本发明专利技术涉及瓦楞纸板胶黏剂领域，具体涉及一种有机物/淀粉复合水性胶黏剂及其制备方法和应用。该胶黏剂是在交联后的淀粉主料中添加氧化剂、糊化剂和复合填料反应得到；其中，所述淀粉主料包括直链淀粉和支链淀粉，所述的交联后的淀粉是通过先用第一交联剂和亲水剂对直链淀粉预处理后，再与第二交联剂和支链淀粉混合后反应得到；且所述第一交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯，所述第二交联剂为三羟甲基丙烷，所述亲水剂选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；其中相对于淀粉主料原料180-220重量份，氧化剂添加量为7-10重量份。本发明专利技术可解决瓦楞纸箱生产过程中粘合不良的问题，提高瓦楞纸箱胶黏剂的耐湿性及施工性，使其达到安全环保的要求。
【技术实现步骤摘要】
一种有机物/淀粉复合水性胶黏剂及其制法和应用
本专利技术涉及瓦楞纸板胶黏剂领域，具体涉及一种环保型的有机物/淀粉复合水性胶黏剂及其制备方法和应用。
技术介绍
我国是世界上的包装大国，瓦楞纸箱在我国包装行业中占据重要地位，尤其是在进入21世纪后，我国的瓦楞包装用纸行业更是加快了发展脚步，目前已经形成了华北地区、长江三角洲、珠江三角洲三大瓦楞纸及其产品的生产基地。瓦楞包装用纸及其衍生产品之所以得到高速发展，是因为瓦楞纸行业的发展符合我国环保、可持续发展和节约型社会的需求，它具备的轻量化、高雅化、可重复性、可设计性等特点能大大满足各行各业产品的包装需求。因为上述特点，瓦楞纸更适合作为未来包装用品的发展方向，但是在其生产过程中，最关键的问题之一是瓦楞纸的粘合不良的难题。瓦楞纸箱是由箱纸板和瓦楞芯纸粘合而成的板状物。它们之间是通过特定的胶黏剂粘结的，所以，胶黏剂是瓦楞纸板生产过程中的主要辅助材料。其质量好坏直径影响了瓦楞纸箱的性能。在瓦楞纸箱生产过程中，使用的胶黏剂种类很多，主要有淀粉系列、聚乙烯醇、醋酸乙烯乳液、硅酸钠等。目前，使用最为广泛的是淀粉系列的胶黏剂。这主要是由于在制备氧化淀粉时，原淀粉中葡萄糖单元上的羟甲基被氧化成羧基，使得胶黏剂的稳定性得到明显提高；同时，氧化反应减少了淀粉分子中羟基的数量，使得分子缔合受阻，减弱了分子间氢键的结合能力。另外，反应过程中糖苷链的断裂使得大分子降解，从而降低了淀粉胶黏剂的黏度，并提高其流动性、干燥速度等性能，使之实用性增强。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：本专利技术人锐意研究后发现，传统的淀粉系列胶黏剂存在一些缺点，如制备淀粉胶黏剂过程中需要使用硼砂作为交联剂，而硼砂有毒，长期与其接触会出现神经衰弱、关节痛慢性中毒或呕吐、腹泻、红斑、循化系统障碍、休克、昏迷等急性中毒现象；制备的淀粉胶黏剂的粘度不容易控制，如制备过程中氧化过度，则胶黏剂的黏结性下降；氧化程度不够时，胶黏剂的稳定性差，流动性小，粘度大而导致难以施胶；耐湿性不佳，当气候潮湿，则存在瓦楞纸板偏软，胶黏剂的干燥速度慢、粘合不良现象增多等问题。所以，为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种制备无硼类化合物的环保、耐湿、粘度可调的有机物/淀粉复合高粘性水性胶黏剂的技术。即提供一种安全环保、耐湿性能、粘结性能好、粘度可调的有机物/淀粉复合瓦楞纸板胶黏剂，并提供该环保型复合胶黏剂的制备方法。具体来说，针对现有技术的不足，本专利技术提供了如下技术方案：一种有机物/淀粉复合水性胶黏剂，其特征在于，其通过在交联后的淀粉主料中添加氧化剂、糊化剂和复合填料反应得到；其中，所述淀粉主料包括直链淀粉和支链淀粉，所述的交联后的淀粉是通过先用第一交联剂和亲水剂对直链淀粉进行预处理后，再与第二交联剂和支链淀粉混合后反应得到；其中，所述第一交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯，所述第二交联剂为三羟甲基丙烷，所述亲水剂选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；其中相对于淀粉主料原料180-220重量份，氧化剂添加量为7-10重量份。