技术领域
[0001] 本
发明属于瓦楞纸技术领域,具体涉及一种瓦楞纸用淀粉胶黏剂的制备方法。
背景技术
[0002]
瓦楞纸板以低克重、低成本、高强度、优良的缓冲性能和环境友好性能的特性成为现在使用非常普遍的纸
包装材料,近些年来,物流包装行业的迅速发展,瓦楞纸的应用。
[0003] 淀粉作为一种重要的
生物质资源,广泛的应用于食品、建筑、医药、造纸和化工等众多领域,在工业发展的过程中扮演着重要的
角色。然而,由于淀粉胶黏剂存在一些重要的
缺陷,如其应用于瓦楞纸中,当瓦楞纸放置在较大的湿度下后的粘合强度大幅度降低的问题,从而使得现有淀粉胶黏剂无法很好的得到应用。
发明内容
[0004] 本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种瓦楞纸用淀粉胶黏剂的制备方法。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的:一种瓦楞纸用淀粉胶黏剂的制备方法,以
磷酸盐溶液分散大豆淀粉制备淀粉浆,调节淀粉浆pH至8-8.5,对淀粉浆进行糊化处理,在糊化处理过程中添加淀粉
纳米晶,然后进行超声处理,得到所需淀粉胶黏剂。
[0006] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液为磷酸二氢钠与焦磷酸钠混合溶液。
[0007] 作为进一步的技术方案,所述磷酸二氢钠
质量分数为12-13%,焦磷酸钠质量分数为3-4%。
[0008] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液与大豆淀粉混合质量比为400ml:150-160g。
[0009] 作为进一步的技术方案,所述调节淀粉浆pH采用浓度为0.5mol/L的氢
氧化钠溶液进行调节。
[0010] 作为进一步的技术方案,所述对淀粉浆进行糊化处理为将淀粉浆加热至80℃,
水浴保温,并以500r/min转速搅拌,糊化处理时间为1小时。
[0011] 作为进一步的技术方案,所述在糊化处理过程中添加淀粉纳米晶为在糊化处理30min时添加大豆淀粉质量10-12%的淀粉纳米晶。
[0012] 作为进一步的技术方案,所述淀粉纳米晶制备方法包括以下步骤:(1)将直链淀粉均匀分散到去离子水中,配制成65-70mg/ml的淀粉悬浮液,然后再将淀粉悬浮液置于80℃水浴中进行糊化,并以250r/min转速搅拌1.5小时,得到糊化淀粉
浆液;
直链淀粉为玉米淀粉;
(2)将100ml的糊化淀粉浆液添加到反应釜中,然后向反应釜中滴加300ml的
乙醇,并以
100r/min转速进行搅拌,得到乙醇
混合液,向乙醇混合液中添加糊化淀粉浆液质量5%的乙酸乙烯酯
单体和0.1%的引发剂,然后搅拌反应4小时,得到复合分散液;其中引发剂采用过
硫酸铵;
(3)对上述得到的复合分散液进行高速离心分离,然后烘干至恒重,即得反应初产物,以质量分数为50%的乙醇溶液对反应初产物进行清洗,然后再进行旋转
蒸发干燥,即得所需淀粉纳米晶。
[0013] 作为进一步的技术方案,所述超声处理
频率为45-50kHz,功率为800W。
[0014] 有益效果:本发明制备的瓦楞纸用淀粉胶黏剂具有良好的粘合强度,随着湿度的增加,粘合强度会呈现小幅度的降低,当不不添加乙酸乙烯酯单体和引发剂时,瓦楞纸的粘合强度大幅度降低,将会极大的影响了瓦楞纸的正常使用;本发明通过采用二次法制备瓦楞纸用淀粉胶黏剂,先对大豆淀粉进行处理,然后再进行复合淀粉纳米晶,从而使得制成的淀粉胶黏剂黏度大,具有典型的假塑性,粘结强度较其他淀粉胶黏剂明显要高,能够使得胶黏剂的耐潮湿性能得到大幅度的提高,制备得到的淀粉胶黏剂由于分子链上具有多个活性基团,能够在涂覆到瓦楞纸表面后,不仅能够有效的提高胶黏剂在瓦楞纸表面上的延展性,并且能够与瓦楞纸表面
