本申请涉及粘合
技术领域：
，尤其涉及一种胶粘剂及其制备方法。
背景技术：
：瓦楞纸由挂面纸和通过瓦楞棍加工而形成的波形的瓦楞纸粘合而成的板状物，通常采用胶粘剂进行粘合，粘合而成的瓦楞纸具有成本低、质量轻、加工易、强度大、印刷适应性样优良、储存搬运方便等优点，广泛应用于包装行业中。公开号为cn101368074a、公开日为2009年02月18日的中国专利申请公开了一种淀粉粘合剂及其制备方法，该淀粉粘合剂主要是由100份的淀粉、350-450份的水、50-100份的丙烯酸和0.01-0.1份的十二硫醇经辐射接枝聚合后制备得到，具体步骤为：先将淀粉加入反应器中，加水搅拌均匀后加入丙烯酸和十二硫醇，升温至60-85℃将淀粉糊化，然后放置于60co-γ射线的辐射场中进行辐照接枝聚合，接收剂量0.2-2kgy，聚合完毕后再加入苯甲酸钠、四硼酸钠和膨润土，搅拌均匀即可。针对上述中的相关技术，当淀粉粘合剂胶粘成型后所形成的网状交联结构有效性不足，同时由于淀粉含有众多的羟基，羟基与水形成氢键，导致淀粉类的胶粘剂耐水性较差，使得瓦楞纸出现变软受潮的现象干燥后表面成膜耐水性低，淀粉粘结剂中的水分子会向原纸内部不断渗透，在瓦楞中形成水分梯度，即水分多的地方向水分少的地方移动，使整个瓦楞纸板迅速受潮变软，影响瓦楞纸产品质量。申请内容为了提高胶粘剂的耐水性能，本申请提供了一种胶粘剂及其制备方法。第一方面，本申请提供一种胶粘剂，采用如下的技术方案：一种胶粘剂，包括以下重量份的原料：淀粉360-420份；硼砂1-3份；氢氧化钠10-12份；安定剂4-6份；丁苯胶乳5-10份；聚乙烯醇5-10份；脲醛树脂10-20份；三羟甲基苯酚3-5份；水1000-1200份。通过采用上述技术方案，采用淀粉作为胶粘剂的主要原料，具有较好的粘结性能，通过加入脲醛树脂和聚乙烯醇，对淀粉进行改性，提高淀粉的耐水性能；三羟甲基苯酚与淀粉、脲醛树脂、聚乙烯醇进一步配合，提高胶粘剂的粘结性能；丁苯胶乳作为胶乳类物质与淀粉共同配合，提高耐水性的同时，赋予胶粘剂较好的流动性；硼砂和氢氧化钠与淀粉作用，使得淀粉充分膨胀，提高胶粘剂的粘结性能，氢氧化钠在溶于水时放出大量的热，通过氢氧化钠的水溶液与淀粉作用，从而降低糊化温度，产生并提高粘度；硼砂加入后，放出游离酸，从而与淀粉结合，增加胶粘剂膜的坚固性；通过加入上述原料，一方面提高胶粘剂的耐水性能，防止粘结瓦楞纸时出现瓦楞纸受潮变软的情况，另一方面，可以提高胶粘剂的粘结性能，防止瓦楞纸使用过程中出现胶粘剂失去作用，瓦楞纸中多层原纸出现分离的问题。优选的，所述胶粘剂的原料中还包括重量份数为5-8份的蒙脱土。通过采取上述技术方案，蒙脱土作为碳酸盐的天然矿物，加水后呈糊状，通过与淀粉之间强烈相互作用，使得胶粘剂体系粘合强度提高的同时，对水分的阻隔作用较好，从而与脲醛树脂、聚乙烯醇、三羟甲基苯酚等共同配合，进一步提高胶粘剂的耐水性能，从而防止瓦楞纸变软受潮。优选的，所述聚乙烯醇和脲醛树脂的重量份比为1:(2-3)。通过采取上述技术方案，优选配方组成的聚乙烯醇和脲醛树脂，与淀粉进行改性，胶粘剂的耐水性得到进一步提高，从而防止瓦楞纸变软受潮。优选的，所述安定剂包括硫酸镁、氯化镁中的至少一种。通过采用上述技术方案，硫酸镁与氯化镁在胶粘剂的体系中，提高胶粘剂的稳定性。优选的，所述胶粘剂的原料中还包括重量份数为1.5-2.5份的干酪素。通过采用上述技术方案，干酪素作为蛋白质类物质，具有较好的粘结和成膜作用，与淀粉、丁苯胶乳之间作用，提高胶粘剂的粘合强度、耐水性能以及稳定性。优选的，所述胶粘剂的原料中还包括重量份数为的4-5份的催化剂，所述催化剂包括高岭土、纳米二氧化钛中的至少一种。通过采用上述技术方案，高岭土是一种以高岭石族粘土矿物微珠的粘土，具有较好的粘结性，与淀粉、丁苯乳胶共同提高胶粘剂的粘结性能，减少瓦楞纸的原纸之间出现分离的情况产生；另外纳米二氧化钛作为无机氧化物，具有较高的比表面积和吸附能力，通过与安定剂配合，提高胶粘剂的粘结强度，同时纳米二氧化硅为较细的颗粒，均匀分布于孔隙中，从而阻止水分进入，并加快胶膜的形成，从而提高胶粘剂的耐水性和干燥的速度，提高上胶速度。优选的，所述催化剂由高岭土和纳米二氧化钛组成，所述高岭土和纳米二氧化钛的重量份比为1:(1-1.5)。通过采用上述技术方案，优选配方组成的催化剂，一方面对淀粉与脲醛树脂等作用时粘结效果较好，另一方面，膨润土、纳米二氧化钛与蒙脱土更好地配合，进一步提高胶粘剂的耐水性和强度。