一种天然植物环保胶水及其制备方法与流程

文档序号:12107330阅读:797来源:国知局

本发明属于环保胶水技术领域,具体来讲是一种天然植物环保胶水及其制备方法。



背景技术:

胶水是连接两种材料的中间体,多以水剂出现,属精细化工类,种类繁多,主要以粘料、物理形态、硬化方法和被粘物材质的分类方法。胶水就是能够粘接二个物体的物质,胶水不是独立存在的,它必须涂在二个物体之间才能发挥粘接作用,胶水中的化学成分,在水性环境里,胶水中的高分子体都是呈圆形粒子,一般粒子的半径是在0.5~5μm之间。物体的粘接,就是靠胶水中的高分子体间的拉力来实现的。在胶水中,水就是中高分子体的载体,水载着高分子体慢慢地浸入到物体的组织内。当胶水中的水分消失后,胶水中的高分子体就依靠相互间的拉力,将两个物体紧紧的结合在一起。在胶水的使用中,涂胶量过多就会使胶水中的高分子体相互拥挤在一起;高分子体间产生不了很好的拉力。高分子体相互拥挤,从而形成不了相互间最强的吸引力。

目前胶水的应用非常的广泛,工业、农业、制造业、建筑装修业等用量非常大,特别是建筑装修业使用的胶水多以含游离甲醛的不环保胶水居多,虽然这类胶水价格低、粘接性能好;但是甲醛是一种无色的强烈刺激性气体,已被世界卫生组织确定为致癌和致畸物质,并已列入胶水禁用物质。毋庸置疑,甲醛对人类有毒害作用,特别是胶水中如果使用了甲醛,则这类胶水在室内被使用后,甲醛释放特别缓慢,甚至长达数年后在室内环境中都可以检测出有游离甲醛的存在,给人们造成的伤害不可逆转,现在已经明确人类很多疾病都与室内存在甲醛有关。因此,新型的环保型胶水的开发及应用对环保领域来说是很大的进步,特别是以天然植物为基础采用新的制造工艺研发出的不含甲醛、安全环保,不会对人和环境造成危害的环保胶水将有很大的市场前景。



技术实现要素:

本发明解决的技术问题是提供一种天然植物环保胶水及其制备方法。

本发明的技术方案如下:

一种天然植物环保胶水及其制备方法,所述的环保胶水主要包括以下重量组份:石花胶5-10%、瓜尔胶4-6%、阿拉伯胶3-5%、丙三醇0.5-0.8%、聚乙烯醇0.5-0.8%、硬脂酸钠0.3-0.6%、蔗糖2-6%、香精0.5-0.7%、乳化剂3-5%、增稠剂2-4%、活性稀释剂5-8%、扩散剂2-4%、余量为水。

进一步的,所述的乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠其中的一种或者几种的混合,乳化剂能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液。

进一步的,所述的增稠剂为白炭黑,所述的增稠剂为纳米白炭黑,所述的纳米白炭黑的制备方法为:将四氯化硅水解物用质量浓度为50-70%的乙醇水溶液洗涤2-3次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应1-2小时,反应温度为60-70℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,能保持持久效力,它的超高表面积具有极高吸附力,易于悬浮,在水溶液中提高悬浮率,从而达到增稠的效果。

进一步的,所述的活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚,是一种弹性体,增强溶液中物质的溶解及分散,用于粘合剂的活性稀释剂增强胶体的韧性。

进一步的,所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的木质素磺酸钠是将质量浓度30-50%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度50-60℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为7-8,搅拌反应,将得到的反应液升温至60-70℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶10-12,升温至80-90℃保温反应2小时,之后再次升温至90-100℃保温反应2-3小时,然后降温至50-60℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,具有很强的分散能力,由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性,能吸附在各种固体质点的表面上,可进行金属离子交换作用,也因为其组织结构上存在各种活性基,因而广泛地用作分散剂。

一种天然植物环保胶水的制备方法为:

(1)将四氯化硅水解物用质量浓度为50-70%的乙醇水溶液洗涤2-3次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应1-2小时,反应温度为60-70℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,备用;

