一种淀粉基胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉基胶黏剂及其制备方法，涉及淀粉基胶黏剂技术领域，该淀粉基胶黏剂以淀粉、聚乙烯醇和无机填料为原料，分别通过物理、化学相结合对淀粉进行预处理，然后将预处理的淀粉采用芬顿试剂进行氧化处理，最后将氧化后的淀粉与聚乙烯醇、无机填料、交联剂和表面活性剂进行超声反应，制备得淀粉基胶黏剂，制备的淀粉基胶黏剂不仅耐水性和胶结质量好，而且具有高的耐热性。

Starch based adhesive and preparation method thereof

The invention discloses a starch-based adhesive and a preparation method thereof, which relates to the technical field of starch-based adhesive. The starch-based adhesive takes starch, polyvinyl alcohol and inorganic filler as raw materials, and pretreats the starch by physical and chemical combination, and then oxidizes the pretreated starch with Fenton reagent. Finally, the oxidized starch was reacted with polyvinyl alcohol, inorganic filler, crosslinking agent and surfactant to prepare starch-based adhesive. The prepared starch-based adhesive not only has good water resistance and bonding quality, but also has high heat resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基胶黏剂及其制备方法
本专利技术属于胶黏剂
，涉及淀粉基胶黏剂
，具体涉及一种淀粉基胶黏剂及其制备方法。
技术介绍
作为多行业共性产品与技术，无毒无害、环境友好、可降解等胶黏剂性能的全新社会需求，使得以天然生物质材料为原料，获得各种环境兼容性高、制作成本低、经济实用的绿色胶黏剂产品与技术，成为当今胶黏剂领域研究热点。生物质胶黏剂主要有淀粉类胶黏剂、蛋白质类胶黏剂、木质素类胶黏剂、单宁类胶黏剂、以及它们的改性产品，淀粉具有来源广泛、价格低廉、可再生、可降解等优点，是最有开发潜力的天然胶黏剂之一。淀粉分子链上有大量具有反应活性的糖苷键和羟基，且淀粉本身又有黏接性能，因此，可以作为无甲醛胶黏剂而替代传统的氨基树脂胶黏剂，但单纯的淀粉基胶黏剂在使用过程中存在很多不足，如湿胶合强度较低、耐水性差。淀粉乳液存在不稳定、流动性差、易凝沉、储存稳定性差、易霉变等问题。淀粉类胶黏剂主要通过氧化、糊化、酯化、接枝、交联等手段，用物理、化学或生物法对淀粉原料进行改性，封闭羟基并引入其他活性基团，使乳液体系中的羟基数量降低到适当的程度，同时保持有足够的活性基团数目，而改变淀粉的溶解度、黏度等，通过改性要达到既能够保证淀粉胶黏剂的黏接强度，又可以提高耐水性和流动性能，延长储存期等目的。如中国专利公布号CN102585726A公布一种通过化学交联改性制备的淀粉基生物质胶乳粘合剂，制备的粘结剂具有良好的粘结性能，可用来代替羟基丁苯乳和白乳胶等粘合剂，中国专利公布号CN102642222A公布了一种采用预处理的生物油和野生木薯淀粉然后添加氧化剂，聚乙烯醇溶液，碱液、乙二酸和硼砂制备的生物油淀粉无醛胶黏剂。