技术领域
[0001] 本
发明涉及粘合剂,具体涉及一种用于瓦楞纸箱的环保型粘合剂。
背景技术
[0002] 瓦楞纸箱作为生产生活中必不可少的
包装容器,被广泛应用于食品、
家用电器、纺织、食品行业、日化等各个行业的运输和包装。
瓦楞纸板是一种纸质复合板材,是具有粘-弹-塑性的非金属夹层材料,由波纹状瓦楞芯纸和内外面纸粘合而成,用于制造各种瓦楞纸箱,纸托盘,纸
衬垫,纸护
角,展示架,纸家具,纸玩具,轻质建材制品等,产品呈现多元化趋势,工业应用前景广阔。
[0003] 瓦楞纸板的基本结构以单瓦楞纸板为例说明,单瓦楞纸板,即三层瓦楞纸板,是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成,粘合剂为包装企业必不可少的材料,目前,瓦楞纸箱的粘合主要采用
淀粉胶,但由于此类粘合剂粘结
力弱,抗压性、防霉防腐防潮能力差,因此生产出的产品
质量得不到保证。淀粉作为一种可再生天然高分子材料,具有来源广、价格低廉、无毒无味、绿色环保等优点。然而为了增大原淀粉胶黏剂的粘接强度及弥补性能不稳定,易霉变,流动性差,易脱标等
缺陷,在其生产过程中通常需要加入甲
醛和
硼砂,因而存在游离甲醛释放和硼砂中毒的问题,由于其污染周期长,难以根除,危害着人体健康和生态环境。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于瓦楞纸箱的环保型粘合剂,对传统的淀粉进行改性,且无甲醛添加,绿色环保,粘合的瓦楞纸箱可适用于多种产品的包装。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
[0006] 一种用于瓦楞纸箱的环保型粘合剂,其特征在于:包括以下重量份的组份:改性淀粉100份、聚乙烯醇5-10份和消泡剂0.5-1份;
[0007] 该环保型粘合剂的制备具体包括以下步骤:
[0008] 第一步:淀粉的溶胀
[0009] 将淀粉和
水依次加入
搅拌机,在10-15℃下搅拌均匀,接着加入45%的氢
氧化钠水溶液,升温至35-40℃,恒温高速搅拌15-20min,将淀粉充分溶胀;
[0010] 在
碱性条件下,淀粉中单个
葡萄糖单元拥有的3个羟基氢
原子可以同时被醚键取代,然而醚化后的改性基团是一种
离子化的极性基团,在其中一个氢原子被取代后,产生空间位阻效应,使其他H原子上的取代反应难以继续。由于碱性催化剂、
有机酸等小分子
试剂只能扩散和渗透到淀粉的无定形区域内反应,因此在反应前必须用碱性催化剂使淀粉充分溶胀,才能获得高取代度的改性淀粉;
[0011] 第二步:稳定改性剂的制备
[0012] 将
白藜芦醇加入到反应釜中,接着加入碘化
钾,搅拌混合均匀后,保持反应釜
温度为40-50℃,搅拌速率为150-200r/min,逐滴加入
磷酸,待磷酸全部加入后,保持温度和转速不变,继续搅拌1-2h,反应结束后,经水洗分离得到了式a结构的稳定改性剂,反应式如下:
[0013]
[0014] 白藜芦醇无毒且可食用,具有良好的抗菌性,碘化钾和磷酸混合下产生大量的碘化氢,白藜芦醇中的烯
烃双键与碘化氢作用发生加成反应,从而得到了碘代化合物a;
[0015] 第三步:淀粉的改性
[0016] 向溶胀的淀粉中加入醇
溶剂,搅拌均匀后,加入稳定改性剂和交联催化剂,升温至85-90℃,搅拌反应4-6h,反应结束后,降温至25-30℃,加入纯化水进行洗涤,过滤后即得到改性淀粉;
[0017] 淀粉葡萄糖单元中的仲羟基具有较大的反应活性,淀粉分子与稳定改性剂的反应机理为两个分子的亲核取代,淀粉在进行溶胀处理时,碱溶液与原淀粉分子中的不同羟基分子键组合成活性中心,从而稳定改性剂对活性中心进行取代,碘离子离去,形成了稳定的化学键,淀粉的不
稳定性是由于淀粉自身结构中存在的醚键-O-是导致其稳定性差的主要原因,改性淀粉中拥有的新特性的极性官能团取代了醚键,从而增加了淀粉的稳定性,另外引入的活性酚羟基,具有杀菌的作用,防止了淀粉霉变;
[0018] 第四步:向洗涤后的改性淀粉中加入聚乙烯醇和消泡剂,在40-45℃下搅拌均匀即得到了环保型粘合剂。
[0019] 进一步,第一步中,淀粉、水、45%的氢氧化钠水溶液的重量比为1:2.5-3:0.1-0.15。
[0020] 进一步,第二步中,白藜芦醇、碘化钾、磷酸的摩尔比为1:3:5。
[0021] 进一步,第二步中,磷酸的加入速率为1-2滴/s。
[0022] 进一步,第三步中,所述的醇溶剂为20%的异丙醇水溶液,20%的异丙醇水溶液的加入量与淀粉重量相同。
[0023] 进一步,第三步中,稳定改性剂、交联催化剂与淀粉的重量比为0.1-0.2:0.01-0.03:1。
[0024] 进一步,第三步中,所述的交联催化剂为过氧化二异丙苯。
[0025] 本发明的有益效果:
