一种环保抗菌胶水的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保抗菌胶水，由以下成分制成，改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、壳聚糖、纳米氧化铝、汉麻纤维、羧甲基纤维素、高活性氧化锌、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸丁酯、增粘剂、硼砂、茶树油；本发明通过改进生产工艺与配方，制备的胶水，绿色环保，耐水性和耐热性非常好，胶合强度高，固化过程中，不会产生分层，固化速度快，并且固化放热量低，收缩率小，耐候性、耐介质性得到进一步加强，不易龟裂脱胶；通过对汉麻纤维与纳米氧化铝经过共混处理，能够提高胶水的抗菌性和粘接强度，经过大量实验证明，本发明胶水对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的生长有着良好的抑制作用，抑菌率均可达92％以上。
【专利说明】
一种环保抗菌胶水
技术领域
[0001 ]本发明涉及胶黏剂领域，特别是涉及一种环保抗菌胶水。
【背景技术】
[0002] 胶黏剂的种类很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等;按 应用对象分为结构型、非构型或特种胶;接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固 态型等。随着生活水平的提高，消费者的质量意识和环保意识日渐加强，人体对胶粘剂的 环保、低毒提出了新的要求，生产低毒、无污染的环保胶黏剂成为发展趋势。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种环保抗菌胶水。
[0004] 本发明通过以下技术方案实现： 一种环保抗菌胶水，按重量份计由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改性聚乙烯醇88、 壳聚糖7、纳米氧化铝0.8、汉麻纤维0.5、羧甲基纤维素4、高活性氧化锌0.9、聚丙烯酸钠 0.6、聚丙烯酸丁酯1、增粘剂0.8、硼砂0.2、茶树油0.05; 所述改性橡子淀粉的制备方法为： ① 将橡子淀粉与三聚磷酸钠按60:1的质量比例均匀混合到一起，添加混合物质量2倍 的水，先加热至57°C，保温20分钟后，将温度快速降低至-4°C，保温10分钟，再自然恢复至室 温，静置1小时后，过滤、干燥； ② 将①中所得混合物添加到质量浓度为0.68的马来酸溶液中，加热至57°C，以280r/ min速度搅拌1小时后，停止搅拌，自然冷却至室温，再以560r/min速度搅拌20分钟，静置30 分钟后，过滤，干燥，即可； 所述改性聚乙烯醇按重量份计由以下成分制成:聚乙烯醇100、二苯基甲烷二异氰酸酯 4、异佛尔酮二异氰酸酯3、硼酸锌1、环氧树脂10、松脂1、碳酸乙烯酯1、去离子水40;所述改 性聚乙烯醇的制备方法为： ① 将去离子水加热至沸腾，然后依次添加硼酸锌、环氧树脂、松脂，以65r/min速度搅拌 10分钟； ② 向①中依次添加聚乙烯醇、碳酸乙烯酯，将温度调节到72°C，以120r/min速度搅拌10 分钟； ③ 向②中依次添加二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯，将温度调节到28°C， 在1 · 367MPa压力下，以180r/min速度搅拌1小时后，自然冷却至室温，即可； 所述汉麻纤维与纳米氧化铝经过共混处理:将汉麻纤维与纳米氧化铝混合均匀后，添 加到质量浓度为3.52%的硬脂酸溶液中，加热至38°(：，以10(^/1^11速度搅拌15分钟后，将温 度调节至68°C，以120r/min速度搅拌15分钟后，自然冷却至室温，以90r/min速度室温搅拌 30分钟后，过滤，干燥，即可； 所述增粘剂按质量百分比计由以下成分制成:羧甲基纤维素钠45%、醋酸乙烯12%、氯化 钠10%、碳酸钠33%。
