一种环保淀粉粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保淀粉粘合剂，包括如下重量份数的组成：干玉米淀粉100份、去离子水300‑500份、过氧碳酸钠0.5‑3份、催化剂0.01‑0.05份、稳定剂0.5‑3份、环氧树脂20‑45份、膨润土3‑5份、水滑石6‑10份、碳酸钙6‑10份、明矾0.2‑3份、聚乙烯醇5‑10份、三聚磷酸钠0.2‑3份和羧甲基纤维素钠1‑5份：其特征在于，所述催化剂为多金属氧酸盐型离子液体。本发明专利技术制备的胶粘剂粘接力更强，抗凝沉效果更好，储存期更长。

An environmentally friendly starch adhesive and its preparation method

The invention relates to an environmental protection starch adhesive, which comprises 100 parts by weight of dry corn starch, 300-500 parts of deionized water, 0.5-3 parts of sodium peroxide carbonate, 0.01-0.05 parts of catalyst, 0.5-3 parts of stabilizer, 20-45 parts of epoxy resin, 3-5 parts of bentonite, 6-10 parts of hydrotalcite, 6-10 parts of calcium carbonate, 0.2-3 parts of alum, 5-10 parts of polyvinyl alcohol, and 6-10 parts of tripolyphosphate. Sodium acid 0.2 \u2011 3 parts and sodium carboxymethylcellulose 1 \u2011 5 parts: characterized in that the catalyst is a polyoxometalate type ionic liquid. The adhesive prepared by the invention has stronger adhesive force, better anticoagulation effect and longer storage period.

【技术实现步骤摘要】
一种环保淀粉粘合剂及其制备方法
本专利技术属于胶粘剂
，具体涉及一种环保淀粉粘合剂及其制备方法。
技术介绍
纸板主要用来制成纸箱包装物品，方便储藏和运输。纸板一般由两层或两层以上的纸粘结而成，如单面瓦楞纸、复合瓦楞纸等。纸板所用的粘合剂一般是淀粉粘合剂，淀粉粘合剂一般是将淀粉溶于水后用高锰酸钾氧化，然后加入烧碱和硼砂等得到，但是高锰酸钾在碱性条件下容易生成深色的二氧化锰，会对环境造成一定的影响，烧碱和硼砂也会对人的身体健康造成损害。更重要的是，用这种方法制作的淀粉粘合剂容易出现沉淀、对纸板的粘接力不够、自干速度慢、易吸湿。因此，亟需设计一种淀粉粘合剂添加剂硼砂和烧碱，并提高粘合剂的稳定性、粘结力、自干速度和耐水性。中国专利CN2015104713981公开了一种淀粉粘合剂的添加剂，包括三个组分：第一组分由过硫酸铵、过氧碳酸钠制成；第二组分由脲醛树脂和乙烯-醋酸乙烯树脂制成；第三组分由膨润土、水滑石、碳酸钙、明矾、聚乙烯醇、三聚磷酸钠和羧甲基纤维素钠制成；该添加剂抛弃了影响粘合剂颜色的高锰酸钾，采用过硫酸铵和过氧碳酸钠对淀粉进行氧化，一定程度上提高了粘合剂的透明度，采用脲醛树脂和乙烯-醋酸乙烯酯树脂对淀粉进行改性，对粘接性和耐湿性进行了改善。但整体来说，淀粉粘合剂的粘接强度、耐湿性，长期使用易老化性等还有待进一步提高。