专利名称：一种纸品淀粉粘合剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及淀粉质粘合剂技术领域，特别涉及纸品用胶包括瓦楞纸板生产线用 胶、裱纸用胶、纸箱或纸板粘合用胶的淀粉粘合剂、其制备方法。
背景技术：
我国纸类粘合用胶种类繁多，其中淀粉粘合剂环保、原料价格低、制作工艺简单， 可替代聚乙烯醇、白乳胶等一些化学用胶。但现有淀粉粘合剂的成分与工艺不够合理，如其 粘合性、稳定性、快干性、耐氺性等综合性能有待进一步提高和完善。目前淀粉粘合剂生产 过程中通常需要加入氧化剂来改性，使其具有良好的粘合性、分散性和稳定性。2007年8月 1日公开号为101008164的中国专利，公开了一种淀粉接枝共聚物纸张涂布粘合剂，使用了 双氧水为氧化剂。1995年4月5日公开号为1101064的中国专利公开了一种高粘性、低成 本、快干速成ZH型纸箱用淀粉粘合剂，采用高锰酸钾和盐酸为双重氧化剂。但现有技术中 常用的氧化剂如双氧水、漂白粉、次氯酸钠和高锰酸钾有一定的缺陷。其中，双氧水很不稳 定，易分解，不易控制；漂白粉用后会在胶黏剂中留下残渣，不易除去；次氯酸钠不稳定，易 分解生成有毒气体；高锰酸钾成本高，反应产物使胶粘剂呈咖啡色，影响外观质量。因此，氧 化剂还需改良。另外，一些纸品对粘合剂的渗透性有较高的要求，如国产高强瓦楞原纸经过 双面施胶工艺改进后，现有淀粉粘合剂难以渗透，造成粘合不良，而现有技术中的淀粉粘合 剂在这方面的品质还有提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术淀粉粘合剂中氧化剂的不足之处，提供一种综合 性能优良、成本低的淀粉粘合剂。在此基础上，克服现有技术淀粉粘合剂渗透性的不足，提供一种渗透性好的淀粉 粘合剂。本发明的另一目的在于提供制备上述淀粉粘合剂的制备方法。本发明的目的是这样实现的本发明的纸品淀粉粘合剂，以玉米淀粉或木薯淀粉为主要成分，该粘合剂的组 分及含量为玉米淀粉或木薯淀粉100份，水300-600份，作为氧化剂的过一硫酸氢钾 0. 1-0. 3份、作为糊化剂的烧碱5-10份、作为交联剂的环氧氯丙烷1-5份、作为安定剂的硼 酸0. 5-1. 5份，亚硫酸钠1-3份，轻质碳酸钙4-8份，架桥剂2. 5-5份。该粘合剂还含有0. 5-1份作为表面活性剂的脂肪酸钠。所述架桥剂由一些变性淀粉、填料(如高岭土)、天然树脂、水性粘合剂(如聚乙烯 醇)等配制而成。上述的淀粉粘合剂的制备方法，包括以下步骤a、在反应釜中加入规定量的水，并升温至38°C，在搅拌下加入淀粉，搅拌均勻，将 稀释好的过一硫酸氢钾溶液分两次加入，间隔10分钟，然后搅拌反应20分钟；
b、将烧碱按1 5稀释后分两次缓慢加入反应釜中，间隔10分钟，然后搅拌20分 钟左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随后加入安定剂、架桥剂和轻质碳酸钙，搅拌 均勻；C、在搅拌下加入环氧氯丙烷，搅拌10分钟后，加入脂肪酸钠和亚硫酸钠，搅拌均 勻即可。本发明的有益效果为本发明以玉米淀粉或木薯淀粉为主要原料，具有环保、原料价格低的特点，其中糊 化剂起预糊化及降低糊化温度作用；交联剂起增粘、提高初粘力作用；安定剂起稳定粘度 作用，亚硫酸钠起中止氧化反应作用，轻质碳酸钙起增加固含量作用，降低成本，架桥剂在 粘结前起增加粘合性能作用，粘结纸品后起提高耐氺性和加速干燥的作用。