近年来，虽然淀粉类胶黏剂得到了广泛的关注和要就，但还有很多技术瓶颈问题没有得到很好地解决，胶接质量、生产效率、工艺使用性能等问题还有待进一步继续探索研究。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种淀粉基胶黏剂及其制备方法，为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种淀粉基胶黏剂制备方法，具体步骤如下：1)淀粉预处理：将淀粉在压力5-10MPa，温度80-90℃下进行挤压膨化，然后将膨化后的淀粉加入到NaOH溶液中，超声反应50-70min，得淀粉乳液；预处理可以破坏淀粉的结晶结构，提高反应效率，强化氧化进程，从而优化氧化淀粉的性能，得到理想的结果；2)淀粉氧化：向淀粉乳液中加入芬顿试剂进行氧化反应，并保持溶液pH在9.5-10.5，反应3.5-4.5h后，抽滤，真空干燥，研磨，得氧化淀粉，对淀粉进行氧化处理使淀粉带有羧基和醛基，提高其胶液的流动；3)胶黏剂制备：将氧化淀粉溶于聚乙烯醇溶液中，均质乳化5-10min后，加入交联剂、无机填料和表面活性剂，超声反应30-40min，得无醛生物质胶黏剂。优选的，所述NaOH溶液的pH为9-11，温度为40-60℃，与膨化淀粉的料液比为1:3-8。优选的，所述超声的功率为100-200w，频率为15-25Hz，温度40-70℃。优选的，所述芬顿试剂是由0.1-0.15g的FeSO4和30-40mL的浓度15-25％H2O2溶液构成，芬顿试剂环保无污染的氧化剂，且氧化速度快。优选的，所述真空干燥的温度为50-65℃。优选的，所述氧化淀粉的粒径为150-250目。优选的，所述无机填料为质量比为1:0.3-0.8的膨润土和氧化石墨烯，具有提高淀粉胶黏剂剪切稀化行为和热稳定性。优选的，所述交联剂为6-甲氧基亚甲基三聚氰胺,使甲氧基与淀粉和聚乙烯醇分子链上的羟基进行醚化形成交联结构，提高胶黏剂耐水性。优选的，所述淀粉基胶黏剂包括如下质量百分比成分：氧化淀粉20-30％，聚乙烯醇8-13％，无机填料4-10％，表面活性剂1.5-3％，交联剂0.4-1.2％和余量水。优选的，所述淀粉基胶黏剂包括如下质量百分比成分：氧化淀粉25％，聚乙烯醇10％，无机填料8％，表面活性剂2％，交联剂1％和水54％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.本专利技术采用物理挤压膨化和化学碱解相结合的方法预处理淀粉，物理挤压膨化从内部强化淀粉，提高了淀粉的氧化反应活性，改善了淀粉的氧化效果，化学碱解破坏淀粉结晶区结构，提高氧化改性反应效率，预处理可以破坏淀粉的结晶结构，提高反应效率，强化氧化进程，从而优化氧化淀粉的性能，得到理想的结果。2.本专利技术采用芬顿试剂作为氧化剂，具有环保无污染且氧化速度快的优点，交联剂为6-甲氧基亚甲基三聚氰胺,使甲氧基与淀粉和聚乙烯醇分子链上的羟基进行醚化形成交联结构，提高胶黏剂耐水性。3.本专利技术向淀粉胶黏剂中添加膨润土和氧化石墨烯无机填料，膨润土的片层结构穿插在淀粉胶黏剂聚合物间，氧化石墨烯的富含有大量的含氧官能团与氧化淀粉和交联剂反应形成结实的网状结构，具有提高淀粉胶黏剂剪切稀化行为和热稳定性。具体实施方式下面通过对实施例的描述，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。实施例1本实施例中淀粉基胶黏剂包括如下质量百分比成分：氧化淀粉25％，聚乙烯醇10％，无机填料8％，表面活性剂2％，交联剂1％和水54％，其中，无机填料为质量比为1:0.5的膨润土和氧化石墨烯，表面活性剂为十二烷基磺酸钠。