本發(fā)明涉及膠黏劑技術(shù)領域，尤其是涉及一種以玉米淀粉為主要原料制得的用于瓦楞紙板的低溫快干型膠黏劑。
背景技術(shù)：
瓦楞紙板和瓦楞紙箱在包裝領域以它生產(chǎn)原料來源廣泛、對產(chǎn)品的保護性能好、綠色無污染等優(yōu)點一直在商品的流通過程中起著重要作用，淀粉膠黏劑作為瓦楞紙箱的主要輔助原料之一，也得到了高速的發(fā)展與應用。淀粉及其衍生物具有良好的粘結(jié)性與成膜性，是優(yōu)良的天然膠黏劑，因其來源廣泛、價格低廉、無毒無味、對環(huán)境友好，作為一種綠色環(huán)保型產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景，諸多優(yōu)點使其成為最具有開發(fā)潛力的膠黏劑。
現(xiàn)今研究出的適用于瓦楞紙板生產(chǎn)線用的淀粉粘膠劑，在瓦楞紙板的生產(chǎn)過程中，為了使瓦紙和面紙充分貼合，不僅施膠溫度為一般57℃～65℃才能達到淀粉膠黏劑的糊化點，極大增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且生產(chǎn)出的膠黏劑在使用過程中也存在流動性差，穩(wěn)定性差，干燥速度慢等問題，從而影響其在瓦楞紙板生產(chǎn)過程中的應用。
近年來，各類瓦楞紙板膠黏劑的使用量逐年劇增，為提高經(jīng)濟效益，低溫快干型膠黏劑的研發(fā)越來越必要，不僅能夠減少能源消耗，保護自然生態(tài)環(huán)境，還能提高生產(chǎn)線的運行速度，提高生產(chǎn)率。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種用于瓦楞紙板生產(chǎn)線低溫快干型淀粉膠黏劑及其制備方法。本發(fā)明可有效解決高強施膠瓦楞紙粘合不良、耐水性差、穩(wěn)定性低、干燥速度慢問題，同時本發(fā)明黏膠劑的各項性能指標優(yōu)異，可減少熱能消耗，低碳環(huán)保，降低產(chǎn)業(yè)綜合成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種用于瓦楞紙板生產(chǎn)線低溫快干型淀粉膠黏劑，所述膠黏劑所含原料及各原料的質(zhì)量份數(shù)為：
所述膠黏劑所含原料及各原料的質(zhì)量份數(shù)為：玉米淀粉100份，水400份，次溴酸鈉3.5份，海藻酸鈉凝膠7份，硫酸鎳溶液0.4份，氫氧化鈉溶液8份，磷酸三丁酯1.2份，催干劑4份。
所述催干劑為硅酸鋁、硅藻土和丙烯酸羥乙酯三者的混合物，其中硅酸鋁、硅藻土和丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量比為2～2.5:1～1.5:3～3.5。
一種所述低溫快干型淀粉膠黏劑的制備方法，包括如下步驟：
(1)室溫下，將100份玉米淀粉倒入反應釜中，加入400份水進行攪拌，直至形成質(zhì)地均勻的淀粉乳液；
(2)調(diào)節(jié)反應釜所在裝置的溫度為65℃～70℃，向反應釜中加入3～4份氫氧化鈉溶液，使淀粉乳液的ph為10～11；
(3)保持反應釜溫度為65℃～70℃，向反應釜中加入0.3～0.5份硫酸鎳溶液，待充分反應10min后，繼續(xù)向反應釜中加入3～3.5份次溴酸鈉，充分反應1h；
(4)調(diào)節(jié)反應釜的溫度，使溫度達到50℃～55℃，再向反應釜中加入剩余3～4份的氫氧化鈉溶液，攪拌反應40min，使淀粉充分糊化；
(5)繼續(xù)調(diào)節(jié)反應釜的溫度為40℃～45℃，向反應釜中加入6～8份海藻酸鈉凝膠，繼續(xù)攪拌30min至淀粉呈透明膠液狀，且粘度為20～35s；
(6)再向反應釜中加入3～5份催干劑，攪拌30min后再加入1.1～1.3份磷酸三丁脂，攪拌反應10min，至反應體系變?yōu)榘导t色半透明膠狀，體系將至室溫，制得所述低溫快干型淀粉膠黏劑。
所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為12％；所述硫酸鎳溶液的質(zhì)量濃度為10％。
本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：
