氺35份，燒堿7份)。分兩次緩慢加入 反應(yīng)釜中，間隔10分鐘，然后攪拌20分鐘左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨后加 入硼酸0. 75份、架橋劑3. 3份和輕質(zhì)碳酸鈣4. 5份，攪拌均勻；上述過程氺的總用量為400份。3、在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷2. 65份，攪拌10分鐘后，加入脂肪酸鈉0. 72份和亞 硫酸鈉1.2份，攪拌均勻即可。實(shí)施例3 裱紙機(jī)專用粘合劑參考配方玉米淀粉100份、水300份、燒堿5份、單過硫酸氫鉀0. 3份、亞硫酸鈉 3份、環(huán)氧氯丙烷1. 1份、安定劑0. 5份、脂肪酸鈉1份、輕質(zhì)碳酸鈣6份、架橋劑4. 3份。制備方法實(shí)施例3 1、在反應(yīng)釜中加入水約275份，并升溫至38°C，在攪拌下加入淀粉100份，攪拌均 勻，用少量氺將0. 3份的的單過硫酸氫鉀稀釋成溶液，分兩次加入，間隔10分鐘，然后攪拌 反應(yīng)20分鐘；2、將燒堿按1 5(重量比)稀釋后(其中氺25份，燒堿5份)。分兩次緩慢加入 反應(yīng)釜中，間隔10分鐘，然后攪拌20分鐘左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨后加 入硼酸0. 5份、架橋劑4. 3份和輕質(zhì)碳酸鈣6份，攪拌均勻；上述過程氺的總用量為300份。3、在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷1. 1份，攪拌10分鐘后，加入脂肪酸鈉1份和亞硫酸 鈉3份，攪拌均勻即可。實(shí)施例4 紙箱粘箱專用粘合劑參考配方木薯淀粉100份、水330份、燒堿7. 3份、單過硫酸氫鉀0. 24份、亞硫 酸鈉2. 2份、環(huán)氧氯丙烷2份、安定劑0. 6份、脂肪酸鈉0. 85份、輕質(zhì)碳酸鈣8份、架橋劑5 份。制備方法實(shí)施例4 1、在反應(yīng)釜中加入水約293. 5份，并升溫至38°C，在攪拌下加入木薯淀粉100份， 攪拌均勻，用少量氺將0.1份的的單過硫酸氫鉀稀釋成溶液，分三次加入，間隔10分鐘，然 后攪拌反應(yīng)20分鐘；2、將燒堿按1 5(重量比)稀釋后(其中氺36.5份，燒堿7.3份)。分兩次緩慢 加入反應(yīng)釜中，間隔10分鐘，然后攪拌20分鐘左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨 后加入硼酸0. 6份、架橋劑5份和輕質(zhì)碳酸鈣8份，攪拌均勻；
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上述過程氺的總用量為330份。3、在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷2份，攪拌10分鐘后，加入脂肪酸鈉0. 85份和亞硫酸 鈉2. 2份，攪拌均勻即可。實(shí)施例5 膠水機(jī)專用粘合劑參考配方木薯淀粉100份、水550份、燒堿8. 8份、單過硫酸氫鉀0. 16份、亞硫酸 鈉1份、環(huán)氧氯丙烷3. 4份、安定劑1. 3份、脂肪酸鈉0. 5份、輕質(zhì)碳酸鈣5份、架橋劑2. 5 份。制備方法實(shí)施例5 1、在反應(yīng)釜中加入水約506份，并升溫至38°C，在攪拌下加入木薯淀粉100份，攪 拌均勻，用少量氺將0. 16份的的單過硫酸氫鉀稀釋成溶液，分三次加入，間隔10分鐘，然后 攪拌反應(yīng)20分鐘；2、將燒堿按1 5(重量比)稀釋后(其中氺44份，燒堿8.8份)。分兩次緩慢加 入反應(yīng)釜中，間隔10分鐘，然后攪拌20分鐘左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨后 加入硼酸1. 3份、架橋劑2. 5份和輕質(zhì)碳酸鈣5份，攪拌均勻；上述過程氺的總用量為550份。3、在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷3. 4份，攪拌10分鐘后，加入脂肪酸鈉0. 5份和亞硫 酸鈉1份，攪拌均勻即可。上述實(shí)施例中各組分的配比均為重量份。上述實(shí)施例中的各組分均為本領(lǐng)域通用 產(chǎn)品，無(wú)特別限制，均可從市場(chǎng)上購(gòu)得。其中架橋劑來(lái)源為臺(tái)灣椿樺、阿根廷CF2、中山華生。