一种环境友好型淀粉基胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环境友好型淀粉基胶粘剂及其制备方法。本胶粘剂以淀粉为主要原料，采用盐酸酸解，然后再加入引发剂及乳化剂共混，再和醋酸乙烯酯及不同种类的丙烯酸酯的混合单体一起对淀粉进行接枝共聚改性。改性反应完毕之后，再加入一定量增塑剂甘油溶液及一定量尿素，最后得到一种可重复利用的水基型淀粉木材胶粘剂。本发明专利技术制备的淀粉胶粘剂克服了淀粉胶粘剂低温凝胶之后即丧失粘结性能的缺陷，通过接枝不同种类的丙烯酸酯单体具备了温敏性凝胶‑溶液转变的特性，凝胶之后的淀粉胶可以通过普通加热恢复流体之后同时恢复粘结性能，或者进一步通过二次接枝共聚技术以提高其粘结性能。本发明专利技术制备的淀粉胶粘剂可循环利用，利于工业化生产及推广。

Environment friendly starch base adhesive and preparation method thereof

The invention discloses an environment-friendly starch base adhesive and a preparation method thereof. The adhesive with starch as the main raw material, using hydrochloric acid solution, then adding initiator and emulsifier mixture, and then mixed monomer vinyl acetate and acrylate with different types of starch graft copolymerization modification. After the modification reaction, a certain amount of plasticizer, glycerin solution and a certain amount of urea were added. Finally, a water based starch wood adhesive was obtained. The defect of starch adhesive prepared by the invention overcomes the low temperature gel after loss of starch adhesive bonding properties, the transition properties of thermosensitive hydrogels with solution by grafting different monomers, starch gel after the can after re heating recovery and recovery of fluid through the bonding performance, or further by two graft copolymerization technology to improve the bonding properties. The starch adhesive prepared by the invention can be recycled and beneficial to industrial production and popularization.

【技术实现步骤摘要】
一种环境友好型淀粉基胶粘剂及其制备方法
本专利技术涉及一种环境友好型淀粉基胶粘剂及其制备方法，属于化工领域或者高分子材料领域，涉及胶粘剂及其制备的方法。
技术介绍
随着石油资源的日益匮乏以及人们环保意识的加强，利用以可降解可再生的生物质原料如淀粉、大豆蛋白、单宁、木质素等主要原料制备木材胶粘剂已成为必然的发展趋势。淀粉是一种可再生、无污染、可生物降解、成本低的生物质材料，利用淀粉作为主要原料制备木材用胶粘剂可以有效地降低不可再生资源石油单体在木材用胶粘剂中的用量，节约环保。中国专利ZL200510040113.5“一种木材用胶粘剂的制备方法”中提出了一种采用淀粉为原料，进行酸解、氧化、接枝共聚改性处理，最后添加一定的助剂制备淀粉胶的工艺。该工艺制备出的淀粉胶具有成本低廉、环保等优点。中国专利ZL201210389343.2“一种高强耐水淀粉基木材胶黏剂及其制备方法”亦采用淀粉经酸转化、糊化后，与接枝单体进行乳液接枝共聚，再与增塑剂、防腐剂和消泡剂共混，得到稳定性好、粘接性高、耐水性佳的室温固化淀粉基胶黏剂，此外，中国专利ZL201010576608.0“一种改性淀粉基木材胶粘剂及其制备方法和应用”,以淀粉为主要原料,经过酸解糊化前处理后,采用醋酸乙烯酯单体在种子乳液聚合工艺下对淀粉进行接枝共聚,降温后加入纳米二氧化硅溶胶以及其他助剂,最终得到一种性能优良的木材用淀粉胶。