一种玉米淀粉基木材胶黏剂的制备方法与流程

文档序号:13767544阅读:407来源:国知局

本发明涉及胶黏剂的制备技术领域,具体涉及一种玉米淀粉基木材胶黏剂的制备方法。



背景技术:

现有的国内木采用胶黏剂中,脲醛树脂、氨基树脂、三聚氰胺甲醛树脂和酚醛树脂胶黏剂被广泛利用,其原料低廉、面积广、质地好,但树脂中含有大量的游离甲醛,不仅对环境造成污染,还影响人体健康。随着环保法的日益严格和人们健康意识的提高,生产环保型胶黏剂,开发不含游离甲醛的胶黏剂是一种趋势。

在木材胶黏剂领域中,人们逐渐开发以天然聚合物为主要原料的胶黏剂,如植物蛋白、淀粉等。淀粉胶黏剂能大规模、高效的生产与提纯,且价格低廉,但在使用过程中,淀粉胶黏剂易沉淀、高温易发霉、粘合性能不高、耐水性差,为了提高淀粉及胶黏剂的适用性,对淀粉进行改性,制备综合性优良的淀粉基木材胶黏剂。



技术实现要素:

本发明的目的在于,针对现有技术,提供一种玉米淀粉基木材胶黏剂的制备方法。

为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种玉米淀粉基木材胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)玉米淀粉的氧化:将75~85质量份的玉米淀粉与100~150质量份的水搅拌均匀制成淀粉乳,边搅拌边加入氢氧化钠溶液,调节淀粉溶液的PH值为7.0~8.0,再加入20~25质量份的8~10%次氯酸钠溶液,用氢氧化钠溶液维持反应溶液的PH为7.0~7.5,并在30℃下反应1~6h;

(2)玉米淀粉的活化:用氢氧化钠溶液在室温下调节氧化淀粉的PH值为6.0~6.5,加入过硫酸铵溶液活化30min,再加入0.01~0.1质量份的亚硫酸氢钠活化30min;

(3)淀粉接枝:将玉米淀粉加热至50~55℃后,在1h内缓慢加入12~16质量份的丙烯酸和18~25质量份的N-羟甲基丙烯酰胺,添加完后在该温度下继续反应2h;

(4)醚化交联:将0.05~0.1质量份的十二烷基磺酸铵和1~10质量份的聚乙烯醇溶解于40~50质量份的水后,边搅拌便加至淀粉溶液中,加完后再继续搅拌20min,再加入0.5~5质量份的环氧氯丙烷、20~25质量份的无水硫酸钠和0.05~O.1质量份的氢氧化钠固体,在25℃下反应1h,用硫酸调节PH为6,即得产品。

其中,所述的步骤(1)中,搅拌的转述为250~300r/min。

其中,所述的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为2%。

其中,所述的过硫酸铵溶液的浓度为2.0~8.0×10-3mol/L,过硫酸铵溶液添加的体积分数比5~10,本发明中质量分数比以g计算,体积分数比以ml计算。

其中,所述的硫酸的浓度为2mol/L。

进一步的,本发明中的过硫酸铵为引发剂,过硫酸铵具有易控制、重现性好的优点。

进一步的,本发明中,环氧氯丙烷为交联剂,交联效果好,反应温度变化平缓,易控制,且形成的醚健稳定。

进一步的,本发明中,N-羟甲基丙烯酰胺分子具有酰胺基团,还具有与羰基共轭的双键和富有反应性的羟甲基,其可与淀粉接枝引入酰胺基团,同时丙烯酸可提供质子,可降低反应的温度,接枝效果好。

进一步的,淀粉剂中的羟基能够以氢键的形似与水结合,导致水解析了胶黏剂是对粘胶材料的吸附作用,破坏胶和强度,本发明在淀粉分子链之间均匀植入适量的结合牢固的化学键,增强了分子链间的结合力,阻止水分子的进入,防止氢键结合被破坏。

进一步的,本发明变性后的淀粉进行接枝,引入酰胺基基团,淀粉的空间直连变得更强,再将接枝后的淀粉与环氧氯丙烷进行交联反应,使淀粉大分子能够形成复杂的三围结构,可有效的防止水分子的进入,提高粘胶剂的耐水性。

本发明的有益效果是:

1、本发明采用N-羟甲基丙烯酰胺代替以往的丙烯酰胺与淀粉共聚,因N-羟甲基丙烯酰胺羰基共轭的双键和富有反应性的羟甲基,又加上丙烯酸提供质子,易于淀粉形成共聚物,淀粉接枝效果好,反应稳定。

