姜芋粉瓦楞纸板粘合剂及生产方法技术

本发明专利技术公开了一种用于瓦楞纸板生产的淀粉粘合剂。该粘合剂以姜芋粉为主要原料，经氧化、糊化、络合等制得。本发明专利技术具有原料来源丰富、价格低廉，不与人、畜争食；生产工艺简单，所采用催化剂、氧化剂等价低、易得，且产胶比高等特点。该粘合剂的原料成本仅为粮食粘合剂的一半左右、而且贮存期较之同类产品高２５％以上，用以生产的瓦楞纸板包装箱强度高、符合食品等包装箱的使用要求。从而克服了粮食淀粉粘合剂成本高、难于广泛推广应用等弊端。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于淀粉粘合剂及其生产方法，它特别适用于以姜芋粉为淀粉原料生产瓦楞纸板用的粘合剂。瓦楞纸板的质量在纸质和施胶工艺相同的情况下，主要取决于所使用的粘合剂的性能。目前国内绝大多数纸箱厂仍采用水玻璃(偏硅酸钠)作为粘合剂。但用水玻璃粘接的瓦楞纸板性脆易折，碱性大，易返碱受潮发霉，且不符合国际和食品包装纸箱要求。近几年来，国内外瓦楞纸板用淀粉粘合剂的研究和生产进展较快。从国内来看，此种粘合剂多以玉米、红薯、马铃薯、木薯为主要原料，采用碱糊法、糊精法、氧化法等进行生产，其中尤以氧化法使用较为普遍。常用的氧化剂为过氧化氢溶液，也有用次氯酸钠溶液的。《粘接》杂志1988年第3期第1～4页上登载的《瓦楞纸箱用面粉粘合剂》(郑州大学化学系李自法、张子勇)、88年第1期《SA型粘合剂的研制》以及第4期鲁长蓉、白礼桂的《玉米淀粉粘合剂凝冻性与氧化深度关系的研究》等均属氧化淀粉粘合剂的研究。这些淀粉粘合剂虽然具有粘度适宜、流动性好以及利用该粘合剂生产的纸箱抗压强度、耐酸度、防潮性等符合使用标准，但由于其主要原料系玉米、红薯、马铃薯、小麦、大米等各种粮食，因此存在着与人、畜争食的问题，如过多地利用粮食淀粉作粘合剂必然引起部分粮食供应紧张，价格上涨。近年来，一些诸如生产玉米淀粉粘合剂的厂家已经面临严重的威胁，就是这一情况的反映。此外，在生产工艺中由于采用过氧化氢溶液和次氯酸钠溶液作氧化剂，而这些氧化剂在不少地区存在着供应紧张、价格较高等缺点。为了加速次氯酸钠溶液的分解采用的催化剂有玻璃粉、铂绒、钴、镍等的氧化物，然而第一种难以回收再利用，后面几种价格又较贵，加上此类粘合剂产胶比例较小(为1∶7以下)，因此产品的成本较高，难于扩大生产。本专利技术的目的在于拟开发一种新的淀粉资源(非粮食淀粉)作瓦楞纸板粘合剂的主要原料，同时利用供应充足、价格低廉、性能较好的氧化剂和催化剂，在室温或稍高于或低于室温下反应，生产一种既符合出口包装和食品包装纸箱要求，又能提高产胶比例、降低成本的淀粉粘合剂，从而达到克服现有技术中采用粮食淀粉为主要原料，所用氧化剂、催化剂价格较高、产胶比例较小，从而带来成本较高等弊端，以促进瓦楞纸板用淀粉粘合剂的商品化和推广应用。本专利技术的解决方案是采用姜芋粉作为主体材料，经催化氧化、糊化、络合，从而制成瓦楞纸板等纸质品用粘合剂。主体材料姜芋，又名芭蕉芋、蕉藕，属美人蕉科，多年生草本植物。其根茎富含淀粉，姜芋干粉出粉率可达25%左右，比红薯出粉率高5～10%。姜芋主要用于制做姜芋粉条，但姜芋粉条质地硬，欠绵软，口感比豌豆粉条、红薯粉条差，利用价值较低，其用途长期未得到很好开发。而姜芋产于我国长江流域以南包括四川在内的广大地区，其生长条件要求不高，山坡沟地、田边地角、房前屋后均可生长，无需特殊管理，亩产即可达8000～10000斤以上。因此利用姜芋生产粘合剂具有资源丰富、价格低廉，又不与人畜争食的优点。本专利技术采用漂白粉的澄清过滤液作氧化剂。漂白粉的成分很复杂，其主要成分为Ca(OCl)2和CaCl2·Ca(OH)2。漂白粉中的Ca(OCl)2易溶于水，分解为次亚氯酸。次亚氯酸在水溶液中很易解离，其解离过程颇为复杂，一般认为依下列方式进行其中新生态氧〔O〕和Cl2在本专利技术的生产过程中起氧化作用，其机理与用次氯酸钠溶液相同。但漂白粉水溶液中除次亚氯酸外还有其他复杂的成分，这些成份在其中起到的是综合的作用，产生了出乎意料的效果。用漂白粉水溶液作氧化剂生产的粘合剂比用次氯酸钠作氧化剂生产的粘合剂其粘度稳定性更好、贮存期更长，特别是产胶比例大。