(2)将质量浓度30-50%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度50-60℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为7-8,搅拌反应,将得到的反应液升温至60-70℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶10-12,升温至80-90℃保温反应2小时,之后再次升温至90-100℃保温反应2-3小时,然后降温至50-60℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,备用;

(3)先将所述重量比例的活性稀释剂在总水量百分之40的水里搅拌稀释后加热至40-50℃,再将所述重量比例的石花胶、瓜尔胶、阿拉伯胶在稀释的水里浸泡12-18h,得到混合胶溶液,备用;

(4)将总水量百分之60的水加入到反应釜的搅拌器中,转速为30-60r/min,加入所述重量比例的乳化剂、聚乙烯醇、硬脂酸钠、蔗糖、香精,搅拌10-15min,加热,升高温度至40-50℃,加入混合胶溶液,加快搅拌速度至90-120r/min,搅拌15-30min后,升高温度至60-70℃,温度过高会破坏胶的粘性,加入所述重量比例的增稠剂、扩散剂,继续加快搅拌速度至150-180r/min,搅拌过程中加入稀释后的丙三醇,使各种原料混合均匀,降温至25-30℃,包装封存,即得到所述的天然植物环保胶水。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的环保胶水中添加多种天然植物提取物,石花胶具有很好的凝固性、稳定性,能与一些物质形成络合,发挥很好的粘合性,主要成分为膳食纤维和蛋白质,无毒无副作用;瓜尔胶为大分子天然亲水胶体,与水能形成高粘稠溶液;阿拉伯胶主要成分为高分子多糖类及其钙、镁和钾盐,其是一种安全无害的碳水化合物聚合体增稠剂;加入多种辅料,不含甲醛和有毒有机溶剂,不会对空气及人体造成危害,且具有粘合强度高、稳定性好、使用范围广等优点,本发明的胶水制备工艺简单、操作方便,可以在与人们生活息息相关的装修装饰、家具、建材等领域广泛使用,具有很好的经济和环保效益。

具体实施方式

实施例1:

一种天然植物环保胶水及其制备方法,所述的环保胶水主要包括以下重量组份:石花胶5%、瓜尔胶4%、阿拉伯胶3%、丙三醇0.5%、聚乙烯醇0.5%、硬脂酸钠0.3%、蔗糖2%、香精0.5%、乳化剂3%、增稠剂2%、活性稀释剂5%、扩散剂2%、余量为水。

其中,所述的乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚,乳化剂能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液。所述的增稠剂为白炭黑,所述的增稠剂为纳米白炭黑,所述的纳米白炭黑的制备方法为:将四氯化硅水解物用质量浓度为50%的乙醇水溶液洗涤2次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应1小时,反应温度为60℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,能保持持久效力,它的超高表面积具有极高吸附力,易于悬浮,在水溶液中提高悬浮率,从而达到增稠的效果。所述的活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚,是一种弹性体,增强溶液中物质的溶解及分散,用于粘合剂的活性稀释剂增强胶体的韧性。所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的木质素磺酸钠是将质量浓度30%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度50℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为7,搅拌反应,将得到的反应液升温至60℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶10,升温至80℃保温反应2小时,之后再次升温至90℃保温反应2小时,然后降温至50℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,具有很强的分散能力,由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性,能吸附在各种固体质点的表面上,可进行金属离子交换作用,也因为其组织结构上存在各种活性基,因而广泛地用作分散剂。

一种天然植物环保胶水的制备方法为:

(1)将四氯化硅水解物用质量浓度为50%的乙醇水溶液洗涤2次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应1小时,反应温度为60℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,备用;

(2)将质量浓度30%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度50℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为7,搅拌反应,将得到的反应液升温至60℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶10,升温至80℃保温反应2小时,之后再次升温至90℃保温反应2小时,然后降温至50℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,备用;

(3)先将所述重量比例的活性稀释剂在总水量百分之40的水里搅拌稀释后加热至40℃,再将所述重量比例的石花胶、瓜尔胶、阿拉伯胶在稀释的水里浸泡12h,得到混合胶溶液,备用;

