一种粘合剂及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明公开了一种粘合剂及其制备方法和应用。本发明的粘合剂，按质量份计，包括以下原料：70～80份的淀粉、10～20份的预糊化淀粉、1～3份的水溶性树脂、2～3份的纯碱、2～3份的热熔性树脂、3～5份的低温干燥剂、1～3份的硼砂、1～3份的稳定剂、280～300份的水；通过粘合剂原料的筛选以及各种原料配比的调节，本发明制备的粘合剂，糊化温度低、粘结强度大。本发明的粘合剂的制备方法，操作简单，制备得到的粘合剂的糊化温度低、粘结强度大、稳定性好，粘合剂低的糊化温度，以及低的能耗使其可广泛应用于瓦楞纸板的制造。
【专利说明】
一种粘合剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及粘合剂技术领域，尤其涉及一种粘合剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 由于淀粉用作粘合剂具有环保、价格低廉、粘结性能高、固化时间短等优点，瓦楞 纸行业应用的粘合剂，一般是运用淀粉与碱发生胶状质变化反应形成的粘合剂，配方构成 大体是淀粉、水、碱、稳定剂等的混合液。但是，现有技术中制备的淀粉粘合剂的糊化温度 高，粘结强度不佳；另外，粘合剂用于瓦楞纸板的生产线中通常需要蒸汽加热升温，来达到 粘合剂的糊化温度以及粘合过程中的热能补给，能耗较高。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种粘合剂，糊化温度低、粘结 强度大。
[0004] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0005] -种粘合剂，按质量份计，包括以下原料：
[0006] 淀粉70~80份，例如70份、71份、72份、79份、80份；
[0007] 预糊化淀粉10~20份，例如10份、11份、19份、20份；
[0008] 水溶性树脂1~3份，例如1份、1.5份、2份、2.5份、3份；
[0009] 纯碱2~3份，例如2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、 2.9份、3份；
[0010] 热熔性树脂2~3份，例如2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、 2.8份、2.9份、3份；
[0011 ] 低温干燥剂3~5份，例如3份、3.5份、4份、4.5份、5份；
[0012 ] 硼砂1~3份，例如1份、1.5份、2份、2.5份、3份；
[0013 ] 稳定剂1~3份，例如1份、1.5份、2份、2.5份、3份；
[0014] 水 280~300份，例如280份、285份、290份、295份、300份。
[0015] 优选地，一种粘合剂，按质量份计，包括以下原料：
[0016] 淀粉73~78份，例如73份、74份、75份、76份、77份、78份；
[0017 ] 预糊化淀粉12~18份，例如12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份；
[0018] 水溶性树脂1.5~2.5份，例如1.5份、1.6份、1.8份、2.1份、2.4份、2.5份；
[0019] 纯碱2.2~2.6份，例如2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份；
[0020] 热熔性树脂2.2~2.8份，例如2.2份、2.3份、2.4份、2.6份、2.7份、2.8份；
[0021] 低温干燥剂3.5~4.5份，例如3.5份、3.6份、3.7份、3.8份、4.1份、4.3份、4.4份、 4.5 份；
[0022] 硼砂 1 · 5~2 · 5份，例如 1 · 5份、1 · 7份、1 · 8份、1 · 9份、2 · 2份、2 · 3份、2 · 4份、2 · 5份； [0023] 稳定剂1.5~2.5份，例如1.5份、1.7份、1.8份、1.9份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份；
[0024]水 285 ~295份，例如 285份、287 份、289份、291 份、293份、295份。
[0025]淀粉在适当温度下（各种来源的淀粉所需温度不同，一般60~80°C)在水中溶胀、 分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶 质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。本发明采用的预糊 化淀粉是一种加工简单，用途广泛的变性淀粉，应用时只要用冷水调成糊，免除了加热糊化 的麻烦。广泛应用于医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。 预糊化淀粉具有快速溶于冷水而形成高粘度淀粉糊的特性。本发明的淀粉可以为玉米淀 粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉等本领域常用的淀粉。