本发明的发明 人经过反复试验，摸索出了上述组分及含量更加合理的配方，与常规的改性淀粉如糊化淀 粉、氧化淀粉、接枝淀粉相比，该配方的粘合剂复配性好，用途广泛，固含量高，渗透性好，粘 度稳定，不分层，不凝胶，干燥快，初粘力强，防潮性好，保存期长，可广泛用于瓦楞纸板生产 线、裱纸、纸箱等纸品粘合用胶。在此基础上，本发明对现有技术的氧化剂进行了改进，氧化 剂选自过一硫酸氢(又称单过硫酸氢钾)，由于单过硫酸氢钾是一种高效强氧化剂，可以弥 补现有技术中常用氧化剂使用中的一些缺陷，如单过硫酸氢钾较稳定，不易分解，而且反应 后不会在胶黏剂中留下残渣，反应中无毒气释放，再有其使用量较现有技术的使用量大幅 减少，降低了粘合剂综合成本，且其强氧化性能使生产周期缩短，具有一定的经济价值。因 此本发明相对现有技术来说，在能确保良好的粘合性、分散性和稳定性的基础上，克服了现 有技术中氧化剂的缺点，且降低了生产成本。在此基础上，由于脂肪酸钠可以降低纸张的表面张力，其作为表面活性剂可以更 好地改善粘合剂对纸张的渗透性，因此添加适量的脂肪酸钠，提高粘合剂对纸张的渗透性， 从而满足一些纸品对粘合剂渗透性的要求。
具体实施例方式现结合实施例对本发明进行具体说明。以下为本发明纸品淀粉粘合剂及其制备方法的实施例。实施例1 纸板生产线单面机专用粘合剂。参考配方玉米淀粉100份、水600份、烧碱10份、单过硫酸氢钾0. 1份、亚硫酸钠 1. 2份、环氧氯丙烷5份、硼酸1. 5份、脂肪酸钠0. 5份、轻质碳酸钙4份、架桥剂5份。制备方法实施例1 1、在反应釜中加入水约550份，并升温至38°C，在搅拌下加入淀粉100份，搅拌均 勻，用少量氺将0.1份的的单过硫酸氢钾稀释成溶液，分两次加入，间隔10分钟，然后搅拌 反应20分钟；2、将烧碱按1 5(重量比)稀释后(其中氺50份，烧碱10份)。分两次缓慢加 入反应釜中，间隔10分钟，然后搅拌20分钟左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随后 加入硼酸1. 5份、架桥剂5份和轻质碳酸钙4份，搅拌均勻；上述过程氺的总用量为600份。3、在搅拌下加入环氧氯丙烷5份，搅拌10分钟后，加入脂肪酸钠0. 5份和亚硫酸钠1.2份，搅拌均勻即可。实施例2 纸板生产线双面机专用粘合剂参考配方玉米淀粉100份、水400份、烧碱7份、单过硫酸氢钾0. 15份、亚硫酸钠 1. 2份、环氧氯丙烷2. 65份、安定剂0. 75份、脂肪酸钠0. 72份、轻质碳酸钙4. 5份、架桥剂 3. 3 份。制备方法实施例2 1、在反应釜中加入水约365份，并升温至38°C，在搅拌下加入淀粉100份，搅拌均 勻，用少量氺将0. 15份的的单过硫酸氢钾稀释成溶液，分两次加入，间隔10分钟，然后搅拌 反应20分钟；2、将烧碱按1 5(重量比)稀释后(其中氺35份，烧碱7份)。分两次缓慢加入 反应釜中，间隔10分钟，然后搅拌20分钟左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随后加 入硼酸0. 75份、架桥剂3. 3份和轻质碳酸钙4. 5份，搅拌均勻；上述过程氺的总用量为400份。3、在搅拌下加入环氧氯丙烷2. 65份，搅拌10分钟后，加入脂肪酸钠0. 