纤维组织进行多种化学反应,显著提高胶合强度,经过处理后,淀粉分子链上的亲水基团被很好的保护起来,同时,将憎水基团露出,乙酸乙烯酯单体经过引发剂的引发作用,能够形成屏蔽作用,能够隔离亲水基团,极大的提高了淀粉胶黏剂的耐潮湿环境的问题,使得胶黏剂在潮湿环境中使用,能够更好的保持良好的粘结强度,避免粘合强度过度降低,导致瓦楞纸无法正常使用,同时使得胶黏剂体系分散的更加均匀,有效的降低了现有淀粉胶黏剂流动性差的问题。
具体实施方式
[0015]
实施例1一种瓦楞纸用淀粉胶黏剂的制备方法,以磷酸盐溶液分散大豆淀粉制备淀粉浆,调节淀粉浆pH至8,对淀粉浆进行糊化处理,在糊化处理过程中添加淀粉纳米晶,然后进行超声处理,得到所需淀粉胶黏剂。
[0016] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液为磷酸二氢钠与焦磷酸钠混合溶液。
[0017] 作为进一步的技术方案,所述磷酸二氢钠质量分数为12%,焦磷酸钠质量分数为3%。
[0018] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液与大豆淀粉混合质量比为400ml:150g。
[0019] 作为进一步的技术方案,所述调节淀粉浆pH采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液进行调节。
[0020] 作为进一步的技术方案,所述对淀粉浆进行糊化处理为将淀粉浆加热至80℃,水浴保温,并以500r/min转速搅拌,糊化处理时间为1小时。
[0021] 作为进一步的技术方案,所述在糊化处理过程中添加淀粉纳米晶为在糊化处理30min时添加大豆淀粉质量10%的淀粉纳米晶。
[0022] 作为进一步的技术方案,所述淀粉纳米晶制备方法包括以下步骤:(1)将直链淀粉均匀分散到去离子水中,配制成65mg/ml的淀粉悬浮液,然后再将淀粉悬浮液置于80℃水浴中进行糊化,并以250r/min转速搅拌1.5小时,得到糊化淀粉浆液;
(2)将100ml的糊化淀粉浆液添加到反应釜中,然后向反应釜中滴加300ml的乙醇,并以
100r/min转速进行搅拌,得到乙醇混合液,向乙醇混合液中添加糊化淀粉浆液质量5%的乙酸乙烯酯单体和0.1%的引发剂,然后搅拌反应4小时,得到复合分散液;
(3)对上述得到的复合分散液进行高速离心分离,然后烘干至恒重,即得反应初产物,以质量分数为50%的乙醇溶液对反应初产物进行清洗,然后再进行
旋转蒸发干燥,即得所需淀粉纳米晶。
[0023] 作为进一步的技术方案,所述超声处理频率为45kHz,功率为800W。
[0024] 实施例2一种瓦楞纸用淀粉胶黏剂的制备方法,以磷酸盐溶液分散大豆淀粉制备淀粉浆,调节淀粉浆pH至8.5,对淀粉浆进行糊化处理,在糊化处理过程中添加淀粉纳米晶,然后进行超声处理,得到所需淀粉胶黏剂。
[0025] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液为磷酸二氢钠与焦磷酸钠混合溶液。
[0026] 作为进一步的技术方案,所述磷酸二氢钠质量分数为13%,焦磷酸钠质量分数为4%。
[0027] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液与大豆淀粉混合质量比为400ml: 160g。
[0028] 作为进一步的技术方案,所述调节淀粉浆pH采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液进行调节。
[0029] 作为进一步的技术方案,所述对淀粉浆进行糊化处理为将淀粉浆加热至80℃,水浴保温,并以500r/min转速搅拌,糊化处理时间为1小时。
[0030] 作为进一步的技术方案,所述在糊化处理过程中添加淀粉纳米晶为在糊化处理30min时添加大豆淀粉质量12%的淀粉纳米晶。
[0031] 作为进一步的技术方案,所述淀粉纳米晶制备方法包括以下步骤:(1)将直链淀粉均匀分散到去离子水中,配制成70mg/ml的淀粉悬浮液,然后再将淀粉悬浮液置于80℃水浴中进行糊化,并以250r/min转速搅拌1.5小时,得到糊化淀粉浆液;