[0026] 其中，所述水溶性树脂为脲醛树脂或聚乙烯醇树脂。水溶性树脂可与水以任意比 例相溶，且粘度低、固含量高、气味小，具有良好的流平性，兼顾了特种有机硅树脂的超耐候 性及丙烯酸树脂的高装饰性。脲醛树脂较易固化，固化后的树脂无毒、无色、耐光性好，长期 使用不变色，热成型时也不变色，可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。聚乙烯醇 树脂系列产品系白色固体，外型分絮状、颗粒状、粉状三种;无毒无味、无污染，可在80~90 °C水中溶解，其水溶液有很好的粘接性和成膜性;能耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶 剂;具有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质。本发明中所用的水溶性树脂为脲醛树 脂或聚乙烯醇树脂，脲醛树脂、聚乙烯醇树脂会大大缩短粘合剂的干燥时间，因其分子链中 有憎水基团有利于粘合剂中溶剂水分子的挥发，但是需要控制其用量来节省粘合剂的成 本。
[0027] 热熔性树脂是一种可塑性的粘合剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而 改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。热熔性树脂本身系固体，无溶剂、 无污染、无毒型，便于包装、运输、存储;具有生产工艺简单、黏合强度大、速度快等优点。其 中，所述热熔性树脂为C5石油树脂或C9石油树脂。石油树脂是近年来新开发的一种化工产 品，由于其有价格低廉、混溶性好、熔点低、耐水、耐乙醇和化学品等优点，并有调节粘性和 热稳定性好的特点，可广泛用于橡胶、胶粘剂、涂料、造纸、油墨等多种行业和领域。石油树 脂一般不单独使用，而是作为促进剂、调节剂、改性剂和其它树脂一起使用。由于石油树脂 具有很好的粘接性，在粘合剂和压敏胶带中加入石油树脂能够提尚粘合剂的粘合力、耐酸 性、耐碱性以及耐水性，并且能够有效地降低生产成本。本发明选用了 C5石油树脂或C9石油 树脂，C5石油树脂的平均分子量为1000~2500,具有良好的增粘性、耐热性、安定性、耐水 性、耐酸碱性，与其他添加树脂的相容性好，常用作热熔胶的增粘树脂;C9石油树脂的分子 量小于2000,一般不作为材料单独使用，由于C9石油树脂的结构中不含极性基团，具有良好 的耐水性、耐酸碱性、耐候性和耐光老化性，在有机溶剂中的溶解性好，与其他树脂的相容 性好，还具有脆性、增粘性、粘结性和可塑性，主要用于涂料、橡胶助剂和胶粘剂等领域起增 粘作用。
[0028] 其中，所述低温干燥剂为轻质CaC03或高岭土。干燥剂将粘合剂中部分溶剂水转化 为胶膜的一部分，从而提高固化速度。
[0029] 硼砂的加入，使生淀粉在加热时吸收所有可供吸收的水份，使淀粉胶化时产生适 当的粘性和韧性，起到缓冲剂的作用。硼砂也有粉状和粒状之分，细粒状的硼砂最好。硼砂 的添加量有一定的限度，否则的话，会影响淀粉的膨胀，胶化的浆糊会变脆，干燥时呈粉末 状态，因此应合理控制硼砂的用量。优选地，本发明的稳定剂可以为硫酸铝。
[0030] 本发明的目的之二在于提供一种粘合剂的制备方法，该制备方法操作简单，制备 得到的粘合剂的糊化温度低、粘结强度大、稳定性好，包括以下步骤:按质量份计，
[0031] 1)在反应釜中加入280~300份的水，加热；
[0032] 2)称取1~1.5份的纯碱，用水溶解后缓慢置入反应釜中，搅拌均匀，完成第一次加 碱；
[0033] 3)称取70~80份的淀粉、10~20份的预糊化淀粉、1~3份的水溶性树脂和2~3份 的热熔性树脂，搅拌均匀后置入反应釜，继续搅拌；
[0034] 4)称取1~1.5份的纯碱，用水溶解后缓慢置入反应釜中，搅拌均匀，完成第二次加 碱；
[0035] 5)经流出杯式粘度测量，达到第一流出时间后，加入1~3份的稳定剂，再加入1~3 份的硼砂、3~5份的低温干燥剂，快速搅拌，至达到第二流出时间后停止搅拌，制得粘合剂。 [0036]其中，步骤1)中所述加热的温度为28~32°C ;
[0037] 步骤3)中，搅拌的时间为5~lOmin，所述搅拌的速度为960r/min。
[0038]其中，步骤2)和步骤4)中，所述纯碱用水溶解，所述纯碱与水的质量比为1:3;
[0039] 步骤2)和步骤4)中，所述搅拌的速度均为960r/min。
[0040] 其中，步骤5)中，所述第一流出时间为25s，所述第二流出时间为26s。
