一種乳液型木材用淀粉膠粘劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種乳液型木材用淀粉膠粘劑及其制備方法，屬于膠粘劑制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)以高濃度淀粉乳為主要原料，采用二元種子法制備得到一種高固形物含量的乳液型木材用淀粉膠粘劑。與傳統(tǒng)工藝制備的木材用淀粉膠粘劑相比，本發(fā)明專利技術(shù)所制備的產(chǎn)品固形物含量高、干燥速度快，成膜性好，粘接強(qiáng)度高，綜合性能達(dá)到或優(yōu)于目前市售優(yōu)質(zhì)白乳膠的水平，可廣泛應(yīng)用于木材的裝飾、人造板、膠合板的粘接。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及，屬于膠粘劑制備
。
技術(shù)介紹
淀粉是自然界中含量極為豐富的有機(jī)化合物，具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、可再生、可完全降解以及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。淀粉經(jīng)酸解、氧化、接枝共聚后可以制備出一種生產(chǎn)成本低廉，環(huán)保無(wú)污染木材用膠粘劑。目前的一些工藝制備出的淀粉膠的固形物含量、粘接強(qiáng)度和干燥速度還有待改善，以期得到更為廣泛的應(yīng)用。本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有工藝應(yīng)用于制備高固含量淀粉膠時(shí)，提高淀粉用量和總固形物含量帶來(lái)的體系粘度過(guò)高、接枝反應(yīng)不均勻和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性差等問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化酸解條件和引入二元種子聚合工藝，制備不同粒徑的種子進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，使得種子與單體聚合成粒徑大小不同的乳液粒子，以實(shí)現(xiàn)最大限度的利用空間并達(dá)到緊密堆積的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了以高濃度淀粉乳(40-50%)為原料制備出可穩(wěn)定儲(chǔ)藏的高固含量淀粉膠粘劑產(chǎn)品，其干燥速度、成膜性和粘接強(qiáng)度均得到了顯著提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種乳液型淀粉膠粘劑，其配方為(以質(zhì)量比計(jì)): 淀粉100，水200-350,`酸卜5，引發(fā)劑0.2~1.5，接枝單體78~90, 乳化劑I~3，稀釋劑15~25,改性劑5~10， 消泡劑I~3， 增塑劑2~8所述淀粉為玉米淀粉、臘質(zhì)玉米淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉或馬鈴薯淀粉中的任一種或幾種的組合。所述酸是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36-38%的鹽酸。所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或者過(guò)硫酸鉀。所述接枝單體是醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸丁酯中的一種或幾種的組合。所述乳化劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯環(huán)酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10 (0P-10)、磷酸酯乳化劑中的一種或幾種的組合。所述稀釋劑是尿素。所述改性劑是聚乙烯醇。所述消泡劑是磷酸三丁酯或辛醇。所述增塑劑是甘油或鄰苯二甲酸酯類。本專利技術(shù)要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種所述乳液型淀粉膠粘劑的制備方法，特別是一種用于穩(wěn)定制備高固形物含量淀粉膠粘劑的方法，技術(shù)方案為:以高濃度淀粉乳為主要原料，對(duì)其進(jìn)行酸解預(yù)處理后向體系中加入引發(fā)劑和乳化劑，再緩慢滴加一定量的接枝單體進(jìn)行乳液接枝共聚反應(yīng)，制得種子乳液，從中取出一部分作為第二種子，其余作為第一種子，第二種子在一定溫度下保持恒速攪拌，向第一種子乳液體系內(nèi)加入引發(fā)劑和乳化劑并緩慢滴加接枝單體，反應(yīng)一段時(shí)間后后向體系中加入第二種子，同時(shí)補(bǔ)加引發(fā)劑和乳化劑，并緩慢滴加剩余的接枝單體，然后加熱糊化，添加助劑，最終得到一種高固形物含量的淀粉膠粘劑。