[0005] -种环保抗菌胶水的制备方法，其由以下制作步骤制成： 1) 将改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、壳聚糖添加到反应釜中加热至52°C，添加纳米氧化 铝和汉麻纤维混合物、茶树油，进行搅拌20分钟，搅拌速度为120r/min，然后静置10分钟； 2) 将温度调节到74°C时，加入羧甲基纤维素、高活性氧化锌、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸丁 酯，以150r/min速度搅拌20分钟，然后静置10分钟； 3) 向反应釜中添加增粘剂、硼砂，将温度调节到32°C，并进行搅拌，搅拌速度为180r/ min，持续1小时，然后自然冷却至室温，静置2小时，即可。
[0006] 本发明通过大量实验研究，通过对橡子淀粉进行改性处理，从而提高了其耐水性 和粘接性能，协同本发明经过改性的聚乙烯醇的作用，使得制成的胶水的储藏稳定性、耐水 性和粘接强度都有极大的提高，尤其是粘接强度，相对于普通聚乙烯醇胶水的粘接强度，提 高了 56%，耐热温度提高了 18 °C。
[0007] 本发明制备的增粘剂均质性非常好，耐热稳定性和贮存寿命长，用量低，增粘效果 突出，从而降低了大量的相关成本，不会因为环境温度的降低或升高出现不稳定的现象。
[0008] 普通聚乙烯醇胶水由于其耐水性差、粘接强度不高的原因限制了其使用范围，本 发明经过大量的实验研究，通过将大量的材料与聚乙烯醇进行协同改性，研究其对聚乙烯 醇胶水性能的影响，从而总结出一种极佳的聚乙烯醇改性方法突破传统胶水剪切强度与剥 离强度的矛盾，使两者同时达到较高的强度，在粘接中体现出优异的性能，粘接牢固且不易 产生形变，极大的提高聚乙烯醇胶水的耐水性和粘接强度，固化速度相对于普通聚乙烯醇 胶水提高了 2.7倍，极大的提高其应用范围；通过配合添加羧甲基纤维素、增粘剂、硼砂、茶 树油协同作用，使得制备的胶水固化过程中，不会产生分层，进一步提高胶水的固化速度， 并且固化放热量低，收缩率小，通过高活性氧化锌、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸丁酯的协同作用， 使得本发明胶水的耐候性、耐水性、粘结性和耐介质性得到进一步加强，不易龟裂脱胶;经 过本发明各材料协同作用制备的胶水对海绵与胶皮也有很好的粘结效果，粘成的乒乓球拍 还拥有非常好的弹性，解决了传统聚乙烯醇胶水无法解决的问题。
[0009] 通过对汉麻纤维与纳米氧化铝经过共混处理，能够提高胶水的抗菌性和粘接强 度，经过大量实验证明，本发明胶水对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的生长有着良好的 抑制作用，抑菌率均可达92%以上，但是汉麻纤维的添加过多的话，就会反而降低胶水的粘 接强度，通过大量实验研究，本发明找到汉麻纤维与纳米氧化铝的最佳添加量，从而使得胶 水不仅具有高抗菌性，还能一定程度上增强粘接强度。
[0010] 本发明的有益效果是，与现有技术相比： 本发明通过改进生产工艺与配方，经过处理后各材料的相容性高，制备的胶水，绿色环 保，综合性能优异，耐水性和耐热性方面极佳，胶合强度高，固化过程中，不会产生分层，固 化速度快，并且固化放热量低，收缩率小，耐候性、耐介质性得到进一步加强，不易龟裂脱 胶，通过对汉麻纤维与纳米氧化铝经过共混处理，能够提高胶水的抗菌性和粘接强度，经过 大量实验证明，本发明胶水对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的生长有着良好的抑制作 用，抑菌率均可达92%以上;经过本发明各材料协同作用制备的胶水对海绵与胶皮也有很 好的粘结效果，粘成的乒乓球拍还拥有非常好的弹性，解决了传统聚乙烯醇胶水无法解决 的问题。
【具体实施方式】