第二方面，本申请提供一种胶粘剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：s1:将淀粉与脲醛树脂、聚乙烯醇进行混合，混合后加入蒙脱土，待混合均匀后加入三羟甲基苯酚，混合均匀后得到第一混合物；s2:将500-600份水加热至30-35℃，加入第一混合物进行混合，后加入氢氧化钠进行混合，混合均匀后得到第二混合物；s3:将余量的水加热至30-35℃，将硼砂、丁苯乳胶、安定剂、干酪素、催化剂与第二混合物进行混合，混合均匀后得到胶粘剂。通过采用上述技术方案，首先将淀粉与脲醛树脂、聚乙烯醇混合后加入蒙脱土，并加入具有交联作用的三羟甲基苯酚共同配合，对淀粉进行改性提高淀粉的耐水性能；后控制适宜的水温，将第一混合物与氢氧化钠进行混合，从而使得淀粉与氢氧化钠作用，降低糊化温度，提高胶粘剂的粘度；后通过加入硼砂以及各种添加剂，提高胶粘剂的粘结强度、稳定性和耐水性；上述制备方法简单，且可将胶粘剂混合均匀，从而获得均匀稳定的胶粘剂。优选的，所述步骤s2中加入氢氧化钠混合时控制混合温度为65-70℃。通过采用上述技术方案，若计入氢氧化钠过程中温度过低，糊化温度较低，导致胶粘剂粘度较差；若温度过高，导致氢氧化钠容易烧坏淀粉，从而影响胶粘剂的粘结性能和耐水性能。优选的，所述步骤s2中氢氧化钠加入速度为3-4份/min。通过采用上述技术方案，通过控制氢氧化钠的加入速度，进一步控制胶粘剂体系温度的同时，也减少氢氧化钠对淀粉的损害。综上所述，本申请具有以下有益效果：1.由于本申请采用淀粉作为胶粘剂的主要原料，并加入脲醛树脂、聚乙烯醇，后通过三羟甲基苯酚进一步配合，对淀粉进行改性，提高淀粉的耐水性和粘结强度，进而防止瓦楞纸出现受潮发软的情况；硼砂和氢氧化钠共同配合，使得淀粉充分膨胀，提高胶粘剂的粘结力和胶粘剂成膜后膜的坚固性。2.在本申请中，优选采用在胶粘剂的原料中加入蒙脱土，与淀粉之间相互作用，提高胶粘剂的强度的同时，与脲醛树脂、聚乙烯醇、三羟甲基苯酚等共同配合，提高胶粘剂的耐水性能；通过优选配比的聚乙烯醇和脲醛树脂，进一步提高胶粘剂的耐水性能；安定剂优选采用硫酸镁和氯化镁，提高胶粘剂体系的稳定性；优选采用蛋白质类物质干酪素，与淀粉、丁苯乳胶之间作用，提高胶粘剂的粘结性能和耐水性能，防止瓦楞纸出现受潮发软的情况；催化剂优选采用高岭土和纳米二氧化钛，高岭土与淀粉、丁苯乳胶共同提高胶粘剂的粘结性能；纳米二氧化钛由于其较高的比表面积和较细的颗粒度，通过与安定剂配合，提高胶粘剂粘结性能的同时，阻止水分进入，并加快胶膜的形成，提高胶粘剂的耐水性和干燥速度。3.本申请的方法，分步对胶粘剂的各个原料进行混合均匀，同时控制适宜的水温、并控制氢氧化钠加入速度及每次的用量和温度，从而防止氢氧化钠烧坏淀粉，造成胶粘剂的粘结性能下降，从而进一步提高胶粘剂体系的稳定性以及胶粘剂均匀的耐水性能。具体实施方式以下对本申请作进一步详细说明。各实施例中的组分及生产厂家如表1所示。表1组分及生产厂家组分生产厂家淀粉广东弘欣生物科技有限公司丁苯乳胶山东道盛化工科技有限公司硼砂佛山市南海伟洲化工有限公司氢氧化钠青岛沧兴化工科技有限公司聚乙烯醇山东亿伟安化工科技有限公司脲醛树脂济南大晖化工科技有限公司三羟甲基苯酚湖北永阔科技有限公司蒙脱土灵寿县嘉硕建材加工有限公司干酪素郑州百思特食品添加剂有限公司硫酸镁山东今朝化工有限公司氯化镁山东今朝化工有限公司高岭土上海凯茵化工有限公司纳米二氧化钛东莞市鼎信塑胶原料有限公司氯化钙山东今朝化工有限公司实施例1:一种胶粘剂，所包括的具体组分以及重量如表2所示，由以下步骤制得：s1:将淀粉与脲醛树脂、聚乙烯醇进行混合，待混合搅拌均匀后加入三羟甲基苯酚，混合搅拌均匀后得到第一混合物；s2:将500-600份水加热至30℃，加入第一混合物进行混合搅拌，后加入氢氧化钠进行混合，氢氧化钠加入的速度为3kg/min；混合搅拌均匀后得到第二混合物；s3:将余量的水加热至30℃，将硼砂、丁苯乳胶、安定剂氯化钙与第二混合物进行混合，混合搅拌均匀后得到胶粘剂；其中安定剂氯化钙的含量4kg。实施例2:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，具体组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。