[0041] 本发明的目的之三在于提供一种粘合剂在瓦楞纸板制造中的应用，相比于现有技 术中的粘合剂的糊化温度为60~65°C，本发明制备的粘合剂在50~53°C的温度下就能糊 化，本发明的粘合剂糊化温度降低，粘合剂在使用时对其加热处理的能耗降低，使其适用条 件更广泛;将粘合剂涂于瓦楞纸板上粘合后，在后续的干燥过程中，从原来的高温180~190 °C的蒸汽加热降低至120~130°C的蒸汽加热，大大降低了加工过程中的能耗。
[0042] 与现有技术相比，本发明的有益效果为:本发明的粘合剂，按质量份计，包括以下 原料:70~80份的淀粉、10~20份的预糊化淀粉、1~3份的水溶性树脂、2~3份的纯碱、2~3 份的热熔性树脂、3~5份的低温干燥剂、1~3份的硼砂、1~3份的稳定剂、280~300份的水； 通过粘合剂原料的筛选以及各种原料配比的调节，本发明制备的粘合剂，糊化温度低、粘结 强度大。
[0043] 本发明的粘合剂的制备方法，操作简单，制备得到的粘合剂的糊化温度低、粘结强 度大、稳定性好，粘合剂低的糊化温度，以及低的能耗使其可广泛应用于瓦楞纸板的制造。
【具体实施方式】
[0044] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0045] 如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备 得到。
[0046] 本发明采用流出杯式粘度测量方法，使用椿桦标准杯测量粘合剂的流出时间来考 量粘合剂的粘度。使用过程简介如下:使用前后应选用合适的溶剂擦拭干净。使用时选择椿 桦标准杯，以便将流出的时间控制在20~35秒之间。测量时，将杯体浸入容器的原料中1~5 分钟，使杯体达到热平衡，将杯体从原料中垂直提起，动作需快而平稳。从杯体上端离开液 面起计时。液体流出时应保持杯体垂直，与液面距离不超过150mm。当出现第一个断点时停 止计时，此时流出时间的秒数表示一定大小的粘度值。两次测定值之差应小于平均值的 5%〇
[0047] 实施例1
[0048] 在反应釜中加入水300kg，加热至31°C ;取1.5kg纯碱按照1: 3比例兑水溶解后缓慢 加入反应爸中，并搅拌均勾;再秤75kg淀粉、15kg预糊化淀粉、2kg水溶性树脂和3kg热恪性 树脂搅拌均勾，一起加入反应爸再搅拌5min，转速控制在960r/min;再取1.5kg纯碱按照1:3 比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并再搅拌lOmin，控制转速960r/min，经椿桦标准杯测 量，当流出时间为25s时，加入lkg硫酸铝，稳定粘度不变化;最后取lkg硼砂、3kg的低温干燥 剂加入反应釜中，再快速搅拌lOmin，控制转速960r/min，当流出时间为26s时停止搅拌，制 备成粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦楞纸板的粘合，测得其糊化温度为51°C，将粘合 剂涂于瓦楞纸上后续干燥温度为120°C，经粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为 680N/m 2。
[0049] 实施例2
[0050]在反应爸中加入水280kg，加热至29°C ;取lkg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加 入反应爸中，并搅拌均勾;再秤70kg淀粉、20kg预糊化淀粉、lkg水溶性树脂和2kg热恪性树 脂搅拌均勾，一起加入反应爸再搅拌5min，转速控制在960r/min;再取lkg纯碱按照1:3比例 兑水溶解后缓慢加入反应爸中，并再搅拌lOmin，控制转速960r/min，经椿桦标准杯测量，当 流出时间为25s时，加入lkg硫酸铝，稳定粘度不变化;最后取2kg硼砂、4kg的低温干燥剂加 入反应爸中，再快速搅拌lOmin，控制转速960r/min，当流出时间为26s时停止搅拌，制备成 粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦楞纸板的粘合，测得其糊化温度为53°C，将粘合剂涂 于瓦楞纸上后续干燥温度为125°C，经粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为570N/m 2。 [0051 ] 实施例3
[0052]在反应釜中加入水300kg，加热至30°C ;取2kg纯碱按照1:3比例兑水溶解后缓慢加 入反应爸中，并搅拌均勾;再秤80kg淀粉、15kg预糊化淀粉、2.5kg水溶性树脂和3kg热恪性 树脂搅拌均勾，一起加入反应爸再搅拌5min，转速控制在960r/min;再取2kg纯碱按照1:3比 例兑水溶解后缓慢加入反应爸中，并再搅拌lOmin，控制转速960r/min，经椿桦标准杯测量， 当流出时间为25s时，加入3kg硫酸铝，稳定粘度不变化;最后取2kg硼砂、4kg低温干燥剂加 入反应爸中，再快速搅拌lOmin，控制转速960r/min，当流出时间为26s时停止搅拌，制备成 粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦楞纸板的粘合，测得其糊化温度为52°C，将粘合剂涂 于瓦楞纸上后续干燥温度为130°C，经粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为540N/m 2。 [0053] 对比例
