胶粘剂及其制备方法技术

一种胶粘剂，其含有淀粉接枝单体的聚合物与交联剂的交联产物、成膜助剂、乳化剂及水，其中交联剂0.5-10质量份，成膜助剂5-40质量份，乳化剂0.5-5质量份，该淀粉接枝单体的聚合物主要由100质量份的淀粉或淀粉衍生物、0.2-3质量份的引发剂和30-150质量份的接枝单体反应而成，该淀粉或淀粉衍生物的聚合度为10-200；所述淀粉接枝的单体包括硬性单体、软性单体和功能单体三种单体。本发明专利技术还提供上述胶粘剂的制备方法。本发明专利技术的胶粘剂能够在高比例取代或替换丁苯胶乳条件下，满足涂布纸强度需求，粘结性强，涂层耐水性得到提升，同时涂料流变性接近合成胶乳，涂布机运转性提高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种胶粘剂，其含有淀粉接枝单体的聚合物与交联剂的交联产物、成膜助剂、乳化剂及水，其中交联剂0.5-10质量份，成膜助剂5-40质量份，乳化剂0.5-5质量份，该淀粉接枝单体的聚合物主要由100质量份的淀粉或淀粉衍生物、0.2-3质量份的引发剂和30-150质量份的接枝单体反应而成，该淀粉或淀粉衍生物的聚合度为10-200；所述淀粉接枝的单体包括硬性单体、软性单体和功能单体三种单体。本专利技术还提供上述胶粘剂的制备方法。本专利技术的胶粘剂能够在高比例取代或替换丁苯胶乳条件下，满足涂布纸强度需求，粘结性强，涂层耐水性得到提升，同时涂料流变性接近合成胶乳，涂布机运转性提高。【专利说明】
本专利技术涉及一种造纸领域使用的。
技术介绍
目前，造纸工业中颜料涂布加工纸的用量较大。涂布纸涂料的主体成份为颜料、胶 粘剂及其他添加助剂。在原纸预涂中，胶粘剂主要是合成丁苯胶乳及一定比例的涂布淀粉， 而面涂中几乎全部采用合成丁苯胶乳。随着能源的紧张、石油价格的不断攀升以及汽车工 业的不断发展，丁苯类胶乳的主要合成组份丁二烯价格也随之提高。因此，研发出一种可取 代合成丁苯胶乳的生物胶乳是是十分必要的。生物胶乳以储量丰富的天然高分子碳水化合 物如淀粉等为原料，通过物理、化学多种手段对其改性研究制得，以一定比例取代合成胶乳 作为涂料胶粘剂，具有经济和环保的双重效益。 目前生物胶乳主要有粉末状和液体。粉末状生物胶乳主要利用螺旋挤出机在高温 高压下对淀粉进行改性处理及研磨，其设备相对复杂、能耗高，且粉状生物胶乳使用中需要 充分溶解，若直接加入涂料中亦溶解速率较慢、配置不方便、涂料流变性较差；此外，通过一 些简单改性的淀粉衍生物也存在粘度大、不稳定、流动性差、易凝胶、亲水性强、粘结强度低 等缺点。液体生物胶乳固含多为45-50%，作为胶粘剂只能部分替代合成丁苯胶乳，取代量一 般在20%以下，取代量20%以上时涂布纸强度性能明显变差，且高剪切增大，涂布机运转性 变差，此外相关专利及实验结果表明此类生物胶乳成膜强度及疏水性能较差。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种有效解决上述问题的胶粘剂。 另外，还有必要提供一种上述胶粘剂的制备方法。 -种胶粘剂，其含有淀粉接枝单体的聚合物与交联剂的交联产物、成膜助剂、乳化 剂及水，其中交联剂〇. 5-10质量份，成膜助剂5-40质量份，乳化剂0. 5-5质量份，该淀粉接 枝单体的聚合物主要由100质量份的淀粉或淀粉衍生物、〇. 2-3质量份的引发剂和30-150 质量份的接枝单体反应而成，该淀粉或淀粉衍生物的聚合度为10-200 ;所述淀粉接枝的单 体包括硬性单体、软性单体和功能单体三种单体，其中硬性单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基苯乙烯、丙烯酸羟乙酯中 的一种或多种；软性单体选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异 辛酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯中的一种或多种；功能单体选 自甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或多种。 -种上述胶粘剂的制备方法，其包括如下步骤： 将100质量份的淀粉或淀粉衍生物与水混合均匀，然后加入5-40质量份的成膜助 齐?，加热到淀粉糊化温度并保持淀粉糊化温度使淀粉充分糊化得到混合液，该淀粉或淀粉 衍生物的聚合度为10-200 ; 调节混合液pH值为5. 0-8. 0 ; 向混合液中加入〇. 5-5质量份的乳化剂、0. 2-3质量份的的引发剂以及30-150质 量份的接枝单体进行接枝共聚反应； 接枝共聚反应完成后，向混合液中添加〇. 5-10质量份的交联剂，制得到胶粘剂。 本专利技术的胶粘剂能够在高比例取代或替换丁苯胶乳条件下，满足涂布纸强度需 求，粘结性强，涂层耐水性得到提升，同时涂料流变性接近合成胶乳，涂布机运转性提高。 【具体实施方式】 一种胶粘剂，其含有淀粉接枝单体的聚合物与交联剂的交联产物、成膜助剂、乳化 剂及水，其中交联剂0. 