本实施例中淀粉基胶黏剂制备方法，具体步骤如下：1)淀粉预处理：将木薯淀粉置于挤压膨化机储料器中，将挤压膨化机的压力设为7MPa，温度设定为85℃，将木薯淀粉进行挤压膨化，然后将膨化后的木薯淀粉加入到pH为10，温度为50℃的NaOH溶液中，保持料液比为1:6，然后将淀粉混合液置于超声发射仪中，在超声功率150w，频率为25Hz，温度60℃下，超声反应60min，得淀粉乳液；2)淀粉氧化：向淀粉乳液中加入由0.13g的FeSO4和35mL的浓度20％H2O2溶液构成的芬顿试剂进行氧化反应，并用步骤(2)中的NaOH溶液调节溶液pH，保持溶液pH在10，氧化反4h后，将反应液进行抽滤，并在60℃下真空干燥，将干燥后的淀粉研磨，并过200目筛，得氧化淀粉；3)胶黏剂制备：取质量占比为25％的氧化淀粉，10％的聚乙烯醇，8％的由质量比为1:0.5的膨润土和氧化石墨烯混合的无机填料，2％的十二烷基磺酸钠表面活性剂，1％的6-甲氧基亚甲基三聚氰胺交联剂，54％的去离子水，将聚乙烯醇溶于去离子水中，加热搅拌至完全融化后，冷去制成聚乙烯醇溶液，然后将氧化淀粉溶于聚乙烯醇溶液中，在压力5Mpa下均质乳化7min后，加入交联剂、无机填料和表面活性剂表面活性剂，将混合液置于超声波发射仪中在功率150w，频率20Hz，温度60℃下超声反应30min，自然冷却，得无醛生物质胶黏剂。实施例2本实施例同实施例1，不同的是本实施例中淀粉基胶黏剂包括如下质量百分比成分：氧化淀粉20％，聚乙烯醇8％，无机填料4％，表面活性剂1.5％，交联剂0.5％和水66％。实施例3本实施例同实施例1，不同的是本实施例中淀粉基胶黏剂包括如下质量百分比成分：氧化淀粉30％，聚乙烯醇13％，无机填料10％，表面活性剂3％，交联剂1.2％和水42.8％。实施例4本实施例同实施例1，不同的是本实施例中淀粉挤压膨化的压力为5MPa，温度为80℃，芬顿试剂是由0.1g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉基胶黏剂制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)淀粉预处理：将淀粉在压力5‑10MPa，温度80‑90℃下进行挤压膨化，然后将膨化后的淀粉加入到NaOH溶液中，超声反应50‑70min，得淀粉乳液；2)淀粉氧化：向淀粉乳液中加入芬顿试剂进行氧化反应，并保持溶液pH在9.5‑10.5，反应3.5‑4.5h后，抽滤，真空干燥，研磨，得氧化淀粉；3)胶黏剂制备：将氧化淀粉溶于聚乙烯醇溶液中，均质乳化5‑10min后，加入交联剂、无机填料和表面活性剂，超声反应30‑40min，得无醛生物质胶黏剂。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基胶黏剂制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)淀粉预处理：将淀粉在压力5-10MPa，温度80-90℃下进行挤压膨化，然后将膨化后的淀粉加入到NaOH溶液中，超声反应50-70min，得淀粉乳液；2)淀粉氧化：向淀粉乳液中加入芬顿试剂进行氧化反应，并保持溶液pH在9.5-10.5，反应3.5-4.5h后，抽滤，真空干燥，研磨，得氧化淀粉；3)胶黏剂制备：将氧化淀粉溶于聚乙烯醇溶液中，均质乳化5-10min后，加入交联剂、无机填料和表面活性剂，超声反应30-40min，得无醛生物质胶黏剂。2.根据权利要求1所述的淀粉基胶黏剂制备方法，其特征在于，所述NaOH溶液的pH为9-11，温度为40-60℃，与膨化淀粉的料液比为1:3-8。3.根据权利要求1所述的淀粉基胶黏剂制备方法，其特征在于，所述超声的功率为100-200w，频率为15-25Hz，温度40-70℃。4.根据权利要求1所述的淀粉基胶黏剂制备方法，其特征在于，所述芬顿试剂是由0.1-0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌永娥，
申请(专利权)人：安徽盛美金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34