[0054]按现有技术的粘合剂的配方，在反应釜中加入水200kg，加热至50°C;取1.5kg苛性 钠按照1:3比例兑水溶解后缓慢加入反应釜中，并搅拌均匀;再秤50kg淀粉搅拌均匀，一起 加入反应釜再搅拌5min，转速控制在960r/min;再取1.5kg苛性钠按照1:3比例兑水溶解后 缓慢加入反应爸中，并再搅拌lOmin，控制转速960r/min，加入3kg硫酸错、硼砂2kg加入反应 釜中，再快速搅拌lOmin，控制转速960r/min，制备成粘合剂。将制备得到的粘合剂应用于瓦 楞纸板的粘合，测得其糊化温度为76°C，将粘合剂涂于瓦楞纸上后续干燥温度为185°C，经 粘合后的瓦楞纸的平整度良好，粘结强度为460N/m 2。
[0055]本发明制备的粘合剂，糊化温度低、粘结强度大，可广泛应用于瓦楞纸板的制造。 相比于现有技术中的粘合剂的糊化温度为60~65°C，本发明制备的粘合剂在50~53°C的温 度下就能糊化，本发明的粘合剂糊化温度降低，粘合剂在使用时对其加热处理的能耗降低， 使其适用条件更广泛;将粘合剂涂于瓦楞纸板上粘合后，在后续的干燥过程中，从原来的高 温180~190°C的蒸汽加热降低至120~130°C的蒸汽加热，大大降低了加工过程中的能耗。
[0056]
【申请人】声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细 工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的 保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 一种粘合剂，其特征在于，按质量份计，包括以下原料： 淀粉 70~80份； 预糊化淀粉 10~20份； 水溶性树脂 1~3份； 纯碱 2~3份; 热熔性树脂 2~3份； 低温千燥剂 3~5份； 硼砂 1~3份； 稳定剂 1~3份； 水 280~300份。2. 根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，按质量份计，包括以下原料： 淀粉 73~78份； 预糊化淀粉 12~18份； 水溶性树脂 1.5~2.5份； 纯碱 2,2~2·6份； 热熔性树脂 2.2~2.8份； 低温干燥剂 3 .5~4. 5份； 硼砂 1.5~2.5份； 稳定剂 1.5~2.5份； 水 285~295份。3. 根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述水溶性树脂为脲醛树脂或聚乙烯醇 树脂。4. 根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述热熔性树脂为C5石油树脂或C9石油 树脂。5. 根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述低温干燥剂为轻质CaCO3或高岭土。6. -种如权利要求1所述的粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:按质量份 计， 1) 在反应釜中加入280~300份的水，加热； 2) 称取1~1.5份的纯碱，用水溶解后缓慢置入反应釜中，搅拌均匀，完成第一次加碱； 3) 称取70~80份的淀粉、10~20份的预糊化淀粉、1~3份的水溶性树脂和2~3份的热 熔性树脂，搅拌均匀后置入反应釜，继续搅拌； 4) 称取1~1.5份的纯碱，用水溶解后缓慢置入反应釜中，搅拌均匀，完成第二次加碱； 5) 经流出杯式粘度测量，达到第一流出时间后，加入1~3份的稳定剂，再加入1~3份的 硼砂、3~5份的低温干燥剂，快速搅拌，至达到第二流出时间后停止搅拌，制得粘合剂。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述加热的温度为28~32 °C； 步骤3)中，搅拌的时间为5~lOmin，所述搅拌的速度为960r/min。8. 根据权利要求6所述的粘合剂，其特征在于，步骤2)和步骤4)中，所述纯碱用水溶解， 所述纯碱与水的质量比为1:3; 步骤2)和步骤4)中，所述搅拌的速度均为960r/min。9. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述第一流出时间为25s， 所述第二流出时间为26s。10. -种如权利要求1所述的粘合剂在瓦楞纸板制造中的应用。
【文档编号】C09J103/02GK106010358SQ201610510489
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】李中顺
【申请人】昆山鸣朋纸业有限公司