[0011] -种环保抗菌胶水，按重量份计由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改性聚乙烯醇 88、壳聚糖7、纳米氧化铝0.8、汉麻纤维0.5、羧甲基纤维素4、高活性氧化锌0.9、聚丙烯酸钠 0.6、聚丙烯酸丁酯1、增粘剂0.8、硼砂0.2、茶树油0.05; 所述改性橡子淀粉的制备方法为： ① 将橡子淀粉与三聚磷酸钠按60:1的质量比例均匀混合到一起，添加混合物质量2倍 的水，先加热至57°C，保温20分钟后，将温度快速降低至-4°C，保温10分钟，再自然恢复至室 温，静置1小时后，过滤、干燥； ② 将①中所得混合物添加到质量浓度为0.68的马来酸溶液中，加热至57°C，以280r/ min速度搅拌1小时后，停止搅拌，自然冷却至室温，再以560r/min速度搅拌20分钟，静置30 分钟后，过滤，干燥，即可； 所述改性聚乙烯醇按重量份计由以下成分制成:聚乙烯醇100、二苯基甲烷二异氰酸酯 4、异佛尔酮二异氰酸酯3、硼酸锌1、环氧树脂10、松脂1、碳酸乙烯酯1、去离子水40;所述改 性聚乙烯醇的制备方法为： ① 将去离子水加热至沸腾，然后依次添加硼酸锌、环氧树脂、松脂，以65r/min速度搅拌 10分钟； ② 向①中依次添加聚乙烯醇、碳酸乙烯酯，将温度调节到72°C，以120r/min速度搅拌10 分钟； ③ 向②中依次添加二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯，将温度调节到28°C， 在1 · 367MPa压力下，以180r/min速度搅拌1小时后，自然冷却至室温，即可； 所述汉麻纤维与纳米氧化铝经过共混处理:将汉麻纤维与纳米氧化铝混合均匀后，添 加到质量浓度为3.52%的硬脂酸溶液中，加热至38°(：，以10(^/1^11速度搅拌15分钟后，将温 度调节至68°C，以120r/min速度搅拌15分钟后，自然冷却至室温，以90r/min速度室温搅拌 30分钟后，过滤，干燥，即可； 所述增粘剂按质量百分比计由以下成分制成:羧甲基纤维素钠45%、醋酸乙烯12%、氯化 钠10%、碳酸钠33%。
[0012] -种环保抗菌胶水的制备方法，其由以下制作步骤制成： 1) 将改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、壳聚糖添加到反应釜中加热至52°C，添加纳米氧化 铝和汉麻纤维混合物、茶树油，进行搅拌20分钟，搅拌速度为120r/min，然后静置10分钟； 2) 将温度调节到74°C时，加入羧甲基纤维素、高活性氧化锌、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸丁 酯，以150r/min速度搅拌20分钟，然后静置10分钟； 3) 向反应釜中添加增粘剂、硼砂，将温度调节到32°C，并进行搅拌，搅拌速度为180r/ min，持续1小时，然后自然冷却至室温，静置2小时，即可。
[0013] 本发明的胶黏剂的玻璃化转变温度为90.01°C ;在25°C下剪切强度为41.22MPa，70 °C下剪切强度为19.7810^，25°(：下90°剥离强度为8.821^/111。
[0014] 对对比例与本发明胶水性能进行对比分析： 对比例1:按重量份计由以下成分制成:橡子淀粉12、改性聚乙烯醇88、壳聚糖7、纳米氧 化铝0.8、汉麻纤维0.5、羧甲基纤维素4、高活性氧化锌0.9、聚丙烯酸钠0.6、聚丙烯酸丁酯 1、增粘剂0.8、硼砂0.2、茶树油0.05;采用不经过处理的橡子淀粉，其它成分处理方法和胶 水制备方法与本发明相同； 对比例2:按重量份计由以下成分制成，改性橡子淀粉12、聚乙烯醇82、壳聚糖7、纳米氧 化铝0.8、汉麻纤维0.5、羧甲基纤维素4、高活性氧化锌0.9、聚丙烯酸钠0.6、聚丙烯酸丁酯 1、增粘剂0.8、硼砂0.2、茶树油0.05;采用不经过处理的聚乙烯醇，其它成分处理方法和胶 水制备方法与本发明相同； 对比例3:按重量份计由以下成分制成，改性玉米淀粉12、改性聚乙烯醇88、壳聚糖7、纳 米氧化铝0.8、汉麻纤维0.5、羧甲基纤维素4、聚丙烯酸钠0.4、聚丙烯酸丁酯0.6、高活性氧 化锌0.6、增粘剂0.8、硼砂0.4、茶树油0.05;将橡子淀粉换成玉米淀粉，改性方法与本发明 一致，其它成分处理方法和胶水制备方法与本发明相同； 对比例4:按重量份计由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改性聚乙烯醇88、壳聚糖7、纳 米氧化铝0.8、汉麻纤维0.5、羧甲基纤维素4、高活性氧化锌0.9、聚丙烯酸钠0.6、聚丙烯酸 丁酯1、增粘剂0.8;不添加硼砂和茶树油，其它成分处理方法和胶水制备方法与本发明相 同；