(1)本發(fā)明所用玉米淀粉具有成本低、安全無污染、顆粒較小，與其它淀粉相比，淀粉顆粒結(jié)構(gòu)緊密，溶脹勢低，而且玉米淀粉糊具有較好的抗剪切性，熱穩(wěn)定性。次溴酸鈉作為常用的工業(yè)氧化劑，目前在淀粉膠黏劑中未有涉及，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在一定的溫度下，通過加入氧化劑次溴酸鈉,在弱堿性條件下,氧化速度快，增強與紙纖維的粘合力的同時保持粘度的穩(wěn)定性。
(2)加入海藻酸鈉凝膠可以提高分子鏈的交聯(lián)度和耐水性，海藻酸鈉膠體與淀粉糊化過程中滲漏的淀粉可溶性組分間存在著相互作用，兩者間可形成氫鍵，從而提高淀粉與親水性膠體混合體系的黏度，從而使其與玉米淀粉混合體系的峰值黏度增加，崩解值及終值黏度都顯著增加。
(3)本發(fā)明采用naoh溶液作為糊化劑，能夠破壞淀粉分子間相互形成的氫鍵，因而水分子更容易浸入淀粉內(nèi)部，使其更容易發(fā)生溶脹和糊化過程；采用硼砂溶液作為交聯(lián)劑改變淀粉直鏈結(jié)構(gòu)及支鏈結(jié)構(gòu)，能提高粘接力，同時與海藻酸鈉膠體協(xié)同作用，延長了淀粉膠黏劑的保存時間。
(4)本發(fā)明所用催干劑為硅酸鋁、硅藻土與丙烯酸羥乙酯三者的混合物，其中硅酸鋁、硅藻土、丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量比為2～2.5:1～1.5:3～3.5，丙烯酸羥乙酯含有羥基，羥基能參與淀粉膠黏劑的糊化反應中所產(chǎn)生的氫鍵結(jié)合，從而加速反應的進行，按照上述比例混合，硅酸鋁、硅藻土尺寸穩(wěn)定作為添加劑，混合均勻性好，糊化的淀粉膠黏劑分子不能再占據(jù)原來的全部空間，使得相連的鏈段固定化，能使所制得的膠黏劑性質(zhì)穩(wěn)定，因為加快了反應速度，也使其達到了快干的效果；固化后不僅彈性好，且柔韌性能優(yōu)異，耐腐蝕與耐老化性能好。
(5)本發(fā)明制備工藝簡單，膠黏劑粘結(jié)強度高、滲透性好，特別適用于瓦楞紙板，能夠顯著增加瓦楞紙板的強度，同時膠黏劑的含水量較低，無需增加相應的烘干機構(gòu)，在膠黏劑與空氣自然接觸的過程中即可與瓦楞紙板很好的粘合，本發(fā)明的膠黏劑的制備方法能夠減少能耗，節(jié)約資源，可廣泛的應用于瓦楞紙板領域。本發(fā)明的制備方法所制得的膠黏劑能夠有效解決目前制膠技術(shù)對高等瓦楞紙板的粘合強度不高、粘結(jié)時間長、不能保障紙箱的原有品質(zhì)等問題，降低了成本。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行具體描述。
實施例1
一種用于瓦楞紙板生產(chǎn)線低溫快干型淀粉膠黏劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：玉米淀粉100份，水400份，次溴酸鈉3.5份，海藻酸鈉凝膠7份，硫酸鎳溶液(質(zhì)量濃度為10％)0.4份，氫氧化鈉溶液(質(zhì)量濃度為12％)8份，磷酸三丁酯1.2份，催干劑4份，其中催干劑為硅酸鋁、硅藻土和丙烯酸羥乙酯的混合物(質(zhì)量比為2:1:3)；
所述膠黏劑的制備方法包括如下步驟：
(1)室溫下，將100份玉米淀粉倒入反應釜中，加入400份水進行攪拌，直至形成質(zhì)地均勻的淀粉乳液；
(2)調(diào)節(jié)反應釜所在裝置的溫度為65℃，向反應釜中加入4份氫氧化鈉溶液，使淀粉乳液的ph為10；
(3)保持反應釜溫度為65℃，向反應釜中加入0.4份硫酸鎳溶液，待充分反應10min后，繼續(xù)向反應釜中加入3.5份次溴酸鈉，充分反應1h；
(4)調(diào)節(jié)反應釜的溫度，使溫度達到50℃，再向反應釜中加入剩余4份的氫氧化鈉溶液，攪拌反應40min，使淀粉充分糊化；
(5)繼續(xù)調(diào)節(jié)反應釜的溫度為40℃，向反應釜中加入7份海藻酸鈉凝膠，繼續(xù)攪拌30min至淀粉呈透明膠液狀，且粘度為28s；
(6)再向反應釜中加入4份催干劑，攪拌30min后再加入1.2份磷酸三丁脂，攪拌反應10min，至反應體系變?yōu)榘导t色半透明膠狀，體系將至室溫，制得所述低溫快干型淀粉膠黏劑。膠黏劑性能測試如表1所示。
實施例2
