一种造纸涂布用生物质胶黏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种造纸涂布用生物质胶黏剂，其通过如下步骤制得：向淀粉水溶液中，缓慢加入增塑剂，调节温度到50-70℃，加入α-淀粉酶，保温反应20-100min，然后升温到80~90℃，加入接枝改性功能单体进行接枝改性，并采用氧化还原体系引发共聚，反应60-120min，之后，向体系中加入交联剂，反应30-60min，最后，控制体系温度为60-90℃，保温反应30-60min，即得，淀粉、增塑剂、接枝改性单体、交联剂的投料质量比为100:2-10:15-20:3-20。本发明专利技术生物质胶黏剂可在涂布纸涂布应用过程中大比例替代石油基胶乳，且不需添加分散剂和减少增强剂的加入量，大幅度节降成本，且绿色环保可降解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用于造纸行业涂布纸的新型生物质胶黏剂及其制备方法和应用。
技术介绍
现代涂布纸的发展趋势是造纸机大型化、高速化。涂布车速最高可达1800-2000m/min，国外接近3000m/min车速的中试涂布机已在试车。涂料向更高固含量发展，部分涂料的固含量已达70％以上，这就给纸张涂布用胶黏剂的性能提出了更高的要求，同时也使涂布纸涂料配方的研究遇到了新的问题。一方面国内涂布白卡纸、铜版纸和轻量涂布纸等涂布加工纸的快速发展对胶乳的需求量越来越大，并且涂布工艺中涂料配制工艺繁琐复杂，影响生产效率；另一方面近年来石油价格上涨导致其下游产品如丁苯胶乳、苯丙胶乳价格均大幅上涨，而且石油基胶乳难于降解，影响涂布纸的回收再利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新型造纸涂布用生物质胶黏剂，其在其涂布应用过程中不需添加分散剂及减少增强剂的加入量，并且能大比例替代石油基胶乳，大幅度节降成本，绿色环保可降解。为解决以上问题，本专利技术采取的一种技术方案如下：一种造纸涂布用生物质胶黏剂，其通过如下步骤制得：(1)向淀粉水溶液中，在200-1000r/min的搅拌速度下，缓慢加入增塑剂，调节温度到50-70℃，加入质量为淀粉质量0.075％-0.1％的α-淀粉酶，保温反应20-100min；(2)步骤(1)反应结束后，升温到80～90℃，加入接枝改性单体进行接枝改性，并r>采用氧化还原体系引发共聚，反应60-120min,所述接枝改性单体包括第一单体和第二单体，其中第一单体为苯乙烯磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐按摩尔比1:0.8～1.2:0.3～0.6构成的组合，第二单体为选自醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸及丙烯酸异辛酯中的至少二种的组合，所述的第一单体和第二单体的质量比为1:15～25；(3)步骤(2)反应结束后，向体系中加入交联剂，反应30-60min，所述交联剂为选自三偏磷酸钠、己二酸、乙二醛、戊二醛、缩水甘油醚、碳酸锆铵及环氧树脂中的至少两种的组合；(4)步骤(3)反应结束后，控制体系温度为60-90℃，保温反应30-60min，即得所述生物质胶黏剂；所述的淀粉、增塑剂、接枝改性单体、交联剂的投料质量比为100:2-10:15-20:3-20。根据本专利技术，所述的淀粉可以为木薯淀粉、玉米淀粉等。根据本专利技术，所述增塑剂可以且优选为选自甘油、山梨醇、甲酰胺及尿素中的一种或多种的组合。优选地，步骤(1)中，淀粉水溶液中淀粉的质量分数为30％～60％。根据本专利技术，步骤(2)中所采用的氧化还原体系可以为选自过硫酸铵-亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢-亚硫酸氢钠、过氧化苯甲酰-焦磷酸亚铁、异丙苯过氧化氢-四乙烯亚胺中的一种。根据本专利技术，胶黏剂中接枝改性单体的选择较重要，接枝改性单体中的第一单体为分散功能单体，使制备的胶黏剂具备分散多种涂料颜料的分散功效；第二单体为改性功能单体，控制组成第一单体的各单体的用量配比以及第一单体和第二单体的配比，可以获得综合性能和粘结强度同时保持最佳效果的胶黏剂。优选地，所述第一单体和第二单体的质量比为1：15～25。优选地，所述第一单体为苯乙烯磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐按摩尔比1:0.9～1.1:0.4～0.6构成的组合。。本专利技术采取的又一技术方案是：一种造纸涂布用生物质胶黏剂的制备方法，其包括以下步骤：(1)向淀粉水溶液中，在200-1000r/min的搅拌速度下，缓慢加入增塑剂，调节温度到50-70℃，加入质量为淀粉质量0.075％-0.1％的α-淀粉酶，保温反应20-100min；(2)步骤(1)反应结束后，升温到80～90℃，加入接枝改性单体进行接枝改性，并采用氧化还原体系引发共聚，反应60-120min,所述接枝改性单体包括第一单体和第二单体，其中第一单体为苯乙烯磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐按摩尔比1:0.8～1.2:0.3～0.6构成的组合，第二单体为选自醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸及丙烯酸异辛酯中的至少二种的组合，所述的第一单体和第二单体的质量比为1:15～25；(3)步骤(2)反应结束后，向体系中加入交联剂，反应30-60min，所述交联剂为选自三偏磷酸钠、己二酸、乙二醛、戊二醛、缩水甘油醚、碳酸锆铵及环氧树脂中的至少两种的组合；(4)步骤(3)反应结束后，控制体系温度为60-90℃，保温反应30-60min，即得所述生物质胶黏剂；所述的淀粉、增塑剂、接枝改性单体、交联剂的投料质量比为100:2-10:15-20:3-20。进一步地，所述的淀粉可以为木薯淀粉、玉米淀粉等。增塑剂可以且优选为选自甘油、山梨醇、甲酰胺及尿素中的一种或多种的组合。