具有无毒无污染,粘结强度高,耐水性好,颜色乳白有光泽,干燥速度快,储藏时间长等优点,可以广泛应用于装饰用木材,人造板的粘接。目前，淀粉胶的粘接强度达到国家标准，但是其外观、粘结强度、耐水性、储藏稳定性等指标还有待改善。尤其是淀粉胶的储藏稳定性相对较差，在低温下长时间储藏非常容易凝胶，而凝胶之后的淀粉胶基本会丧失粘结性能，从而彻底丧失其应用价值，只能被废弃处理，污染环境。以上种种缺陷，限制了淀粉胶的工业化进程。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于，现有技术中淀粉胶储藏稳定性较差，粘接性能不好。为了解决该技术问题，本专利技术提供了一种环境友好型淀粉基胶粘剂及其制备方法。本专利技术提供的粘胶剂，即淀粉胶，具有较好的粘接性能和耐储存性能之外，还具有可以重复利用的特性；即淀粉胶丧失流动性形成凝胶后，只需要在一定温度下加热即可恢复流动性能，实现再生利用且基本不损失粘结性能；此外，该淀粉胶的凝胶还可以作为胶粘剂种子再经一定程度接枝共聚反应后即可得到再生的淀粉基木材胶粘剂。具体的，本专利技术的技术方案为：一种环境友好型淀粉基胶粘剂，其中，该胶粘剂包括以下原料组分：淀粉，聚乙烯醇，过硫酸铵，乳化剂，混合单体，亚硫酸氢钠，甘油，尿素，盐酸，氢氧化钠，水分。本专利技术所述的胶粘剂，其中，该胶粘剂由以下原料组分制得，按质量计，含有淀粉100份，聚乙烯醇6份，过硫酸铵0.4-1份，乳化剂1.5-3份，混合单体70-100份，亚硫酸氢钠0.3-0.5份，甘油5-8份，尿素10-20份，水，盐酸，氢氧化钠。本专利技术所述的胶粘剂，其中，所述聚乙烯醇为PVA1788，2088，2488中的一种或多种，且所述聚乙烯醇为用水配置的质量浓度10g/100g的溶液。本专利技术所述的胶粘剂，其中，所述乳化剂为蔗糖脂肪酸酯，丙二醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。本专利技术所述的胶粘剂，其中，所述混合单体由醋酸乙烯酯和丙烯酸酯单体按体积比为4-2：1组成；其中，丙烯酸酯单体由丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸十二烷酯，丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙基酯中的一种或者两种的组成。本专利技术所述的胶粘剂，其中，所述淀粉为木薯淀粉，甘薯淀粉，马铃薯淀粉，玉米淀粉，蜡质玉米淀粉，小麦淀粉中的一种或者多种。一种环境友好型淀粉基胶粘剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）淀粉的酸解预处理：将淀粉用0.5~1摩尔每升的盐酸配成30~50%（w/w）的悬浊液，在反应容器中，升温到60℃下酸解1~3h；用氢氧化钠调节pH至4~5之间，同时加入淀粉干基重10%~15%的聚乙烯醇，淀粉干基重的1.5%~3%的乳化剂，以及淀粉干基重0.4~1%的过硫酸铵，共混30~40min。其中，乳化剂为蔗糖脂肪酸酯，丙二醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种；聚乙烯醇为PVA1788，2088，2488中的一种或多种，且所述聚乙烯醇为用水配置的质量浓度10g/100g的溶液。(2)接枝共聚反应：步骤（1）中所述共混反应结束之后，升温到65~72℃，逐步加入淀粉干基重70~100%（w/w）的混合单体；添加单体的持续时间为2.5h，在接枝时间为1.5h左右再补加淀粉干基重0.3%~0.5%的过硫酸铵，数分钟之后加入与过硫酸铵同等摩尔含量的亚硫酸氢钠，整个接枝反应控制在3h之内，然后升温到85℃，并保温30min去除未反应完全的单体。其中，混合单体为醋酸乙烯酯和不同种类丙烯酸酯组成,其体积比为4:1~2:1；丙烯酸酯单体由丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸十二烷酯，丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙基酯中的一种或者两种的组成。（3）接枝反应结束之后，加入淀粉干基重5%~8%的60%的甘油溶液增塑剂，再加入淀粉干基重10~20%的尿素，并用碳酸氢钠调节pH到6后，降温出料，包装即得的淀粉基胶粘剂。本专利技术所述的胶粘剂，其中，所合成的胶粘剂具有温敏性，胶粘剂在温度≤5℃时候形成凝胶，而在温度大于70℃时候，加热3-5h后恢复成液态。本专利技术所述的温敏性，是指，本方案提供的胶粘剂具有在低温时候形成凝胶，在高温时候恢复液态的特性；尤其是，在温度小于等于5℃的时候会形成凝胶，在形成凝胶以后，且温度大于70℃，加热3-5h后，同一凝胶恢复为液态。