竹凉席用淀粉基无醛胶粘剂生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无醛的有机胶粘剂生产方法，具体是主要用于竹凉席作胶粘剂的以玉米淀粉与糯米淀粉为基料的胶粘剂生产方法。
【背景技术】
[0002]竹凉席是竹产业中的传统产品，也是竹产业的重要分支。虽然近年来，随着竹产业的发展，新产品逐渐扩大自己的市场份额，但是作为传统加工产品的竹凉席仍占据着重要的市场份额，其产业加工水平对竹产业持续健康发展具有重要影响；同时，竹凉席产业将成为我国竹文化发展中的一个别具特色的新亮点，潜力巨大，前景广阔。目前，全国竹凉席年产量在5000万床左右，产值在100亿元左右，并且60%远销日本、越南、韩国、泰国、新加坡等国家。
[0003]然而近年来，随着人们对健康、环保意识的提高，家居产品中对甲醛问题的关注，竹凉席甲醛超标问题也逐步引起重视。尤其在2013年全国各地工商对超市竹凉席产品进行抽检中发现，近80%的产品甲醛超标，相关结果在央视曝光后，竹凉席甲醛含量问题成了竹凉席生产中的技术瓶颈。竹凉席存在的甲醛主要来源于胶粘剂、上过浆的纱布和包边用的纺织面料，但是经相关检测分析，上过浆的纱布和包边用的纺织面料甲醛含量很低，竹凉席游离甲醛90%来自于胶粘剂。因此，胶粘剂是解决竹凉席甲醛含量超标的技术突破口，竹凉席胶粘剂的选择和改良已成为竹产业势在必行、必须突破的技术瓶颈。
[0004]CN102268232A公布的“一种无醛胶粘剂及其用途”及CN1884414A公布的“人造板用无醛胶粘剂”均为双组分胶粘剂，用异氰酸酯作增强剂，成本高、操作困难。CN1313555C公告了南京林业大学的“人造板用无醛胶粘剂”，其淀粉基胶粘剂所用的防霉剂为五氯酚钠，毒性高，危害环境。为了克服现有技术的无醛胶生产中存在的上述不足，本发明在降低生产成本、提高粘结强度和保护环境方面着手，提出一种新的无醛的淀粉基胶粘剂生产方法。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种无醛的淀粉基胶粘剂生产方法。
[0006]解决该技术问题采用如下技术方案:
本无醛的淀粉基胶粘剂生产方法按如下步骤进行:
(1)玉米淀粉乳胶的制备:在反应釜中加入型号为1799的聚乙烯醇54公斤，水360公斤，升温至92-94度，保温I小时，用盐酸调pH为2.0-2.5，加入乙二醛12公斤，反应I小时，用质量溶度为30%的NaOH调pH至10-10.5，加入丙烯酸乳胶36公斤在92_94°C反应30分钟，自然降温至65°C，反应40 ±2分钟，加入水340公斤、淀粉200公斤，在50-55°C反应I小时，加入200公斤聚醋酸乙烯酯乳胶，自然反应20分钟，出料即得玉米淀粉乳胶；
(2)糯米淀粉乳液的制备:用蒸馏水配置质量比溶度为10%的氢氧化钠溶液20公斤、质量比溶度为12%的冰乙酸溶液15公斤、质量比溶度为15%的双乙酸钠溶液30公斤、质量比溶度为15%的丙酸钙溶液12公斤；将去离子水500公斤与糯米淀粉450公斤，尿素15公斤搅拌20分钟，然后升温至35-40°C，开始滴加氢氧化钠溶液40-50分钟，升温至50-55°C，反应至淀粉糊化呈胶体透明状态，开始滴加冰乙酸溶液，时间控制在15-20分钟，搅拌30分钟后，加入双乙酸钠溶液和丙酸钙溶液，再加入改性白乳胶120公斤和甘油5公斤，同时降温至30°C以下，出料即得糯米淀粉乳液；
(3)竹凉席用淀粉基无醛淀粉胶的制备:取步骤(I)与步骤(2)的最终产物各1000公斤，加入有机硅偶联剂10公斤，苯丙乳胶50公斤，在45-50°C条件下混合并搅拌30分钟，降温出料即成。
[0007]本发明的有益效果是用本法制得的胶粘剂成本低廉、储存稳定性好，耐水性高，胶接强度高，可广泛用于各种竹凉席的粘接。