一種用于瓦楞紙板生產(chǎn)線低溫快干型淀粉膠黏劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：玉米淀粉100份，水400份，次溴酸鈉3份，海藻酸鈉凝膠8份，硫酸鎳溶液(質(zhì)量濃度為10％)0.5份，氫氧化鈉溶液(質(zhì)量濃度為12％)8份，磷酸三丁酯1.3份，催干劑5份，其中催干劑為硅酸鋁、硅藻土和丙烯酸羥乙酯的混合物(質(zhì)量比為2:1.5:3)；
所述膠黏劑的制備方法包括如下步驟：
(1)室溫下，將100份玉米淀粉倒入反應釜中，加入400份水進行攪拌，直至形成質(zhì)地均勻的淀粉乳液；
(2)調(diào)節(jié)反應釜所在裝置的溫度為65℃，向反應釜中加入4份氫氧化鈉溶液，使淀粉乳液的ph為10；
(3)保持反應釜溫度為65℃，向反應釜中加入0.5份硫酸鎳溶液，待充分反應10min后，繼續(xù)向反應釜中加入3份次溴酸鈉，充分反應1h；
(4)調(diào)節(jié)反應釜的溫度，使溫度達到50℃，再向反應釜中加入剩余4份的氫氧化鈉溶液，攪拌反應40min，使淀粉充分糊化；
(5)繼續(xù)調(diào)節(jié)反應釜的溫度為40℃，向反應釜中加入8份海藻酸鈉凝膠，繼續(xù)攪拌30min至淀粉呈透明膠液狀，且粘度為28s；
(6)再向反應釜中加入5份催干劑，攪拌30min后再加入1.3份磷酸三丁脂，攪拌反應10min，至反應體系變?yōu)榘导t色半透明膠狀，體系將至室溫，制得所述低溫快干型淀粉膠黏劑。膠黏劑性能測試如表1所示。
實施例3
一種用于瓦楞紙板生產(chǎn)線低溫快干型淀粉膠黏劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：玉米淀粉100份，水400份，次溴酸鈉3.5份，海藻酸鈉凝膠7份，硫酸鎳溶液(質(zhì)量濃度為10％)0.5份，氫氧化鈉溶液(質(zhì)量濃度為12％)6份，磷酸三丁酯1.3份，催干劑3份，其中催干劑為硅酸鋁、硅藻土和丙烯酸羥乙酯的混合物(質(zhì)量比為2.5:1.5:3)；
所述膠黏劑的制備方法包括如下步驟：
(1)室溫下，將100份玉米淀粉倒入反應釜中，加入400份水進行攪拌，直至形成質(zhì)地均勻的淀粉乳液；
(2)調(diào)節(jié)反應釜所在裝置的溫度為70℃，向反應釜中加入3份氫氧化鈉溶液，使淀粉乳液的ph為10；
(3)保持反應釜溫度為70℃，向反應釜中加入0.5份硫酸鎳溶液，待充分反應10min后，繼續(xù)向反應釜中加入3.5份次溴酸鈉，充分反應1h；
(4)調(diào)節(jié)反應釜的溫度，使溫度達到55℃，再向反應釜中加入剩余3份的氫氧化鈉溶液，攪拌反應40min，使淀粉充分糊化；
(5)繼續(xù)調(diào)節(jié)反應釜的溫度為45℃，向反應釜中加入8份海藻酸鈉凝膠，繼續(xù)攪拌30min至淀粉呈透明膠液狀，且粘度為25s；
(6)再向反應釜中加入3份催干劑，攪拌30min后再加入1.3份磷酸三丁脂，攪拌反應10min，至反應體系變?yōu)榘导t色半透明膠狀，體系將至室溫，制得所述低溫快干型淀粉膠黏劑。膠黏劑性能測試如表1所示。
測試例：
切取尺寸為100mm*100mm兩層瓦楞紙板，通過涂膠裝置將膠液均勻地涂在楞峰上，然后在160℃和0.4mpa壓力下與面紙貼合，將黏合后的紙板置于室溫下自然干燥，然后將其裁剪成50mm*25mm驗樣品，分散放置在恒溫恒濕的室內(nèi)24h即得瓦楞紙板測試樣品。
表1
注：(1)固化時間的測定：稱取0.5g-2g的膠黏劑試樣，并放在加熱板上，加熱板的溫度恒溫120℃并用玻璃棒不斷攪拌，膠黏劑變?yōu)椴蝗艿臓顟B(tài)所需的時間(三次取平均值)。
(2)膠黏劑黏度測定，涂-4計和秒表進行檢測，最佳上機粘度30-40s；
(3)黏合強度的測定按照gb/t6548-1998《瓦楞紙板粘合強度測定法》。
由表1數(shù)據(jù)可以看出本發(fā)明膠黏劑比現(xiàn)有市售產(chǎn)品的固化時間明顯縮短，同時對瓦楞紙的黏合強度較好，具有很好的市場應用價值。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，本領域的技術(shù)人員應當理解，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)域，均在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。