优选地，步骤(1)中，淀粉水溶液中淀粉的质量分数为30％～60％。步骤(2)中所采用的氧化还原体系可以为选自过硫酸铵-亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢-亚硫酸氢钠、过氧化苯甲酰-焦磷酸亚铁、异丙苯过氧化氢-四乙烯亚胺中的一种。所述接枝改性单体为多种单体的组合。更优选地，接枝改性单体为三种以上单体的组合。本专利技术还涉及一种上述造纸涂布用生物质胶黏剂在涂布纸生产中的应用，其是将涂布纸生产所需用丁苯胶乳的50～70％用生物质胶黏剂替代且不加分散剂。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术提供的生物质胶黏剂由价格较为低廉的生物质材料，经高效改性后得到，其可以部分甚至全部替代羧基丁苯胶乳，并且进一步增强胶黏剂的功能性，使其在涂料的配制过程中具有分散颜料及作为涂料增强剂交联涂料其它组分的功能，简化涂料配制工艺，这样不仅降低涂布纸生产成本，而且能提高涂布纸的生产效率，并且绿色环保，对于实现涂布纸品的完全再生回用有着重大意义。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。应理解，这些实施例是用于说明本专利技术的基本原理、主要特征和优点，而本专利技术不受以下实施例的限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例1取质量为100g的木薯淀粉，加水配制成浓度50％的淀粉乳液，加入500mL三口烧瓶中，称量2g甘油及甲酰胺加入烧瓶中，搅拌均匀，加入0.1gα-淀粉酶(绝干质量)置于60℃恒温水浴锅中反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种造纸涂布用生物质胶黏剂，其特征在于，所述的生物质胶黏剂通过如下步骤制得：(1)向淀粉水溶液中，在200‑1000r/min的搅拌速度下，缓慢加入增塑剂，调节温度到50‑70℃，加入质量为淀粉质量0.075％‑0.1％的α‑淀粉酶，保温反应20‑100min；(2)步骤(1)反应结束后，升温到80～90℃，加入接枝改性单体进行接枝改性，并采用氧化还原体系引发共聚，反应60‑120min,所述接枝改性单体包括第一单体和第二单体，其中第一单体为苯乙烯磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐按摩尔比1:0.8～1.2:0.3～0.6构成的组合，第二单体为选自醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸及丙烯酸异辛酯中的至少二种的组合，所述的第一单体和第二单体的质量比为1:15～25；(3)步骤(2)反应结束后，向体系中加入交联剂，反应30‑60min，所述交联剂为选自三偏磷酸钠、己二酸、乙二醛、戊二醛、缩水甘油醚、碳酸锆铵及环氧树脂中的至少两种的组合；(4)步骤(3)反应结束后，控制体系温度为60‑90℃，保温反应30‑60min，即得所述生物质胶黏剂；所述的淀粉、增塑剂、接枝改性单体、交联剂的投料质量比为100:2‑10:15‑20:3‑20。...

【技术特征摘要】
1.一种造纸涂布用生物质胶黏剂，其特征在于，所述的生物质胶黏剂通过如下
步骤制得：
(1)向淀粉水溶液中，在200-1000r/min的搅拌速度下，缓慢加入增塑剂，调节温
度到50-70℃，加入质量为淀粉质量0.075％-0.1％的α-淀粉酶，保温反应20-100min；
(2)步骤(1)反应结束后，升温到80～90℃，加入接枝改性单体进行接枝改性，并
采用氧化还原体系引发共聚，反应60-120min,所述接枝改性单体包括第一单体和第二
单体，其中第一单体为苯乙烯磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙氧基聚乙氧基硫
酸盐按摩尔比1:0.8～1.2:0.3～0.6构成的组合，第二单体为选自醋酸乙烯、甲基丙烯酸
甲酯、丙烯酸、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸及丙烯酸
异辛酯中的至少二种的组合，所述的第一单体和第二单体的质量比为1:15～25；
(3)步骤(2)反应结束后，向体系中加入交联剂，反应30-60min，所述交联剂为选
自三偏磷酸钠、己二酸、乙二醛、戊二醛、缩水甘油醚、碳酸锆铵及环氧树脂中的至
少两种的组合；
(4)步骤(3)反应结束后，控制体系温度为60-90℃，保温反应30-60min，即得所
述生物质胶黏剂；
所述的淀粉、增塑剂、接枝改性单体、交联剂的投料质量比为100:2-10:15-20:3-20。
2.根据权利要求1所述的造纸涂布用生物质胶黏剂，其特征在于：所述的淀粉
为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉等。
3.根据权利要求1所述的造纸涂布用生物质胶黏剂，其特征在于，所述增塑剂
为选自甘油、山梨醇、甲酰胺及尿素中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的造纸涂布用生物质胶黏剂，其特征在于，步骤(1)中，
淀粉水溶液中淀粉的质量分数为30％～60％。
5.根据权利要求1所述的造纸涂布用生物质胶黏剂，其特征在于，步骤(2)中所
采用的氧化还原体系为选自过硫酸铵-亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢-亚硫酸氢钠、过
氧化苯甲酰-焦磷酸亚铁、异丙苯过氧化氢-四乙烯亚胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的造纸涂布用生物质胶黏剂，其特征在于，所述第一单

【专利技术属性】
技术研发人员：郑刚，戴雷，
申请(专利权)人：浙江九本生物化学有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33