72份和亚 硫酸钠1.2份，搅拌均勻即可。实施例3 裱纸机专用粘合剂参考配方玉米淀粉100份、水300份、烧碱5份、单过硫酸氢钾0. 3份、亚硫酸钠 3份、环氧氯丙烷1. 1份、安定剂0. 5份、脂肪酸钠1份、轻质碳酸钙6份、架桥剂4. 3份。制备方法实施例3 1、在反应釜中加入水约275份，并升温至38°C，在搅拌下加入淀粉100份，搅拌均 勻，用少量氺将0. 3份的的单过硫酸氢钾稀释成溶液，分两次加入，间隔10分钟，然后搅拌 反应20分钟；2、将烧碱按1 5(重量比)稀释后(其中氺25份，烧碱5份)。分两次缓慢加入 反应釜中，间隔10分钟，然后搅拌20分钟左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随后加 入硼酸0. 5份、架桥剂4. 3份和轻质碳酸钙6份，搅拌均勻；上述过程氺的总用量为300份。3、在搅拌下加入环氧氯丙烷1. 1份，搅拌10分钟后，加入脂肪酸钠1份和亚硫酸 钠3份，搅拌均勻即可。实施例4 纸箱粘箱专用粘合剂参考配方木薯淀粉100份、水330份、烧碱7. 3份、单过硫酸氢钾0. 24份、亚硫 酸钠2. 2份、环氧氯丙烷2份、安定剂0. 6份、脂肪酸钠0. 85份、轻质碳酸钙8份、架桥剂5 份。制备方法实施例4 1、在反应釜中加入水约293. 5份，并升温至38°C，在搅拌下加入木薯淀粉100份， 搅拌均勻，用少量氺将0.1份的的单过硫酸氢钾稀释成溶液，分三次加入，间隔10分钟，然 后搅拌反应20分钟；2、将烧碱按1 5(重量比)稀释后(其中氺36.5份，烧碱7.3份)。分两次缓慢 加入反应釜中，间隔10分钟，然后搅拌20分钟左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随 后加入硼酸0. 6份、架桥剂5份和轻质碳酸钙8份，搅拌均勻；
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上述过程氺的总用量为330份。3、在搅拌下加入环氧氯丙烷2份，搅拌10分钟后，加入脂肪酸钠0. 85份和亚硫酸 钠2. 2份，搅拌均勻即可。实施例5 胶水机专用粘合剂参考配方木薯淀粉100份、水550份、烧碱8. 8份、单过硫酸氢钾0. 16份、亚硫酸 钠1份、环氧氯丙烷3. 4份、安定剂1. 3份、脂肪酸钠0. 5份、轻质碳酸钙5份、架桥剂2. 5 份。制备方法实施例5 1、在反应釜中加入水约506份，并升温至38°C，在搅拌下加入木薯淀粉100份，搅 拌均勻，用少量氺将0. 16份的的单过硫酸氢钾稀释成溶液，分三次加入，间隔10分钟，然后 搅拌反应20分钟；2、将烧碱按1 5(重量比)稀释后(其中氺44份，烧碱8.8份)。分两次缓慢加 入反应釜中，间隔10分钟，然后搅拌20分钟左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随后 加入硼酸1. 3份、架桥剂2. 5份和轻质碳酸钙5份，搅拌均勻；上述过程氺的总用量为550份。3、在搅拌下加入环氧氯丙烷3. 4份，搅拌10分钟后，加入脂肪酸钠0. 5份和亚硫 酸钠1份，搅拌均勻即可。上述实施例中各组分的配比均为重量份。上述实施例中的各组分均为本领域通用 产品，无特别限制，均可从市场上购得。其中架桥剂来源为台湾椿桦、阿根廷CF2、中山华生。