5-10质量份，成膜助剂5-40质量份，乳化剂0. 5-5质量份，该淀粉接 枝单体的聚合物主要由100质量份的淀粉或淀粉衍生物(淀粉聚合度为10-200)、0. 2-3质 量份的引发剂和30-150质量份的接枝单体反应而成。 为提供淀粉与接枝单体共聚反应适宜的pH范围（5. 0-8. 0)，合成淀粉接枝单体的 聚合物时，还添加有pH调节剂。 该淀粉或淀粉衍生物选自木薯原淀粉、玉米原淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、氧化 淀粉、酯化淀粉、可溶性淀粉中的一种或多种。 淀粉的聚合度的定义为：淀粉分子式为（C6H1(l05)n，η为不定数，称η为聚合度。未 经处理的原淀粉聚合度（DP)非常庞大，平均DP-般为800-3000,若聚合度（即反应分子量） 太大，后续改性粘度会太大。因此，本专利技术使用的淀粉或淀粉衍生物的聚合度为10-200。 如果采用的淀粉或淀粉衍生物未进行断链处理，为使淀粉或淀粉衍生物的聚合度 达到为10-200,本专利技术优选使用分子量调节剂对淀粉分子进行断链、降粘处理，使淀粉或淀 粉衍生物达到所需分子量。该分子量调节剂选自有机酸(如马来酸、马来酸酐、柠檬酸、草 酸、乳酸)、碳水化合物降解酵素(如α-淀粉酶，β-淀粉酶）中的一种或多种。分子量调节 剂的使用量为1〇〇质量份的淀粉或淀粉衍生物需添加〇. 5-5质量份的分子量调节剂。 该接枝单体通过引发剂引发后形成活性自由基形式，和淀粉大分子羟基自由基进 行接枝共聚合，同时自身进行链增长聚合反应。本专利技术使用的接枝单体包括有硬性单体、软 性单体及功能性单体三种单体，该三种单体的比例可根据接枝淀粉需要具有的性能进行任 意调节，但优选控制功能性单体的绝干质量为淀粉或淀粉衍生物绝干质量的0. 5%-5%。该硬 性单体提供成膜硬性、脆性和强度；该软性单体提供成膜韧性和塑性；该功能单体使反应 物形成空间三维网络结构，同时功能单体上的特殊的官能团能够在使用过程中和纸张纤维 作用提供粘结强度。 硬性单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸正丙酯、甲 基丙烯酸异丙酯、甲基苯乙烯、丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。软性单体选自丙烯酸正丁 酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、 甲基丙烯酸正丁酯中的一种或多种。功能单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或多种。 该引发剂选自硝酸铈铵、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种。引发剂可引发接枝 单体形成自由基，从而与淀粉进行接枝共聚。 交联剂可使淀粉接枝共聚物体系形成具有三维空间网络状的结构，同时活性基团 能够在应用中和纸张纤维作用，粘结力强。该交联剂选自乙二醛、戊二醛、酸酐(如琥珀酸 酐、柠檬酸酐)、吡啶、三氯氧磷、三偏磷酸钠中的一种或多种。 该pH调节剂可提供接枝共聚反应的合适的pH条件，该pH调节剂选自冰醋酸、柠 檬酸、稀盐酸、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或多种。 乳化剂的主要作用是为后续的淀粉接枝共聚反应提供乳液聚合的反应环境，乳化 剂是一种含有亲水和疏水基团的物质，很多乳化剂分子形成一个疏水基朝内亲水基朝外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶粘剂，其特征在于：该胶粘剂含有淀粉接枝单体的聚合物与交联剂的交联产物、成膜助剂、乳化剂及水，其中交联剂0.5‑10质量份，成膜助剂5‑40质量份，乳化剂0.5‑5质量份，该淀粉接枝单体的聚合物主要由100质量份的淀粉或淀粉衍生物、0.2‑3质量份的引发剂和30‑150质量份的接枝单体反应而成，该淀粉或淀粉衍生物的聚合度为10‑200；所述淀粉接枝的单体包括硬性单体、软性单体和功能单体三种单体，其中硬性单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基苯乙烯、丙烯酸羟乙酯中的一种或多种；软性单体选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯中的一种或多种；功能单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或多种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王仁荣，张明，王春雁，李俊，刘春，
申请(专利权)人：金东纸业江苏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32