上述實(shí)施例所得的粘合劑分散性好，不沉淀、不分層；穩(wěn)定性好，久置粘度變化小， 放置2個(gè)月粘度變化在士5s之內(nèi)(涂-4杯檢測(cè))；常溫下密閉放置3個(gè)月不變質(zhì)。成本比較使用高錳酸鉀淀粉100份，設(shè)每份為1公斤，高錳酸鉀用量2-5份，單價(jià)約20元 /公斤。即100份淀粉使用氧化劑的成本為40元-100元。使用過一硫酸氫鉀(單過硫酸氫鉀)淀粉100份，設(shè)每份為1公斤，過一硫酸氫 鉀用量0. 1-0. 3份，單價(jià)約25元/公斤，即100份淀粉使用氧化劑的成本為2. 5-7. 5元。由此得出僅氧化劑這一項(xiàng)的成本大大低于現(xiàn)有技術(shù)的成本，從而降低了粘合劑的 綜合成本。粘合強(qiáng)度的測(cè)試實(shí)施例1檢測(cè)粘合強(qiáng)度得68. 2N/10cm ；實(shí)施例2檢測(cè)粘合強(qiáng)度得79. 6N/10cm ；實(shí)施例3檢測(cè)粘合強(qiáng)度得83. 5N/10cm ；上述測(cè)試方法為GB/T 6548-1998瓦楞紙板粘合強(qiáng)度的測(cè)定方法。而GB5034-85 出口產(chǎn)品包裝用瓦楞紙板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求粘合強(qiáng)度不小于58. 8N/10cm。由此可以看出本發(fā)明 的粘合劑的粘合性好，滲透性好，使粘合強(qiáng)度這一指標(biāo)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高出16%以上。
權(quán)利要求
一種紙品淀粉粘合劑，以玉米淀粉或木薯淀粉為主要成分，該粘合劑的組分及含量為玉米淀粉或木薯淀粉100重量份，水300 600重量份，作為氧化劑的過一硫酸氫鉀0.1 0.3重量份、作為糊化劑的燒堿5 10重量份、作為交聯(lián)劑的環(huán)氧氯丙烷1 5重量份、作為安定劑的硼酸0.5 1.5重量份，亞硫酸鈉1 3重量份，輕質(zhì)碳酸鈣4 8重量份，架橋劑2.5 5重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的任一項(xiàng)紙品淀粉粘合劑，該粘合劑還含有作為表面活性劑的 脂肪酸鈉0. 5-1重量份。
3.權(quán)利要求1或2所述的任一項(xiàng)淀粉粘合劑的制備方法，包括以下步驟a、在反應(yīng)釜中加入規(guī)定量的水，并升溫至38°C，在攪拌下加入淀粉，攪拌均勻，將稀釋 好的過一硫酸氫鉀溶液分兩次或三次加入，間隔10分鐘，然后攪拌反應(yīng)20分鐘；b、將燒堿按1 5稀釋后分兩次緩慢加入反應(yīng)釜中，間隔10分鐘，然后攪拌20分鐘 左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨后加入安定劑、架橋劑和輕質(zhì)碳酸鈣，攪拌均 勻；c、在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷，攪拌10分鐘后，加入脂肪酸鈉和亞硫酸鈉，攪拌均勻即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紙品淀粉粘合劑及制備方法，組分及含量為淀粉100份，水300-600份，過一硫酸氫鉀0.1-0.3份，燒堿5-10份，環(huán)氧氯丙烷1-5份，硼酸0.5-1.5份，亞硫酸鈉1-3份，輕質(zhì)碳酸鈣4-8份，架橋劑2.5-5份。制備方法為在反應(yīng)釜中加入水，升溫至38℃，加入淀粉，攪拌，加入過一硫酸氫鉀溶液，攪拌反應(yīng)20分鐘；將燒堿稀釋后分兩次緩慢加入反應(yīng)釜中，攪拌20分鐘左右，使其成為乳白色或淡黃色透明膠體，隨后加入硼酸、架橋劑和輕質(zhì)碳酸鈣，攪拌均勻；在攪拌下加入環(huán)氧氯丙烷、脂肪酸鈉和亞硫酸鈉，攪拌均勻即可。該粘合劑具有粘度穩(wěn)定，粘合性好，綜合成本低、滲透性好等的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09J11/06GK101967355SQ20101029867
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者萬(wàn)達(dá), 李彭, 王小華, 蔣建平, 趙素芬, 陳新 申請(qǐng)人:中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院