优选的，上述水性胶黏剂中，相对于淀粉主料原料180-220重量份，交联剂总量为60-80重量份，优选为65-75重量份，亲水剂为4.8-5.6重量份，优选为5.0-5.4重量份，氧化剂为7-10重量份，优选为8-9.5重量份；其中，第一交联剂和第二交联剂的质量比为8-15∶1，优选的二者质量比为11-12∶1。优选的，上述水性胶黏剂中，糊化剂为25-35重量份，优选为28-33重量份，复合填料10-20重量份，优选为12-18重量份。优选的，上述水性胶黏剂中，所述的氧化剂包括过硫酸氢盐和或双氧水；所述糊化剂选自氢氧化钠或氢氧化钾；所述复合填料为蒙脱土。优选的，上述水性胶黏剂中，所述淀粉主料中所述直链淀粉的重量份为40-50，所述支链淀粉的重量份为140-170。优选的，上述水性胶黏剂中，当氧化剂为过硫酸氢盐和双氧水的混合物时，过硫酸氢盐为5-7.2重量份，优选为5.5-6.8重量份，双氧水为2-2.8重量份，优选为2.5-2.7重量份。优选的，上述水性胶黏剂中，还需添加助溶剂，优选为丙酮。优选的，上述水性胶黏剂中，所述胶黏剂的粘度为25070-26800mPa·S。本专利技术还提供上述有机物/淀粉复合水性胶黏剂的制备方法，包括下述步骤：(1)用第一交联剂和亲水剂对淀粉主料中的直链淀粉进行预处理；(2)在预处理后的直链淀粉中加入第二交联剂和支链淀粉进行反应；(3)加入糊化剂、氧化剂、复合填料进行反应得到有机物/淀粉复合水性胶黏剂；其中，所述第一交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯，所述第二交联剂为三羟甲基丙烷，亲水剂选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。优选的，上述有机物/淀粉复合水性胶黏剂的制备方法中，包括下述步骤：(1)直链淀粉的预处理反应阶段包括下述步骤：(i)直链淀粉与第一交联剂混合后于80-100℃发生交联反应；(ii)加入亲水剂与步骤(i)得到的反应产物于40-60℃反应；(2)正常反应阶段包括下述步骤：(i)加入第二交联剂于80-100℃反应后再加入支链淀粉于30-50℃进行反应；(ii)加入氧化剂后于50-70℃发生氧化反应；(iii)加入糊化剂进行反应；以及在直链淀粉预处理反应阶段的(i)步骤之后的任一步骤之前或之后加入蒙脱土发生复合反应得到有机物/淀粉复合水性胶黏剂。即，蒙脱土可在直链淀粉预处理反应阶段的(ii)之前或之后加入，也可以在步骤(2)中任一步骤之前或之后加入参加反应。优选的，上述制备方法中，在直链淀粉的预处理反应阶段的(i)步骤之后(ii)步骤之前添加蒙脱土与(i)所得产物发生反应。本专利技术还提供一种有机物/淀粉复合水性胶黏剂，由上述制备方法制得。本专利技术还提供上述有机物/淀粉复合水性胶黏剂在瓦楞纸板胶黏剂领域的应用。本专利技术可简化高性能淀粉胶黏剂的制备工艺，解决瓦楞纸箱生产过程中粘合不良的问题，提高瓦楞纸箱胶黏剂的耐湿性及施工性，使其达到安全环保的要求。附图说明图1为本专利技术实施例一所得有机物/淀粉复合水性胶黏剂的热重分析曲线。具体实施方式本专利技术采用二步法制备有机物/淀粉复合水性胶黏剂，采用二异氰酸酯与三羟甲基丙烷取代有毒的硼砂作为交联剂，改变传统的通过氧化糊化淀粉制备淀粉系列胶黏剂的方法，通过二异氰酸酯与水溶性淀粉分子链上的部分羟基发生反应，生成强极性的氨基甲酸酯基，增加淀粉胶黏剂的稳定性、耐低温性和粘结性能。并且使用三羟甲基丙烷与异氰酸酯基团发生反应，增大胶黏剂的交联程度，再添加氧化剂、糊化剂、复合填料、水等原料制备高性能的环保型有机物/淀粉复合胶黏剂。