(2)将100ml的糊化淀粉浆液添加到反应釜中,然后向反应釜中滴加300ml的乙醇,并以
100r/min转速进行搅拌,得到乙醇混合液,向乙醇混合液中添加糊化淀粉浆液质量5%的乙酸乙烯酯单体和0.1%的引发剂,然后搅拌反应4小时,得到复合分散液;
(3)对上述得到的复合分散液进行高速离心分离,然后烘干至恒重,即得反应初产物,以质量分数为50%的乙醇溶液对反应初产物进行清洗,然后再进行旋转蒸发干燥,即得所需淀粉纳米晶。
[0032] 作为进一步的技术方案,所述超声处理频率为50kHz,功率为800W。
[0033] 实施例3一种瓦楞纸用淀粉胶黏剂的制备方法,以磷酸盐溶液分散大豆淀粉制备淀粉浆,调节淀粉浆pH至8.2,对淀粉浆进行糊化处理,在糊化处理过程中添加淀粉纳米晶,然后进行超声处理,得到所需淀粉胶黏剂。
[0034] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液为磷酸二氢钠与焦磷酸钠混合溶液。
[0035] 作为进一步的技术方案,所述磷酸二氢钠质量分数为12.5%,焦磷酸钠质量分数为3.5%。
[0036] 作为进一步的技术方案,所述磷酸盐溶液与大豆淀粉混合质量比为400ml:155g。
[0037] 作为进一步的技术方案,所述调节淀粉浆pH采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液进行调节。
[0038] 作为进一步的技术方案,所述对淀粉浆进行糊化处理为将淀粉浆加热至80℃,水浴保温,并以500r/min转速搅拌,糊化处理时间为1小时。
[0039] 作为进一步的技术方案,所述在糊化处理过程中添加淀粉纳米晶为在糊化处理30min时添加大豆淀粉质量11%的淀粉纳米晶。
[0040] 作为进一步的技术方案,所述淀粉纳米晶制备方法包括以下步骤:(1)将直链淀粉均匀分散到去离子水中,配制成68mg/ml的淀粉悬浮液,然后再将淀粉悬浮液置于80℃水浴中进行糊化,并以250r/min转速搅拌1.5小时,得到糊化淀粉浆液;
(2)将100ml的糊化淀粉浆液添加到反应釜中,然后向反应釜中滴加300ml的乙醇,并以
100r/min转速进行搅拌,得到乙醇混合液,向乙醇混合液中添加糊化淀粉浆液质量5%的乙酸乙烯酯单体和0.1%的引发剂,然后搅拌反应4小时,得到复合分散液;
(3)对上述得到的复合分散液进行高速离心分离,然后烘干至恒重,即得反应初产物,以质量分数为50%的乙醇溶液对反应初产物进行清洗,然后再进行旋转蒸发干燥,即得所需淀粉纳米晶。
[0041] 作为进一步的技术方案,所述超声处理频率为46kHz,功率为800W。
[0042] 性能测试根据国家标准GB/T6548-2011,瓦楞纸板粘合强度的测定,裁切尺寸为120mm×25mm的试样,根据国标GB/T22906.2-2008中的温湿度处理,将试样放置在恒温恒湿实验试验箱里面进行温湿度处理8h,再将试样用针形附件插入的楞纸盒面纸之间,然后将其放在压缩实验仪下
压板的中心
位置,对试样施加压
力,动压板的移动速率为12.5mm/min,直至试样压溃为止,记录最大压力值,平行测定十个样品,取平均值,(
温度为40℃,不同湿度)粘合强度计算为:
粘合强度=最大压力值/(插入试样的针根数-1)试样的宽度;
粘合强度:kN/m;
最大压力值:N;
试样的宽度:mm;
表1
对比例1:与实施例1区别仅在于不添加乙酸乙烯酯单体和引发剂;
对比例2:与实施例1区别仅在于磷酸盐溶液为磷酸二氢钠溶液,磷酸二氢钠浓度不变;
对比例3:与实施例1区别仅在于不添加淀粉纳米晶;
由表1可以看出,本发明制备的瓦楞纸用淀粉胶黏剂具有良好的粘合强度,随着湿度的增加,粘合强度会呈现小幅度的降低,当不不添加乙酸乙烯酯单体和引发剂时,瓦楞纸的粘合强度大幅度降低,将会极大的影响了瓦楞纸的正常使用。