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种环保淀粉粘合剂及其制备方法。具体研究方案如下：一种环保淀粉粘合剂，其特征在于包括如下重量份数的组成：干玉米淀粉100份、去离子水300-500份、过氧碳酸钠0.5-3份、催化剂0.01-0.05份、稳定剂0.5-3份、环氧树脂20-45份、膨润土3-5份、水滑石6-10份、碳酸钙6-10份、明矾0.2-3份、聚乙烯醇5-10份、三聚磷酸钠0.2-3份和羧甲基纤维素钠1-5份：所述过氧碳酸钠为氧化剂，遇水后会原位释放过氧化氢，释放的过氧化氢能够氧化淀粉分子上的羟基，使其变成醛基或羧基。氧化剂只选用过氧碳酸钠是因为现有技术中添加的过硫酸铵遇水迅速释放过氧化氢造成瞬间局部氧化剂浓度较高引起反应过度，造成产品变质；所述催化剂为多金属氧酸盐型离子液体，所述离子液体的阳离子为1-羟乙基-3-甲基咪唑阳离子，阴离子为[PMo11VO40]4-、[PMo10V2O40]5-、[PMo9V3O40]6-中的至少一种。在所述催化剂的作用下，可以较好的促进双氧水与淀粉的氧化反应的进行，即使反应初期双氧水产生量很少的情况下也能实现有效反应。同时，阳离子为羟基功能化的羟乙基咪唑阳离子，还可以与淀粉中的羟基形成氢键，降低淀粉分子间的团聚造成的凝沉现象；所述稳定剂为柠檬酸三丁酯与硫酸镁的复合物，二者质量比为10-15:1；由于双氧水在催化剂的作用下高温氧化淀粉时极易分解，降低了氧化效率，该稳定剂的主要作用在于，抑制双氧水的快速分解，提高氧化效率；所述环氧树脂为聚乙二醇改性E44环氧树脂，改性后的环氧树脂含有较多的羟基，可进一步提高其与淀粉分子的键合效果提高粘接强度，同时聚乙二醇还具有增韧作用，提高胶膜的韧性；所述聚乙烯醇具有活泼氢和羟基，可与淀粉交联形成网络结构，提高粘接强度；所述膨润土、水滑石、碳酸钙的组合可以提高淀粉粘合剂的自干速度，其中水滑石具有良好地不吸湿性，利于水份蒸发。而且水滑石还具有一定的杀灭细菌和微生物的作用，可以有效防止淀粉粘合剂变质，有效延长了淀粉粘合剂的储存时间；所述三聚磷酸钠、明矾都具有极强的络合作用，能结合在固体颗粒表面，提高固体颗粒的溶解性；所述羧甲基纤维素钠是一种高分子分散剂，具有较多的羧基，这些羧基与固体分子连接，使固体颗粒表面带电，使固体颗粒之间互相排斥，不能凝聚并沉降；所述淀粉粘合剂的制备方法，具体包括如下步骤：(1)将各组分按配方组成称量后备用；(2)催化剂的制备：将一定量的1-羟乙基-3-甲基咪唑溴溶于去离子水中配成水溶液，然后滴加杂多酸溶液，滴加完毕后过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇洗涤、干燥得磷鉬钒多金属氧酸盐离子液体催化剂；(3)将E-44环氧树脂与聚乙二醇按质量比混合后，60-80℃下搅拌30-60min得改性环氧树脂；(4)将一定量配比的明矾、聚乙烯醇、三聚磷酸钠和羧甲基纤维素钠放入搅拌釜中，加水至全部溶解；然后加入膨润土粉末，将100V直流电源的正负极放入反应容器中，通电10min后，加入水滑石粉末，然后交换正负极的位置并继续通电20min，然后按上述重量比加入碳酸钙粉末，再次交换正负极的位置并继续通电10min后停止通电，给反应容器加热升温至50℃，并保温30min，然后减压蒸发至将水全部蒸出，得复合填料组分；(5)先向反应釜中加入去离子水，然后加入玉米淀粉配成30-50％的淀粉乳液，加入稳定剂和催化剂，升高温度至50-60℃，分批加入过氧碳酸钠，加入完毕后保温反应2-4h后降温，得氧化淀粉乳液；(6)向步骤(5)制备的乳液中依次加入复合填料组分和改性环氧树脂，升高温度至50-60℃，持续搅拌反应1-3h，降低温度，抽真空除气泡，出料得环保淀粉粘合剂。