本专利技术所采用的催化剂为氯化铁(FeCl3)溶液，在反应过程中配之以日光灯照射获得良好的催化效果。还原剂用甲醛溶液，既起到终止氧化的作用，又能防腐。其他的淀粉粘合剂的生产温度一般在20～30℃直至50℃之间，本粘合剂生产不仅能在此温度范围内进行，而且可在10℃左右的室温下正常反应，无需在冬天对反应釜进行保温。本粘合剂生产的主要设备为带电动搅拌器的搪瓷或不锈钢反应釜，也可自制水泥池，内衬瓷砖(或水磨石)代替反应釜，大大降低其设备投资。本专利技术的原辅料配方(重量比)为姜芋粉(粒度为100目左右，也可用红薯粉等)100漂白粉(取其溶解过滤液)3～6氯化铁(按固体量计算)1～4甲醛溶液(HCHO含量不小于36%)2～5氢氧化钠(按固体量计算)10～14硼砂2～4水1000～1100其工艺为首先将漂白粉溶于20倍水中，充分搅拌后静置过滤，取其滤液作氧化剂，采用液体氯化铁作催化剂，在装有电动搅拌器并有日光灯直接照射的反应池内，按一定顺序投入原辅料，以转速为100～120转/分的涡轮式搅拌器连续搅拌约3小时左右即成。本专利技术制备的淀粉粘合剂与其他淀粉粘合剂相比具有原辅材料价格低廉、产胶比例大(为110～12，比其他产品高50%左右)产品成本低的特点。每生产一吨粘合剂可获利35%左右，比其他淀粉粘合剂的原材料成本低一倍多。粘度稳定性好，贮存期延长25%以上。其它重要性能指标测试如下(取产胶比为1∶12的样品)项目技术指标测试数据备注外观黄色粘性液体合格粘度(厘泊)50～10097GB2794-31比重(25℃)1.045总固体含量(%)18±110.4低于GB2793-81不小于0.95稳定度(12小时内)不大于10.99游离碱(以NaOH计%) ＜2 1.33初粘力10分钟内粘着合格力96%以上纸箱抗压强度(公斤)400654GB6543-86纸箱耐破度(公斤/厘米)711GB6544纸箱戳穿强度(公斤·厘米)70122GB6548-86贮存期(天)40＞60因此本专利技术生产的粘合剂其主要性能测试均达到或超过同类淀粉瓦楞纸箱粘合剂的技术指标，并经瓦楞纸板机施胶试验，效果良好。实施例以制600Kg胶比为1∶12的粘合剂为例，首先将2.5Kg漂白粉溶入50Kg水中，充分搅拌后静置15分钟过滤，取其滤液约40Kg(滤液中不得有沉淀混入);将50Kg姜芋粉放入反应池中，加入1.5倍即约75Kg水，予搅拌约5分钟，使之调匀;开启日光灯(功率40瓦、距离1米左右)，匀速加入漂白粉滤液和1.5Kg(固体计)FeCl，连续搅拌约一小时使之充分氧化。然后加入甲醛溶液1500毫升，再搅拌10分钟左右;此时将氢氧化钠7公斤溶于133公斤水中制成的5%浓度的溶液缓慢加入池内，当该溶液加至一半左右淀粉糊变稠时，则一边添加清水，一边放慢加入氢氧化钠溶液的速度，其清水量约为270Kg左右，强力搅拌80分钟左右。当粘度达到要求时再缓慢加入络合物硼砂1.5Kg(先溶于80℃、约30公斤水中再加入)，继续搅拌约20分钟后，测粘度，合格时停止搅拌即成。放出后密闭贮存。权利要求1.一种用于瓦楞纸板粘合的淀粉粘合剂，其主要成份含淀粉及氧化剂、催化剂、还原剂、氢氧化钠及络合物，其特征在于所采用的淀粉为姜芋粉、氧化剂为漂白粉、催化剂为氯化铁、还原剂和防腐剂为甲醛溶液，该粘合剂的胶比为10～12，其固体含量约为9.5～10.5%。2.按权利要求1所述之淀粉粘合剂，其特征在于粘合剂中各成分的含量(重量比)分别为姜芋粉100，漂白粉3～6，氯化铁1～4、甲醛溶液2～5、氢氧化钠10～14，硼砂2～4，水1000～1100。3.按权利要求1所述之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于瓦楞纸板粘合的淀粉粘合剂，其主要成份含淀粉及氧化剂、催化剂、还原剂、氢氧化钠及络合物，其特征在于所采用的淀粉为姜芋粉、氧化剂为漂白粉、催化剂为氯化铁、还原剂和防腐剂为甲醛溶液，该粘合剂的胶比为１０～１２，其固体含量约为９．５～１０．５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余伯良，
申请(专利权)人：余伯良，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]