【具体实施方式】
[0008]本发明以下结合实施例予以详述:
本无醛的淀粉基胶粘剂生产方法按如下步骤进行:
(1)玉米淀粉乳胶的制备:在反应釜中加入型号为1799的聚乙烯醇54公斤，水360公斤，升温至92-94度，保温I小时，用盐酸调pH为2.0-2.5，加入乙二醛12公斤，反应I小时，用质量溶度为30%的NaOH调pH至10-10.5，加入丙烯酸乳胶36公斤在92_94°C反应30分钟，自然降温至65°C，反应40 ±2分钟，加入水340公斤、淀粉200公斤，在50-55°C反应I小时，加入200公斤聚醋酸乙烯酯乳胶，自然反应20分钟，出料即得玉米淀粉乳胶；
(2)糯米淀粉乳液的制备:用蒸馏水配置质量比溶度为10%的氢氧化钠溶液20公斤、质量比溶度为12%的冰乙酸溶液15公斤、质量比溶度为15%的双乙酸钠溶液30公斤、质量比溶度为15%的丙酸钙溶液12公斤；将去离子水500公斤与糯米淀粉450公斤，尿素15公斤搅拌20分钟，然后升温至35-40°C，开始滴加氢氧化钠溶液40-50分钟，升温至50-55°C，反应至淀粉糊化呈胶体透明状态，开始滴加冰乙酸溶液，时间控制在15-20分钟，搅拌30分钟后，加入双乙酸钠溶液和丙酸钙溶液，再加入改性白乳胶120公斤和甘油5公斤，同时降温至30°C以下，出料即得糯米淀粉乳液；
(3)竹凉席用淀粉基无醛淀粉胶的制备:取步骤(I)与步骤(2)的最终产物各1000公斤，加入有机硅偶联剂10公斤，苯丙乳胶50公斤，在45-50°C条件下混合并搅拌30分钟，降温出料即成。
[0009]本方法各原料均采用单值，所示实施例即为最佳方案，若在单值基础上向上与向下扩展取一定范围的区间值，也是可行的，这是显而易见的，不再一一拓展列出。
[0010]本发明中选用的原料对胶的性能改善的有关化学机理是:
淀粉的醇羟基与具有二元或多元官能团的化学试剂形成二醚键或二酯键，使两个或两个以上的淀粉分子之间架桥在一起，呈多维空间网状结构的反应，即交联反应。淀粉交联后，平均分子量明显增加，玉米淀粉颗粒中的支链淀粉约占70%，而糯米淀粉全部是支链淀粉，可增强保持颗粒结构的氢键，紧密程度进一步加强。
[0011]利用聚乙烯醇分子结构中含有大量的仲羟基和少量的乙酰氧基，在聚乙烯醇与淀粉分子间可形成氢键，起到了聚乙烯醇与淀粉分子“接枝”的作用，这样使制得的淀粉胶粘剂具有更好的粘接性、流动性和抗凝冻性等优点；同时聚乙烯醇对残留的丙烯酸乳胶单体进行接枝聚合，降低胶体中残留单体的含量。
[0012]引进耐水性很好的氨丙基可与淀粉乳胶中的基团进行互相结合；乙氧基团克与竹材分子结构中的基团进行化学结合，通过这些化学键在分子链间的结合力，使其空间支链更加长，同时也再将接枝后的淀粉进行交联，使大分子的淀粉分子形成复杂的空间交联三维结构。胶层结构中以少量的化学键为核心，在每个化学键的周围辅以大量的氢键，从而阻止水分子的进入，共同构成改性淀粉胶粘剂耐水胶层的结构，使其耐水性显著加强。
[0013]采用本方法制得的无醛的淀粉基胶粘剂的理化性能参数为:
外观:乳白色均匀液体，
固体含量:34% — 36%，粘度(20°C) 10000 mPa.s, pH值:5.5—6.5，储存期:多30天。
[0014]产品送国家纺织服装产品质量监督检验中心(浙江)检测，结果表明，不同种类竹凉席的甲醛含量与浸渍剥离满足GB18401—2010(B类)标准要求。甲醛含量在23?61mg/kg之间，完全符合纺织品的要求。
[0015]原材料成本核算:
食用玉米淀粉乳胶:
200公斤食用玉米淀粉4元/公斤
500公斤水
36公斤丙烯酸乳胶7.8元/公斤
12公斤乙二醛6元/公斤
54公斤聚乙稀醇14元/公斤
200公斤醋酸乙烯酯乳胶4.8元/公斤