[0026] 本发明提供了一种用于瓦楞纸箱的环保型粘合剂,首先将淀粉进行溶胀活化,接着采用无毒可食用的白藜芦醇与碘化氢进行亲核加成得到的稳定改性剂进行取代反应,由于淀粉葡萄糖单元中的仲羟基具有较大的反应活性,淀粉分子与稳定改性剂的反应机理为两个分子的亲核取代,淀粉在进行溶胀处理时,碱溶液与原淀粉分子中的不同羟基分子键组合成活性中心,从而稳定改性剂对活性中心进行取代,碘离子离去,形成了稳定的化学键,淀粉的不稳定性是由于淀粉自身结构中存在的醚键-O-是导致其稳定性差的主要原因,改性淀粉中拥有的新特性的极性官能团取代了醚键,从而增加了淀粉的稳定性,解决了淀粉性能不稳定的问题,另外引入的活性酚羟基,具有杀菌的作用,防止了淀粉霉变;制得的粘合剂无甲醛添加,绿色环保,粘合的瓦楞纸箱可适用于多种产品的包装。
具体实施方式
[0027] 下面将对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0028] 实施例1
[0029] 一种用于瓦楞纸箱的环保型粘合剂,包括以下重量份的组份:改性淀粉100份、聚乙烯醇5份和消泡剂0.5份;
[0030] 该环保型粘合剂的制备具体包括以下步骤:
[0031] 第一步:淀粉的溶胀
[0032] 将1kg淀粉和2.5kg水依次加入搅拌机,在10℃下搅拌均匀,接着加入100g45%的氢氧化钠水溶液,升温至35℃,恒温高速搅拌15min,将淀粉充分溶胀;
[0033] 第二步:稳定改性剂的制备
[0034] 将10mol白藜芦醇加入到反应釜中,接着加入30mol碘化钾,搅拌混合均匀后,保持反应釜温度为40℃,搅拌速率为180r/min,逐滴加入50mol磷酸,磷酸的加入速率为1-2滴/s,待磷酸全部加入后,保持温度和转速不变,继续搅拌1h,反应结束后,经水洗分离得到了式a结构的稳定改性剂,反应式如下:
[0035]
[0036] 第三步:淀粉的改性
[0037] 向溶胀的淀粉中加入1kg20%的异丙醇水溶液,搅拌均匀后,加入100g稳定改性剂和10g交联催化剂过氧化二异丙苯,升温至85℃,搅拌反应4h,反应结束后,降温至25℃,加入纯化水进行洗涤,过滤后即得到改性淀粉;
[0038] 第四步:向洗涤后的改性淀粉中加入聚乙烯醇和消泡剂,在40℃下搅拌均匀即得到了环保型粘合剂。
[0039] 实施例2
[0040] 一种用于瓦楞纸箱的环保型粘合剂,包括以下重量份的组份:改性淀粉100份、聚乙烯醇10份和消泡剂1份;
[0041] 该环保型粘合剂的制备具体包括以下步骤:
[0042] 第一步:淀粉的溶胀
[0043] 将1kg淀粉和3kg水依次加入搅拌机,在15℃下搅拌均匀,接着加入150g45%的氢氧化钠水溶液,升温至0℃,恒温高速搅拌18min,将淀粉充分溶胀;
[0044] 第二步:稳定改性剂的制备
[0045] 将10mol白藜芦醇加入到反应釜中,接着加入30mol碘化钾,搅拌混合均匀后,保持反应釜温度为45℃,搅拌速率为200r/min,逐滴加入50mol磷酸,磷酸的加入速率为1-2滴/s,待磷酸全部加入后,保持温度和转速不变,继续搅拌2h,反应结束后,经水洗分离得到了式a结构的稳定改性剂,反应式如下:
[0046]
[0047] 第三步:淀粉的改性
[0048] 向溶胀的淀粉中加入1kg20%的异丙醇水溶液,搅拌均匀后,加入200g稳定改性剂和20g交联催化剂过氧化二异丙苯,升温至90℃,搅拌反应6h,反应结束后,降温至30℃,加入纯化水进行洗涤,过滤后即得到改性淀粉;
[0049] 第四步:向洗涤后的改性淀粉中加入聚乙烯醇和消泡剂,在45℃下搅拌均匀即得到了环保型粘合剂。
[0050] 实施例3
[0051] 一种用于瓦楞纸箱的环保型粘合剂,包括以下重量份的组份:改性淀粉100份、聚乙烯醇8份和消泡剂0.7份;
[0052] 该环保型粘合剂的制备具体包括以下步骤:
[0053] 第一步:淀粉的溶胀
[0054] 将1kg淀粉和2.7kg水依次加入搅拌机,在12℃下搅拌均匀,接着加入120g45%的氢氧化钠水溶液,升温至36℃,恒温高速搅拌17min,将淀粉充分溶胀;
[0055] 第二步:稳定改性剂的制备
[0056] 将10mol白藜芦醇加入到反应釜中,接着加入30mol碘化钾,搅拌混合均匀后,保持反应釜温度为50℃,搅拌速率为180r/min,逐滴加入50mol磷酸,磷酸的加入速率为1-2滴/s,待磷酸全部加入后,保持温度和转速不变,继续搅拌1.5h,反应结束后,经水洗分离得到了式a结构的稳定改性剂,反应式如下:
[0057]
[0058] 第三步:淀粉的改性
[0059] 向溶胀的淀粉中加入1kg20%的异丙醇水溶液,搅拌均匀后,加入150g稳定改性剂和30g交联催化剂过氧化二异丙苯,升温至88℃,搅拌反应5h,反应结束后,降温至29℃,加入纯化水进行洗涤,过滤后即得到改性淀粉;
[0060] 第四步:向洗涤后的改性淀粉中加入聚乙烯醇和消泡剂,在44℃下搅拌均匀即得到了环保型粘合剂。
[0061] 以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属
本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的
修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本
权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。