(4)将总水量百分之60的水加入到反应釜的搅拌器中,转速为30r/min,加入所述重量比例的乳化剂、聚乙烯醇、硬脂酸钠、蔗糖、香精,搅拌10min,加热,升高温度至40℃,加入混合胶溶液,加快搅拌速度至90r/min,搅拌15min后,升高温度至60℃,温度过高会破坏胶的粘性,加入所述重量比例的增稠剂、扩散剂,继续加快搅拌速度至150r/min,搅拌过程中加入稀释后的丙三醇,使各种原料混合均匀,降温至25℃,包装封存,即得到所述的天然植物环保胶水。

实施例2:

一种天然植物环保胶水及其制备方法,所述的环保胶水主要包括以下重量组份:石花胶7.5%、瓜尔胶5%、阿拉伯胶4%、丙三醇0.65%、聚乙烯醇0.65%、硬脂酸钠0.45%、蔗糖4%、香精0.6%、乳化剂4%、增稠剂3%、活性稀释剂6.5%、扩散剂3%、余量为水。

其中,所述的乳化剂为辛基酚十二烷基硫酸钠,乳化剂能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液。所述的增稠剂为白炭黑,所述的增稠剂为纳米白炭黑,所述的纳米白炭黑的制备方法为:将四氯化硅水解物用质量浓度为60%的乙醇水溶液洗涤3次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应1.5小时,反应温度为65℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,能保持持久效力,它的超高表面积具有极高吸附力,易于悬浮,在水溶液中提高悬浮率,从而达到增稠的效果。所述的活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚,是一种弹性体,增强溶液中物质的溶解及分散,用于粘合剂的活性稀释剂增强胶体的韧性。所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的木质素磺酸钠是将质量浓度40%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度55℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为7.5,搅拌反应,将得到的反应液升温至65℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶11,升温至85℃保温反应2小时,之后再次升温至95℃保温反应2.5小时,然后降温至55℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,具有很强的分散能力,由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性,能吸附在各种固体质点的表面上,可进行金属离子交换作用,也因为其组织结构上存在各种活性基,因而广泛地用作分散剂。

一种天然植物环保胶水的制备方法为:

(1)将四氯化硅水解物用质量浓度为60%的乙醇水溶液洗涤3次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应1.5小时,反应温度为65℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,备用;

(2)将质量浓度40%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度55℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为7.5,搅拌反应,将得到的反应液升温至65℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶11,升温至85℃保温反应2小时,之后再次升温至95℃保温反应2.5小时,然后降温至55℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,备用;

(3)先将所述重量比例的活性稀释剂在总水量百分之40的水里搅拌稀释后加热至45℃,再将所述重量比例的石花胶、瓜尔胶、阿拉伯胶在稀释的水里浸泡15h,得到混合胶溶液,备用;

(4)将总水量百分之六十的水加入到反应釜的搅拌器中,转速为45r/min,加入所述重量比例的乳化剂、聚乙烯醇、硬脂酸钠、蔗糖、香精,搅拌12.5min,加热,升高温度至45℃,加入混合胶溶液,加快搅拌速度至105r/min,搅拌22.5min后,升高温度至65℃,温度过高会破坏胶的粘性,加入所述重量比例的增稠剂、扩散剂,继续加快搅拌速度至165r/min,搅拌过程中加入稀释后的丙三醇,使各种原料混合均匀,降温至27.5℃,包装封存,即得到所述的天然植物环保胶水。

实施例3:

一种天然植物环保胶水及其制备方法,所述的环保胶水主要包括以下重量组份:石花胶10%、瓜尔胶6%、阿拉伯胶5%、丙三醇0.8%、聚乙烯醇0.8%、硬脂酸钠0.6%、蔗糖6%、香精0.7%、乳化剂5%、增稠剂4%、活性稀释剂8%、扩散剂4%、余量为水。

