CN105400451A - 一种淀粉白乳胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种淀粉白乳胶及其制备方法，其原料以质量份数计，包括：聚乙烯醇35～45份，交联剂2～5份，醋酸乙烯60～80份，引发剂0.2～0.5份，氧化配合剂1.5～5份，淀粉80～110份，二丁酯4～6份杀菌剂1～1.5份，pH调节剂4～6份，水700～800份；其中，所述的淀粉为玉米淀粉木粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中的至少一种。本发明提出一种不含甲醛残留且氧化配合剂活性稳定的乳状淀粉白乳胶，同时解决了生产成本高的问题。

Description

一种淀粉白乳胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，更具体地说，它涉及一种淀粉白乳胶及其制备方法。
背景技术
白乳胶是一种水溶性胶粘剂，是由醋酸乙烯单体在引发剂作用下经聚合反应后再添加其他助剂而制得的一种热塑性乳液粘合剂。它具有在常温固化、粘接力强、粘接范围广、不易老化等优良性能，因此广泛地应用于印刷装订和家具制造，作为纸张、木材、布、皮革、陶瓷等的黏合剂，还可作酚醛树脂、脲醛树脂等黏合剂的改性剂，用于制造聚醋酸乙烯乳胶漆等。
传统技术中，白乳胶大多以聚乙烯醇和甲醛合成高分子化合物为改性剂，改善其耐水性和抗冻性能。聚乙烯醇单体主要来源于石油，白乳胶生产中大量使用聚乙烯醇对石油资源造成很大的消耗，同时石油价格的上涨使白乳胶的生产成本大大提高；同时含有游离甲醛，甲醛的来源主要是在合成时，残留在胶中未完全反应的游离甲醛，从而容易引起游离甲醛的超标。
申请公布号为CN101892023A的中国专利公开了一种无醛粘合剂及其制备方法，该方法是先用氧化剂对聚乙烯醇进行氧化处理得到氧化改性聚乙烯醇，再用交联剂使所述氧化改性聚乙烯醇进行交联反应得到交联聚乙烯醇，最后向所述交联聚乙烯醇的溶液中加入表面活性剂和填料，搅拌均匀即得所述无醛粘合剂。该填料选自木粉、碳酸钙、淀粉和面粉中任一种，填料的填加虽然增加了该粘合剂的稠度降低了生产成本，但是降低了该粘合剂的耐水性。
申请公布号为CN103468162A的中国专利公开了一种粉末型白乳胶及其制备方法，该方法是用直链淀粉、聚氨酯胶粉和中温α-淀粉酶中，在30～50℃的温度下搅拌活化，再加入交联剂、催化剂、耐水改性剂得到预反应物料，经过交联反应后，最后加入快干剂、消泡剂得到粉末型白乳胶。该粉末型白乳胶易吸潮，受潮后其粘合作用会减退。除此之外，其α-淀粉酶的活性不稳定，针对其α-淀粉酶活性不稳定的特点提出一个解决方案。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种淀粉白乳胶及其制备方法，提出一种不含甲醛残留且氧化配合剂活性稳定的乳状淀粉白乳胶，同时解决了生产成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种淀粉白乳胶，其原料以质量份数计，包括：
聚乙烯醇35～45份，
交联剂2～5份，
醋酸乙烯60～80份，
引发剂0.2～0.5份，
氧化配合剂1.5～5份，
淀粉80～110份，
二丁酯4～6份，
杀菌剂1～1.5份，
pH调节剂4～6份，
水700～800份；
其中，所述的淀粉为玉米淀粉木粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中的至少一种。
较优选地，所述的pH调节剂为碳酸氢钠、片碱、盐酸。
较优选地，所述的交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
较优选地，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种。
较优选地，所述的氧化配合剂为α-淀粉酶。
较优选地，所述的α-淀粉酶为中温α-淀粉酶，其活性温度在30～50℃。
较优选地，所述的杀菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的至少一种。
较优选地，其原料以质量份数计还包括：醚化剂10～20份。
较优选地，所述淀粉白乳胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚乙烯醇和水混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200份水冷却降温至75℃，调节pH＝2～3时加入交联剂，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入引发剂，滴加醋酸乙烯，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶、玉米淀粉、醚化剂，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明中的淀粉由于加入氧化配合剂降低淀粉的粘度，改善了其流动性不好的问题；
(2)加入的淀粉可以改善白乳胶初粘性不好的问题，并且增加了其稠度；
(3)在传统技术中是采用甲醛和聚乙烯醇发生聚合反应生成的高分子化合物为改性剂，来增加白乳胶的稠度，故本发明不含甲醛残留，且淀粉和氧化配合剂的价格远远低于甲醛和聚乙烯醇的价格，故本发明降低了生产成本；
(4)在步骤(3)反应完毕后，加入醚化剂，醚化剂可与和多羟基化合物进行反应，可以有效地改善本发明耐水性差的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例一：
(1)将聚乙烯醇40Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯2Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.2Kg和水12Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入过硫酸铵水溶液(过硫酸铵0.4Kg和水7.2Kg)，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯80Kg，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠1Kg调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶3Kg、玉米淀粉100Kg，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品一。
实施例二：
(1)将聚乙烯醇35Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯5Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.1Kg和水11Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入过硫酸铵水溶液(过硫酸铵0.3Kg和水7.2Kg)，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯70Kg，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶2.5Kg、木薯淀粉110Kg，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品二。
实施例三：
(1)将聚乙烯醇45Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯5Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.2Kg和水12Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入过硫酸钾水溶液(过硫酸钾0.4Kg和水7.2Kg)，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯75Kg，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠1Kg调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶5Kg、小麦淀粉80Kg，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品三。
实施例四：