表1 注:耐水性能测试为，将纯PVA胶水和样品胶水涂在已经称重的表面皿上，自然风干48 小时，再在80 °C干燥箱内干燥12小时，然后将所有样品膜浸泡在90 °C的恒温水槽内，大概 1.5小时后，纯PVA膜片刚好全部溶解时，取出所有样品膜，自然风干48小时，80°C条件下干 燥12小时，然后称重，以下计算式计算胶水固化率，以此来衡量耐水性： 固化率(％)=(浸泡后剩余胶膜的质量/浸泡前胶膜的质量）X 100% 由表1可以看到，采用普通橡子淀粉制备的胶水或者采用其它淀粉制备的胶水，粘接强 度明显降低，耐水性降低，采用普通聚乙烯醇制备的胶水粘接强度同样极大的降低，耐水性 也同样极大的降低，硼砂和茶树油对本发明胶水的粘接性能同样具有影响，对耐水性影响 不大。
【主权项】
1. 一种环保抗菌胶水，其特征在于，按重量份计由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改 性聚乙烯醇88、壳聚糖7、纳米氧化铝0.8、汉麻纤维0.5、羧甲基纤维素4、高活性氧化锌0.9、 聚丙烯酸钠0.6、聚丙烯酸丁酯1、增粘剂0.8、硼砂0.2、茶树油0.05; 所述改性橡子淀粉的制备方法为： ① 将橡子淀粉与三聚磷酸钠按60:1的质量比例均匀混合到一起，添加混合物质量2倍 的水，先加热至57°C，保温20分钟后，将温度快速降低至-4°C，保温10分钟，再自然恢复至室 温，静置1小时后，过滤、干燥； ② 将①中所得混合物添加到质量浓度为0.68的马来酸溶液中，加热至57°C，以280r/ min速度搅拌1小时后，停止搅拌，自然冷却至室温，再以560r/min速度搅拌20分钟，静置30 分钟后，过滤，干燥，即可； 所述改性聚乙烯醇按重量份计由以下成分制成：聚乙烯醇100、二苯基甲烷二异氰酸酯 4、异佛尔酮二异氰酸酯3、硼酸锌1、环氧树脂10、松脂1、碳酸乙烯酯1、去离子水40;所述改 性聚乙烯醇的制备方法为： ① 将去离子水加热至沸腾，然后依次添加硼酸锌、环氧树脂、松脂，以65r/min速度搅拌 10分钟； ② 向①中依次添加聚乙烯醇、碳酸乙烯酯，将温度调节到72°C，以120r/min速度搅拌10 分钟； ③ 向②中依次添加二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯，将温度调节到28°C， 在1 · 367MPa压力下，以180r/min速度搅拌1小时后，自然冷却至室温，即可； 所述汉麻纤维与纳米氧化铝经过共混处理：将汉麻纤维与纳米氧化铝混合均匀后，添 加到质量浓度为3.52%的硬脂酸溶液中，加热至38°(：，以10(^/1^11速度搅拌15分钟后，将温 度调节至68°C，以120r/min速度搅拌15分钟后，自然冷却至室温，以90r/min速度室温搅拌 30分钟后，过滤，干燥，即可； 所述增粘剂按质量百分比计由以下成分制成:羧甲基纤维素钠45%、醋酸乙烯12%、氯化 钠10%、碳酸钠33%。2. 根据权利要求1所述的一种环保抗菌胶水的制备方法，其特征在于，其由以下制作步 骤制成： 1) 将改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、壳聚糖添加到反应釜中加热至52°C，添加纳米氧化 铝和汉麻纤维混合物、茶树油，进行搅拌20分钟，搅拌速度为120r/min，然后静置10分钟； 2) 将温度调节到74°C时，加入羧甲基纤维素、高活性氧化锌、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸丁 酯，以150r/min速度搅拌20分钟，然后静置10分钟； 3) 向反应釜中添加增粘剂、硼砂，将温度调节到32°C，并进行搅拌，搅拌速度为ISOr/ min，持续1小时，然后自然冷却至室温，静置2小时，即可。
【文档编号】C09J129/04GK105950072SQ201610430540
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】周艺桃
【申请人】枞阳县新天地高新材料有限公司