所述述乳液型淀粉膠粘劑的制備方法的具體步驟為:(1)將淀粉與酸溶液配成以淀粉干基計(jì)40~50%的高濃度淀粉乳；(2)在55°C~65°C酸解I~2.5h，然后用0.1-0.5mol/L的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至3.5-4.5 ；(3)加入占引發(fā)劑總添加量40-60%的引發(fā)劑、占乳化劑總添加量40-60%的乳化劑，緩慢滴加占接枝單體總添加量10-30%的接枝單體，控制溫度在60~70 °C反應(yīng)0.5-1.5h，然后從乳液中取出占總體積10~24%的乳液作為第二種子，保持30°C~45°C恒速攪拌，剩余部分作為第一種子；(4)向第一種子中加入占引發(fā)劑總添加量10%_30%的引發(fā)劑、占乳化劑總添加量10%-30%的乳化劑，繼續(xù)緩慢滴加占接枝單體總添加量30%-60%的接枝單體，控制溫度在65。。~75°C反應(yīng) 1.5-2.5h ；(5)向反應(yīng)后的第一種子中加入第二種子，并加入剩余的引發(fā)劑、乳化劑，繼續(xù)滴加剩余的接枝單體，控制溫度在65°C~75°C反應(yīng)l_2h ；(6)將接枝共聚改性后的乳液調(diào)節(jié)pH至pH5.5~6.5，加入改性劑聚乙烯醇，升溫至80~90°C，保溫0.5-lh,降溫至50°C，依次加入增塑劑、消泡劑和稀釋劑，攪拌0.5-lh后繼續(xù)降溫至30°C出料，包裝即得成品的高固形物含量乳液型木材用淀粉膠粘劑。所述第二種子乳液恒速攪拌的裝置可以采用機(jī)械攪拌或磁力攪拌，轉(zhuǎn)速控制在80-150轉(zhuǎn)/分鐘。所述改性劑用水配置為質(zhì)量濃度IOg/100g的溶液再加入體系中。本專利技術(shù)的技術(shù)原理是對(duì)高濃度淀粉乳進(jìn)行充分的酸解，使淀粉分子降解到合適的尺度再進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)制備一元種子和二元種子得到不同粒徑的種子，并通過(guò)控制接枝共聚反應(yīng)的程度和二元種子加入的時(shí)機(jī)和方式，使得種子與單體聚合成粒徑大小不同的乳液粒子，實(shí)現(xiàn)最好利用空間達(dá)到緊密堆積的狀態(tài)，避免了傳統(tǒng)接枝共聚工藝在應(yīng)用于高固形物含量淀粉乳液時(shí)在接枝共聚后期出現(xiàn)的體系粘度過(guò)大、反應(yīng)不均勻、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性變差等問(wèn)題。同時(shí)，針對(duì)淀粉易回生的特性，選擇合適的溫度和攪拌方式處理第二種子，使其在加入進(jìn)反應(yīng)體系前粘度和粒徑保持穩(wěn)定。本專利技術(shù)主要是為了解決現(xiàn)有木材用淀粉膠粘劑干燥成膜速度慢、貯藏運(yùn)輸成本高的問(wèn)題，而提供的一種制備高固形物含量乳液型木材用淀粉膠粘劑制備方法。通過(guò)本方法制備的木材用淀粉膠粘劑具有干燥速度快、成膜性好、粘接強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。其各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)了白乳膠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2727-2010的要求，能較好地應(yīng)用于木材粘接，綠色環(huán)保，無(wú)有毒氣體釋放。與現(xiàn)有其他淀粉膠相比，本專利技術(shù)將淀粉乳濃度由30-40%提高到40-50%,并采用二元種子聚合工藝，使得高濃度淀粉乳條件下的接枝共聚反應(yīng)進(jìn)行更為平穩(wěn)，制備出了儲(chǔ)藏穩(wěn)定性較好的高固含量木采用淀粉膠，干燥速度和粘接強(qiáng)度均得到了明顯提聞。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明，應(yīng)理解的是，這些實(shí)施例僅用于例證的目的，并不限制本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。