本专利技术所述的胶粘剂，其中，凝胶之后的该胶粘剂在加热恢复粘结能力后，作为二次接枝共聚反应制备胶粘剂的种子，制备二次胶粘剂。本专利技术所述的任意胶粘剂在装饰木板胶合中的应用。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术制备的淀粉胶粘剂储藏稳定性较好，室温条件下存放期大于250天，且在极端低温条件下存放可达30天，此外，还具备温敏性凝胶-流体转变性能，可通过加热方式恢复流体状态，具备反复循环利用的特性。(2)本专利技术制备的淀粉胶粘剂克服了淀粉胶粘剂低温凝胶之后即丧失粘结性能的缺陷，通过接枝不同种类的丙烯酸酯单体具备了温敏性凝胶-流体转变的特性，凝胶之后的淀粉胶可以通过普通加热恢复流体之后同时恢复粘结性能，或者进一步通过二次接枝共聚技术以提高其粘结性能。因此，本专利技术制备的淀粉胶粘剂可循环利用，利于工业化生产及推广。(3)本专利技术制备的淀粉胶粘剂具有较好的粘结性能，基本达到HG/T2727-2010所规定的的聚乙酸乙烯酯乳液的粘结性能。且在极端条件下凝胶后，经过加热恢复流体之后，其仍然具有原胶粘剂90%以上的粘结性能。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术做进一步说明。所列的实施例仅作阐示之用，并表明本专利技术的精神和范围并非限于此中的细节及其修改案。实施例1本实施例说明胶粘剂的配方、制备方法以及胶粘剂的性能情况。（a）配方说明：在配方中含如下组分，配方(以质量计)，玉米淀粉100g、过硫酸铵1.1g、蔗糖脂肪酸酯2g、醋酸乙烯酯50g、丙烯酸正丁酯30g、聚乙烯醇PVA24881.0g、亚硫酸氢钠0.5g、尿素15g、甘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境友好型淀粉基胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂包括以下原料组分：淀粉，聚乙烯醇，过硫酸铵，乳化剂，混合单体，过硫酸铵，甘油，尿素，盐酸，氢氧化钠，水分。

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型淀粉基胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂包括以下原料组分：淀粉，聚乙烯醇，过硫酸铵，乳化剂，混合单体，过硫酸铵，甘油，尿素，盐酸，氢氧化钠，水分。2.一种环境友好型淀粉基胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂由以下原料组分制得，按质量计，含有淀粉100份，聚乙烯醇6份，过硫酸铵0.4-1份，乳化剂1.5-3份，混合单体70-100份，亚硫酸氢钠0.3-0.5份，甘油5-8份，尿素10-20份，水，盐酸，氢氧化钠。3.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述聚乙烯醇为PVA1788，2088，2488中的一种或多种，且所述聚乙烯醇为用水配置的质量浓度10g/100g的溶液。4.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述乳化剂为蔗糖脂肪酸酯，丙二醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述混合单体由醋酸乙烯酯和丙烯酸酯单体按体积比为4-2：1组成；其中，丙烯酸酯单体由丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸十二烷酯，丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙基酯中的一种或者两种的组成。6.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述淀粉为木薯淀粉，甘薯淀粉，马铃薯淀粉，玉米淀粉，蜡质玉米淀粉，小麦淀粉中的一种或者多种。7.一种环境友好型淀粉基胶粘剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）淀粉的酸解预处理：将淀粉用0.5~1摩尔每升的盐酸配成30~50%（w/w）的悬浊液，在反应容器中，升温到60℃下酸解1~3h；用氢氧化钠调节pH至4~5之间，同时加入淀粉干基重10%~15%的聚乙烯醇，淀粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪振炯，华春，周峰，鲍春根，顾维维，
申请(专利权)人：南京晓庄学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32