而且采用直链淀粉和支链淀粉两种淀粉的混合物为淀粉主料，支链淀粉因为其中含有磷酸酯，所以可以发生糊化而成为一种良好的胶黏剂；另外，直链淀粉能促进淀粉发生凝胶作用，从而增大淀粉胶黏剂的粘性。本专利中采用上述两种淀粉的混合物进行淀粉基料的制备，从而制备性能优异的淀粉系列胶黏剂。在本专利技术的一种优选的实施方式中，本专利技术提供一种有机物/淀粉复合水性胶黏剂，该胶黏剂的组分及重量份数为：直链淀粉(马铃薯淀粉)：40-50重量份，支链淀粉(玉米淀粉)：140-170重量份，氢氧化钠：25-35重量份，过硫酸氢钾：5-7.2重量份，双氧水：2-2.86重量份，异佛尔酮二异氰本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机物/淀粉复合水性胶黏剂，其特征在于，其通过在交联后的淀粉主料中添加氧化剂、糊化剂和复合填料反应得到；其中，所述淀粉主料包括直链淀粉和支链淀粉，所述的交联后的淀粉是通过先用第一交联剂和亲水剂对直链淀粉进行预处理后，再与第二交联剂和支链淀粉混合后反应得到；其中，所述第一交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯，所述第二交联剂为三羟甲基丙烷，所述亲水剂选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；其中相对于淀粉主料原料180‑220重量份，氧化剂添加量为7‑10重量份。
【技术特征摘要】
1.一种有机物/淀粉复合水性胶黏剂，其特征在于，其通过在交联后的淀粉主料中添加氧化剂、糊化剂和复合填料反应得到；其中，所述淀粉主料包括直链淀粉和支链淀粉，所述的交联后的淀粉是通过先用第一交联剂和亲水剂对直链淀粉进行预处理后，再与第二交联剂和支链淀粉混合后反应得到；其中，所述第一交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯，所述第二交联剂为三羟甲基丙烷，所述亲水剂选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；其中相对于淀粉主料原料180-220重量份，氧化剂添加量为7-10重量份。2.根据权利要求1所述的水性胶黏剂，其中，相对于淀粉主料原料180-220重量份，交联剂总量为60-80重量份，亲水剂为4.8-5.6重量份，氧化剂为7-10重量份；其中，第一交联剂和第二交联剂的质量比为8-15:1。3.根据权利要求2所述的水性胶黏剂，其中，交联剂总量为65-75重量份，亲水剂为5.0-5.4重量份，氧化剂为8-9.5重量份；其中，第一交联剂和第二交联剂的质量比为11-12:1。4.根据权利要求2或3所述的水性胶黏剂，其中，糊化剂为25-35重量份；复合填料为10-20重量份。5.根据权利要求4所述的水性胶黏剂，其中，糊化剂为28-33重量份；复合填料为12-18重量份。6.根据权利要求1所述的水性胶黏剂，其中，所述的氧化剂包括过硫酸氢盐和/或双氧水；所述糊化剂选自氢氧化钠或氢氧化钾；所述复合填料为蒙脱土。7.根据权利要求1或2所述的水性胶黏剂，其中，所述淀粉主料中所述直链淀粉的重量份为40-50，所述支链淀粉的重量份为140-170。8.根据权利要求6所述的水性胶黏剂，其中，氧化剂为过硫酸氢盐和双氧水的混合物，所述过硫酸氢盐为5-7.2重量份，所述双氧水为2-2.8重量份。9.根据权利要求8所述的水性胶黏剂，其中，所述过硫酸氢...
【专利技术属性】
技术研发人员：马羽，方长青，周星，马兆阳，夏剑平，
申请(专利权)人：江苏兴文包装有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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