實(shí)施例1配方(質(zhì)量百分比，%):木薯淀粉 100水260鹽酸水溶液(36%，m/m)4醋酸乙烯酯 88`過(guò)硫酸銨 I十二烷基硫酸納 1.5聚乙烯醇 10尿素22甘油8磷酸三丁酯 3工藝過(guò)程:(I)將木薯淀粉與稀釋到1.5%的鹽酸溶液配成以淀粉干基計(jì)40% (w/w)的高濃度淀粉乳，60°C酸解2h，用0.2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至4.0，加入占引發(fā)劑總添加量50%的引發(fā)劑過(guò)硫酸銨和占乳化劑總添加量50%的乳化劑十二烷基硫酸鈉，調(diào)節(jié)體系溫度至70°C，緩慢滴加占接枝單體總添加量20%的接枝單體醋酸乙烯酯；(2) Ih后從體系中取出15% (v/v)的乳液作為第二種子，在30°C下以100轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速保持磁力攪拌，剩余部分作為第一種子；(3)向第一種子中加入占引發(fā)劑總添加量20%的引發(fā)劑過(guò)硫酸銨和占乳化劑總添加量20%的乳化劑十二烷基硫酸鈉，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度至75°C，繼續(xù)緩慢滴加占接枝單體總添加量40%的接枝單體醋酸乙烯酯反應(yīng)2h ；(4)加入第二種子，并加入剩余的引發(fā)劑、乳化劑和接枝單體，保持75°C反應(yīng)1.5h，調(diào)節(jié)pH至6.0,預(yù)先配置為10% (m/m)的聚乙烯醇溶液，升溫至80°C，糊化0.5h，降溫至50°C，加入尿素、甘油和磷酸三丁酯，攪拌0.5h后繼續(xù)降溫至30°C，包裝、密封、備用。所制得的高固含量淀粉膠粘劑與采用中國(guó)專利200510040113.5制備的35%固形物含量的普通淀粉膠粘劑的性能比較如表1所示。表1高固含量淀粉膠粘劑與普通淀粉膠粘劑的性能比較本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種乳液型淀粉膠粘劑，其配方以質(zhì)量比計(jì)為：FDA0000438635120000011.jpg

【技術(shù)特征摘要】
1.一種乳液型淀粉膠粘劑，其配方以質(zhì)量比計(jì)為:淀粉100，水200-350，酸丨~5’引發(fā)劑U2~15接枝單體78~90,乳化劑1~3，稀釋劑15~25’改性劑5~10,消泡劑I~3,增塑劑2~8。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型淀粉膠粘劑，其特征在于，所述淀粉為玉米淀粉、蠟質(zhì)玉米淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉或馬鈴薯淀粉中的任一種或幾種的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型淀粉膠粘劑，其特征在于，所述酸是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.36-38%的鹽酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型淀粉膠粘劑，其特征在于，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或者過(guò)硫酸鉀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型淀粉膠粘劑，其特征在于，所述接枝單體是醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸丁酯中的一種或幾種的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型淀粉膠粘劑，其特征在于，所述乳化劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯環(huán)酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、磷酸酯乳化劑中的一種或幾種的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型淀粉膠粘劑，其特征在于，所述改性劑是聚乙烯醇，用水配置為質(zhì)量濃度10%的溶液后再加入反應(yīng)體系中；所述稀釋劑是尿素，所述消泡劑是磷酸三丁酯或辛醇，所述增塑劑是甘油或鄰苯二甲酸酯類。8.—種權(quán)利要求1所述乳液型淀粉膠粘劑的制備方法，是以高濃度淀粉乳為原料，對(duì)其進(jìn)行酸解預(yù)處理后向體系中加入引發(fā)劑和乳化劑，再緩慢滴加一定量的接枝單體進(jìn)行乳液接枝共聚反應(yīng)，制得種子乳液，從中取出一部分作為第二種子，其余作為第一種子，第二種子在一定溫度下保持恒速攪拌，向第一種子乳液體系內(nèi)加入引發(fā)劑和乳化劑并緩慢滴加接枝單體，反應(yīng)一段時(shí)間后后向體系中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程力，顧正彪，王潘軍，李兆豐，洪雁，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：