本专利技术的有益效果在于：(1)采用环保的过氧碳酸钠氧化剂、柠檬酸三丁酯与硫酸镁复合物和多金属氧酸盐型离子液体催化剂体系实现了玉米淀粉的高效温和氧化，在保证淀粉氧化效果的同时还不至于过度氧化；(2)多金属氧酸盐型离子液体催化体系能够与复合填料组分都是离子型化合物，带有适量的电荷，制备的粘合剂分散更为均匀；(3)改性环氧树脂能促进能与氧化淀粉中的羟基、羧基和醛基、复合填料体系中的聚乙烯醇活泼氢、羟基以及明矾和三聚磷酸钠的络合作用，使制备的胶粘剂粘接力更强，抗凝沉效果更好，储存期更长。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例。基于本专利技术实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动所做的等同替换或改进，都在本专利技术的保护范围之内。所述催化剂为多金属氧酸盐型离子液体，所述离子液体的阳离子为1-羟乙基-3-甲基咪唑阳离子，阴离子为[PMo11VO40]4-、[PMo10V2O40]5-、[PMo9V3O40]6-中的至少一种。在所述催化剂的作用下，可以较好的促进双氧水与淀粉的氧化反应的进行，即使反应初期双氧水产生量很少的情况下也能实现有效反应。同时，阳离子为羟基功能化的羟乙基咪唑阳离子，还可以与淀粉中的羟基形成氢键，降低淀粉分子间的团聚，造成的凝沉现象；以[PMo11VO40]4-阴离子为例，本专利技术所述催化剂的合成路线如下：将1-羟乙基-3-甲基咪唑溴(40mmol,8.24g)溶于25mL去离子水中配成水溶液，然后滴加H4[PMo11VO40](3.33g,10mmol)的水溶液，滴加完毕后过滤，滤饼用去离子水和无水乙醇洗涤、干燥得磷鉬钒多金属氧酸盐离子液体催化剂。上述方法为通用方法，当阴离子选[PMo10V2O40]5-、[PMo9V3O40]6-时，制备方法与本路线相同，仅是将1-羟乙基-3-甲基咪唑溴与杂多酸的摩尔比分别设为5:1或6:1。本专利技术所述稳定剂为柠檬酸三丁酯与硫酸镁的复合物，二者质量比为10-15:1，具体制备方法是将硫酸镁加入到柠檬酸三丁酯中，真空分散制得。利用上述制备的催化剂、稳定剂分别对玉米淀粉进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保淀粉粘合剂，包括如下重量份数的组成：干玉米淀粉100份、去离子水300‑500份、过氧碳酸钠0.5‑3份、催化剂0.01‑0.05份、稳定剂0.5‑3份、环氧树脂20‑45份、膨润土3‑5份、水滑石6‑10份、碳酸钙6‑10份、明矾0.2‑3份、聚乙烯醇5‑10份、三聚磷酸钠0.2‑3份和羧甲基纤维素钠1‑5份；其特征在于，所述催化剂为多金属氧酸盐型离子液体。

【技术特征摘要】
1.一种环保淀粉粘合剂，包括如下重量份数的组成：干玉米淀粉100份、去离子水300-500份、过氧碳酸钠0.5-3份、催化剂0.01-0.05份、稳定剂0.5-3份、环氧树脂20-45份、膨润土3-5份、水滑石6-10份、碳酸钙6-10份、明矾0.2-3份、聚乙烯醇5-10份、三聚磷酸钠0.2-3份和羧甲基纤维素钠1-5份；其特征在于，所述催化剂为多金属氧酸盐型离子液体。2.根据权利要求1所述一种环保淀粉粘合剂，其特征在于，所述多金属氧酸盐型离子液体阳离子为1-羟乙基-3-甲基咪唑阳离子，阴离子为[PMo11VO40]4-、[PMo10V2O40]5-、[PMo9V3O40]6-中的至少一种。3.根据权利要求1所述一种环保淀粉粘合剂，其特征在于，所述稳定剂为柠檬酸三丁酯与硫酸镁的复合物，二者质量比为10-15:1。4.根据权利要求1所述一种环保淀粉粘合剂，其特征在于，所述环氧树脂为聚乙二醇改性E44环氧树脂。5.权利要求1-4中任一项所述的环保粘合剂的制备方法，具体包括如下步骤：(1)将各组分按配方组成称量后备用；(2)催化剂的制备：将一定量的1-羟乙基-3-甲基咪唑溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：温州包鹿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33