原材料成本约2800元/吨糯米淀粉乳胶:
10%的氢氧化钠溶液20公斤I元/公斤
12%的冰乙酸溶液15公斤2元/公斤
15%的双乙酸钠溶液30公斤2.5元/公斤
15%的丙酸I丐溶液12公斤3.5元/公斤
离子水500公斤
儒米淀粉450公斤6元/公斤尿素15公斤2元/公斤
改性白乳胶120公斤6元/公斤甘油5公斤8元/公斤
原材料成本约3320元/吨竹凉席用淀粉基无醛淀粉胶
食用玉米淀粉乳胶1000公斤2.8元/公斤
儒米淀粉乳液1000公斤3.32元/公斤
偶联剂10公斤100元/公斤
苯丙乳液50公斤8元/公斤
原材料成本约3650元/吨对照CN1313555C “人造板用无醛胶粘剂”成本A
醋酸乙烯酯 290公斤7元/公斤
丙烯酸环氧丙酯80公斤28元/公斤
丙烯酸丁酯 40公斤8元/公斤
OP-1O 15公斤10元/公斤
聚乙烯醇 40公斤12元/公斤去呙子水 536公斤 A的原材料成本约为5000元/吨 80% 的 A
B玉米淀粉 80公斤4元/公斤
C五氯酸钠 10公斤14元/公斤 D去离子水 80公斤
E 二乙稀三胺 30公斤28元/公斤对照组人造板用无醛胶粘剂总的原料成本约4120元/吨。
[0016]可见，无醛的淀粉基胶粘剂的原材料成本比对照无醛胶粘剂的原材料成本降低了约 10% O
【主权项】
1.一种竹凉席用淀粉基无醛胶粘剂生产方法，其特征是按如下步骤进行: (1)玉米淀粉乳胶的制备:在反应釜中加入型号为1799的聚乙烯醇54公斤，水360公斤，升温至92-94度，保温1小时，用盐酸调pH为2.0-2.5，加入乙二醛12公斤，反应1小时，用质量溶度为30%的NaOH调pH至10-10.5，加入丙烯酸乳胶36公斤在92_94°C反应30分钟，自然降温至65°C，反应40 ±2分钟，加入水340公斤、淀粉200公斤，在50-55°C反应1小时，加入200公斤聚醋酸乙烯酯乳胶，自然反应20分钟，出料即得玉米淀粉乳胶； (2)糯米淀粉乳液的制备:用蒸馏水配置质量比溶度为10%的氢氧化钠溶液20公斤、质量比溶度为12%的冰乙酸溶液15公斤、质量比溶度为15%的双乙酸钠溶液30公斤、质量比溶度为15%的丙酸钙溶液12公斤；将去离子水500公斤与糯米淀粉450公斤，尿素15公斤搅拌20分钟，然后升温至35-40°C，开始滴加氢氧化钠溶液40-50分钟，升温至50-55°C，反应至淀粉糊化呈胶体透明状态，开始滴加冰乙酸溶液，时间控制在15-20分钟，搅拌30分钟后，加入双乙酸钠溶液和丙酸钙溶液，再加入改性白乳胶120公斤和甘油5公斤，同时降温至30°C以下，出料即得糯米淀粉乳液； (3)竹凉席用淀粉基无醛淀粉胶的制备:取步骤(1)与步骤(2)的最终产物各1000公斤，加入有机硅偶联剂10公斤，苯丙乳胶50公斤，在45-50°C条件下混合并搅拌30分钟，降温出料即成。
【专利摘要】一种竹凉席用淀粉基无醛胶粘剂生产方法，以玉米淀粉乳胶、糯米淀粉乳胶为主料，再用偶联剂为交联剂、苯丙乳胶为增强剂，经玉米淀粉乳胶的制备、糯米淀粉乳胶的制备、交联剂与增强剂的接枝与交联反应三个步骤生产成本无醛胶，本无醛胶用于各种竹凉席作胶粘剂。本方法的反应条件温和，易于控制，不释放游离甲醛，储存稳定性高，耐水性强，大大提高了淀粉胶粘剂的粘接强度。
【IPC分类】C09J131/04, C09J103/04, C09J125/14, C09J129/04, C09J103/02, C09J133/00
【公开号】CN105331302
【申请号】CN201510886747
【发明人】于红卫, 方群, 刘志坤, 罗从军
【申请人】浙江农林大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月7日