上述实施例所得的粘合剂分散性好，不沉淀、不分层；稳定性好，久置粘度变化小， 放置2个月粘度变化在士5s之内(涂-4杯检测)；常温下密闭放置3个月不变质。成本比较使用高锰酸钾淀粉100份，设每份为1公斤，高锰酸钾用量2-5份，单价约20元 /公斤。即100份淀粉使用氧化剂的成本为40元-100元。使用过一硫酸氢钾(单过硫酸氢钾)淀粉100份，设每份为1公斤，过一硫酸氢 钾用量0. 1-0. 3份，单价约25元/公斤，即100份淀粉使用氧化剂的成本为2. 5-7. 5元。由此得出仅氧化剂这一项的成本大大低于现有技术的成本，从而降低了粘合剂的 综合成本。粘合强度的测试实施例1检测粘合强度得68. 2N/10cm ；实施例2检测粘合强度得79. 6N/10cm ；实施例3检测粘合强度得83. 5N/10cm ；上述测试方法为GB/T 6548-1998瓦楞纸板粘合强度的测定方法。而GB5034-85 出口产品包装用瓦楞纸板国家标准要求粘合强度不小于58. 8N/10cm。由此可以看出本发明 的粘合剂的粘合性好，渗透性好，使粘合强度这一指标比国家标准高出16%以上。
权利要求
一种纸品淀粉粘合剂，以玉米淀粉或木薯淀粉为主要成分，该粘合剂的组分及含量为玉米淀粉或木薯淀粉100重量份，水300 600重量份，作为氧化剂的过一硫酸氢钾0.1 0.3重量份、作为糊化剂的烧碱5 10重量份、作为交联剂的环氧氯丙烷1 5重量份、作为安定剂的硼酸0.5 1.5重量份，亚硫酸钠1 3重量份，轻质碳酸钙4 8重量份，架桥剂2.5 5重量份。
2.根据权利要求1所述的任一项纸品淀粉粘合剂，该粘合剂还含有作为表面活性剂的 脂肪酸钠0. 5-1重量份。
3.权利要求1或2所述的任一项淀粉粘合剂的制备方法，包括以下步骤a、在反应釜中加入规定量的水，并升温至38°C，在搅拌下加入淀粉，搅拌均勻，将稀释 好的过一硫酸氢钾溶液分两次或三次加入，间隔10分钟，然后搅拌反应20分钟；b、将烧碱按1 5稀释后分两次缓慢加入反应釜中，间隔10分钟，然后搅拌20分钟 左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随后加入安定剂、架桥剂和轻质碳酸钙，搅拌均 勻；c、在搅拌下加入环氧氯丙烷，搅拌10分钟后，加入脂肪酸钠和亚硫酸钠，搅拌均勻即可。
全文摘要
本发明公开了一种纸品淀粉粘合剂及制备方法，组分及含量为淀粉100份，水300-600份，过一硫酸氢钾0.1-0.3份，烧碱5-10份，环氧氯丙烷1-5份，硼酸0.5-1.5份，亚硫酸钠1-3份，轻质碳酸钙4-8份，架桥剂2.5-5份。制备方法为在反应釜中加入水，升温至38℃，加入淀粉，搅拌，加入过一硫酸氢钾溶液，搅拌反应20分钟；将烧碱稀释后分两次缓慢加入反应釜中，搅拌20分钟左右，使其成为乳白色或淡黄色透明胶体，随后加入硼酸、架桥剂和轻质碳酸钙，搅拌均匀；在搅拌下加入环氧氯丙烷、脂肪酸钠和亚硫酸钠，搅拌均匀即可。该粘合剂具有粘度稳定，粘合性好，综合成本低、渗透性好等的特点。
文档编号C09J11/06GK101967355SQ20101029867
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者万达, 李彭, 王小华, 蒋建平, 赵素芬, 陈新 申请人:中山火炬职业技术学院