2、由本发明制成的胶黏剂无甲醛,安全,解决普通淀粉胶黏剂耐水性差等问题,胶合性能好。

具体实施方式

下面结合具体实施例,对本发明进一步的说明。

实施例1

一种玉米淀粉基木材胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)玉米淀粉的氧化:将80质量份的玉米淀粉与120质量份的水搅拌均匀制成淀粉乳,以280r/min的转述边搅拌边加入质量分数为2%的氢氧化钠溶液,调节淀粉溶液的PH值为8.0,再加入24质量份的9%次氯酸钠溶液,用质量分数为2%的氢氧化钠溶液维持反应溶液的PH为7.0,并在30℃下反应4h;

(2)玉米淀粉的活化:用质量分数为2%的氢氧化钠溶液在室温下调节氧化淀粉的PH值为6.0,加入8体积分数的浓度为5.0×10-3mol/L过硫酸铵溶液活化30min,再加入0.05质量份的亚硫酸氢钠活化30min;

(3)淀粉接枝:将玉米淀粉加热至53℃后,在1h内缓慢加入15质量份的丙烯酸和20质量份的N-羟甲基丙烯酰胺,添加完后在该温度下继续反应2h;

(4)醚化交联:将0.09质量份的十二烷基磺酸铵和5质量份的聚乙烯醇溶解于45质量份的水后,边搅拌便加至淀粉溶液中,加完后再继续搅拌20min,再加入3质量份的环氧氯丙烷、24质量份的无水硫酸钠和0.08质量份的氢氧化钠固体,在25℃下反应1h,用浓度为2mol/L的硫酸调节PH为6,即得产品。

实施例2

(1)玉米淀粉的氧化:将75质量份的玉米淀粉与100质量份的水搅拌均匀制成淀粉乳,以250r/min的转述边搅拌边加入质量分数为2%的氢氧化钠溶液,调节淀粉溶液的PH值为7.0,再加入20质量份的8%次氯酸钠溶液,用质量分数为2%的氢氧化钠溶液维持反应溶液的PH为7.0,并在30℃下反应1h;

(2)玉米淀粉的活化:用质量分数为2%的氢氧化钠溶液在室温下调节氧化淀粉的PH值为6.0,加入5~10体积分数的浓度为2.0×10-3mol/L过硫酸铵溶液活化30min,再加入0.01质量份的亚硫酸氢钠活化30min;

(3)淀粉接枝:将玉米淀粉加热至50℃后,在1h内缓慢加入12质量份的丙烯酸和18质量份的N-羟甲基丙烯酰胺,添加完后在该温度下继续反应2h;

(4)醚化交联:将0.05质量份的十二烷基磺酸铵和1质量份的聚乙烯醇溶解于40质量份的水后,边搅拌便加至淀粉溶液中,加完后再继续搅拌20min,再加入0.5质量份的环氧氯丙烷、20质量份的无水硫酸钠和0.05质量份的氢氧化钠固体,在25℃下反应1h,用浓度为2mol/L的硫酸调节PH为6,即得产品。

实施例3

(1)玉米淀粉的氧化:将85质量份的玉米淀粉与150质量份的水搅拌均匀制成淀粉乳,以300r/min的转述边搅拌边加入质量分数为2%的氢氧化钠溶液,调节淀粉溶液的PH值为8.0,再加入25质量份的10%次氯酸钠溶液,用质量分数为2%的氢氧化钠溶液维持反应溶液的PH为7.5,并在30℃下反应6h;

(2)玉米淀粉的活化:用质量分数为2%的氢氧化钠溶液在室温下调节氧化淀粉的PH值为6.5,加入10体积分数的浓度为8.0×10-3mol/L过硫酸铵溶液活化30min,再加入0.1质量份的亚硫酸氢钠活化30min;

(3)淀粉接枝:将玉米淀粉加热至55℃后,在1h内缓慢加入16质量份的丙烯酸和25质量份的N-羟甲基丙烯酰胺,添加完后在该温度下继续反应2h;

(4)醚化交联:将0.1质量份的十二烷基磺酸铵和10质量份的聚乙烯醇溶解于50质量份的水后,边搅拌便加至淀粉溶液中,加完后再继续搅拌20min,再加入5质量份的环氧氯丙烷、25质量份的无水硫酸钠和O.1质量份的氢氧化钠固体,在25℃下反应1h,用浓度为2mol/L的硫酸调节PH为6,即得产品。

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