(1)将聚乙烯醇37Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯3Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.2Kg和水12Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入过硫酸铵水溶液(过硫酸铵0.4Kg和水7.6Kg)，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯70Kg，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠1Kg调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶1.5Kg、马铃薯淀粉105Kg，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品四。
实施例五：
(1)将聚乙烯醇35Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯4Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.2Kg和水12Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入过硫酸铵水溶液(过硫酸铵0.4Kg和水7.6Kg)，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯60Kg，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠1Kg调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶2Kg、甘薯淀粉85Kg，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品五。
实施例六：
(1)将聚乙烯醇40Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯2Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.2Kg和水12Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，将过硫酸铵0.4Kg加水7.6Kg配置成8Kg的过硫酸水溶液，加入过硫酸铵水溶液4Kg，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯80Kg，滴加1小时后，补加1Kg过硫酸铵水溶液，醋酸乙烯滴加完毕后，加入剩余的过硫酸铵水溶液，保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠1Kg调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶3Kg、玉米淀粉100Kg，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品六。
实施例七：
(1)将聚乙烯醇40Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯2Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.2Kg和水12Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入过硫酸铵水溶液(过硫酸铵0.4Kg和水7.2Kg)，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯80Kg，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠1Kg调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶3Kg、玉米淀粉100Kg，醚化剂10Kg搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品七，其中醚化剂为2，3-环氧丙基三甲基氯化铵。
实施例八：
(1)将聚乙烯醇40Kg和水400Kg混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200Kg水冷却降温至75℃，加入盐酸，调节pH＝2～3时加入三烯丙基异三聚氰酸酯2Kg，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，加入片碱的水溶液(片碱1.2Kg和水12Kg)，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入过硫酸铵水溶液(过硫酸铵0.4Kg和水7.2Kg)，搅拌均匀后，滴加醋酸乙烯80Kg，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，加入碳酸氢钠1Kg调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶3Kg、玉米淀粉100Kg，醚化剂15Kg搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间，即可得到样品八，其中醚化剂为阴离子醚化剂由上海一基实业有限公司购得。
实施例一至八无异味、不分层，对木材、纸张、皮革、布类都具有良好的粘结力。依据标准HG/T2727-2010，测试其具体指标如下表1：
表1
进一步地，为了验证本发明中氧化配合剂的活性稳定，本发明人选取实施例一作为研究对象，经过五次制备分别得到五个平行的实施例一；而对比例为申请公布号为CN103468162A的中国专利粉末型白乳胶，经五次制备分别得出五个平行的对比例，测试结果见表2。
表2
进一步地，检测本发明的耐水性，其检测方法为：首先取2.5cm×2.5cm的桦木板2块，擦净表面、距木块一端0.5cm处画线；其次称取待检测样品0.0500～0.0520g，均匀涂布于另一端2.5cm×2.0cm的平整正面板上，另一块不涂，2块搭接，置于固定压力的夹具中，温室放置24小时；最后将粘接好的木板放入温水或80℃热水中浸泡，测定试样不开胶的时间。详见表3和表4。
表3耐室温水性
表4耐80℃热水性
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种淀粉白乳胶，其特征在于，其原料以质量份数计，包括：
聚乙烯醇35～45份，
交联剂2～5份，
醋酸乙烯60～80份，
引发剂0.2～0.5份，
氧化配合剂1.5～5份，
淀粉80～110份，
二丁酯4～6份，
杀菌剂1～1.5份，
pH调节剂4～6份，
水700～800份；
其中，所述的淀粉为玉米淀粉木粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的淀粉白乳胶，其特征在于，所述的pH调节剂为碳酸氢钠、片碱、盐酸。
3.根据权利要求2所述的淀粉白乳胶，其特征在于，所述的交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
4.根据权利要求3所述的淀粉白乳胶，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的淀粉白乳胶，其特征在于，所述的氧化配合剂为α-淀粉酶。
6.根据权利要求5所述的淀粉白乳胶，其特征在于，所述的α-淀粉酶为中温α-淀粉酶，其活性温度在30～50℃。
7.根据权利要求6所述的淀粉白乳胶，其特征在于，所述的杀菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的淀粉白乳胶，其特征在于，其原料以质量份数计还包括：醚化剂10～20份。
9.根据权利要求8所述淀粉白乳胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚乙烯醇和水混合，升温至95～98℃，使其完全溶解，加入200份水冷却降温至75℃，调节pH＝2～3时加入交联剂，在65～75℃内反应1小时；
(2)步骤(1)中反应结束后，调节pH＝6～7，升温至80～84℃，加入引发剂，滴加醋酸乙烯，滴加完毕后保温反应1小时；
(3)步骤(2)中反应结束后，冷却至30～50℃，调节pH＝6.5～7.5，加入α-淀粉酶、玉米淀粉、醚化剂，搅拌均匀后升温至75℃，视胶体实际粘度决定冷却时间。
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