其中,所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠,乳化剂能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液。所述的增稠剂为白炭黑,所述的增稠剂为纳米白炭黑,所述的纳米白炭黑的制备方法为:将四氯化硅水解物用质量浓度为70%的乙醇水溶液洗涤3次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应2小时,反应温度为70℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,能保持持久效力,它的超高表面积具有极高吸附力,易于悬浮,在水溶液中提高悬浮率,从而达到增稠的效果。所述的活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚,是一种弹性体,增强溶液中物质的溶解及分散,用于粘合剂的活性稀释剂增强胶体的韧性。所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的扩散剂为木质素磺酸钠,所述的木质素磺酸钠是将质量浓度50%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度60℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为8,搅拌反应,将得到的反应液升温至70℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶12,升温至90℃保温反应2小时,之后再次升温至100℃保温反应3小时,然后降温至60℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,具有很强的分散能力,由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性,能吸附在各种固体质点的表面上,可进行金属离子交换作用,也因为其组织结构上存在各种活性基,因而广泛地用作分散剂。

一种天然植物环保胶水的制备方法为:

(1)将四氯化硅水解物用质量浓度为70%的乙醇水溶液洗涤3次,过滤,分别得到滤渣和滤液,再将滤渣与稀盐酸混合,搅拌反应2小时,反应温度为70℃,之后过滤,得到反应后的固体物用碱性氢氧化钠水溶液洗涤至pH值为中性,再经水洗、干燥,然后使用高能球磨机制备成纳米白炭黑,备用;

(2)将质量浓度50%的氢氧化钠溶液置入循环吸收槽内,对磺化气体进行喷淋循环吸收,得到吸收液,并使吸收液的pH值<9,然后给吸收液内加入木质素和水,混合后打浆,控制温度60℃,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH值为8,搅拌反应,将得到的反应液升温至70℃,滴加甲醛溶液,所述的甲醛与所述的木质素重量之比为1∶12,升温至90℃保温反应2小时,之后再次升温至100℃保温反应3小时,然后降温至60℃,加入催化量的高锰酸钾溶液,搅拌,过滤,得木质素磺酸钠盐浆料,然后通过干燥分所得到所述的木质素磺酸钠,备用;

(3)先将所述重量比例的活性稀释剂在总水量百分之40的水里搅拌稀释后加热至50℃,再将所述重量比例的石花胶、瓜尔胶、阿拉伯胶在稀释的水里浸泡18h,得到混合胶溶液,备用;

(4)将总水量百分之六十的水加入到反应釜的搅拌器中,转速为60r/min,加入所述重量比例的乳化剂、聚乙烯醇、硬脂酸钠、蔗糖、香精,搅拌15min,加热,升高温度至50℃,加入混合胶溶液,加快搅拌速度至120r/min,搅拌30min后,升高温度至70℃,温度过高会破坏胶的粘性,加入所述重量比例的增稠剂、扩散剂,继续加快搅拌速度至180r/min,搅拌过程中加入稀释后的丙三醇,使各种原料混合均匀,降温至30℃,包装封存,即得到所述的天然植物环保胶水。

具体试验验证:

1.粘合性实验:从建材市场上购买三合板、龙骨木、PVC板,分为四组,其中三组分别用实施例1、实施例2、实施例3制备的环保胶水进行粘合,另外一组使用普通的装饰粘合胶水进行粘合,自然风干后进行粘合性实验,得到的粘合性结果对比为:实施例2>实施例1>实施例3>普通胶水,由此可以得出,本发明提供的胶水具有更好的粘合性,在不同性质的材料表面粘接牢固,不易脱落,寿命长。

2.毒性测量实验:在三个50cm*50cm*50cm金属空间内,给金属内壁上分别涂抹本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的胶水,涂抹面积为2*50cm*50cm,两对面涂抹,常温干燥后给每个金属空间内放入两只实验小鼠,体重120-150g,各项生命体征正常,分别于1日,7日,30日进行甲醛测量,并观察小鼠的生命体征表现情况。实验结束后均未发现甲醛成分,所有小鼠未出现死亡等异常病症,因此可以得出,本发明的环保胶水不含任何毒性成分,不会对人体和环境造成伤害。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

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