实施例3-4:一种胶粘剂，与实施例2的区别在于，在步骤s1中将淀粉与脲醛树脂、聚乙烯醇进行混合后加入蒙脱土；所包括的具体组分及重量如表2所示。实施例5-6:一种胶粘剂，与实施例4的区别在于，聚乙烯醇与脲醛树脂的重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。表2实施例1-6的具体组分及重量实施例7-8:一种胶粘剂，与实施6的区别在于，安定剂的具体组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表3所示。实施例9-10:一种胶粘剂，与实施例8的区别在于，在步骤s3中加入干酪素，所包括的具体组分及重量如表3所示。实施例11-13：一种胶粘剂，与实施例10的区别在于，在步骤s3中加入催化剂，所包括的具体组分及重量如表3所示。表3实施例7-13的具体组分及重量实施例14:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，步骤s2中加入氢氧化钠混合时的温度为70℃。实施例15:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，步骤s2中氢氧化钠的加入速度为4kg/min。实施例16:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，步骤s2中一次性加入氢氧化钠。对比例1:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，用等量的水替代丁苯胶乳。对比例2:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，用等量的水替代脲醛树脂。对比例3:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，用等量的水替代聚乙烯醇。对比例4:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，用等量的水替代聚乙烯醇和脲醛树脂。对比例5:一种胶粘剂，与实施例1的区别在于，用等量的水替代三羟甲基苯酚。对比例6:一种胶粘剂，由以下组分组成：玉米淀粉100kg、水400kg、丙烯酸100kg、十二硫醇0.1kg、苯甲酸钠0.5kg、四硼酸钠0.5kg和膨润土5kg。制备方法为：(1)将准备的玉米淀粉和水放入反应器中混合，再加入准备好的丙烯酸和十二硫醇，然后加热升温至80℃进行糊化；(2)将糊化后的生成物置于60co-y射线辐射场中进行辐射接枝聚合，接收剂量为0.5kgy；(3)在辐射接枝聚合后的产物中添加准备的苯甲酸钠和四硼酸钠搅拌溶解，然后加入准备的膨润土搅拌均匀后得到胶粘剂。检测方法实验一：耐水性实验实验样品：采用实施例1-16以及对比例1-6分别粘接两片同样大小的瓦楞纸，瓦楞纸尺寸为25mm×80mm；粘接方式为纵向粘接，25℃的温度下进行自然干燥，并将由实施例1-16粘接后的瓦楞纸分别命名为实验样品1-16，将由对比例1-6粘接后的瓦楞纸分别命名为对比样品1-6，实验样品1-16以及对比样品1-6均有5个。实验仪器：计时表(品牌为赣鑫，货号为gi6t-1.1r)；玻璃缸(品牌为爱悦宝，型号为hg65156)。实验方法：在室温保持25℃的情况下，在玻璃容器中加入温度为60℃的恒温水，将5个实验样品1置于60℃的恒温水浴中，观察开胶变化情况；对5个实验样品的开胶时间进行记录，并取5个实验样品1开胶时间的平均值作为最终的实验样品1的开胶时间。按照上述实验方法对实验样品2-16以及对比样品1-6进行耐水性实验测试。实验结果：实验样品1-16以及对比样品1-6的耐水性实验结果如表4所示。实验二：快干性实验实验样品：采用实施例1-16以及对比例1-6分别粘接两片同样大小的瓦楞纸，粘接方式为纵向粘接，并将由实施例1-16粘接后的瓦楞纸分别命名为实验样品1-16，将由对比例1-6粘接后的瓦楞纸分别命名为对比样品1-6，实验样品1-16以及对比样品1-6均有5个。实验仪器：ma-100电子分析天平(上海第二天平仪器厂)。实验方法：采用电子分析天平对刚进行粘接的实验样品1进行称重，记录重量为m1，待6个小时后对实验样品1进行称重，记录重量为m2，对5个实验样品1均进行上述称重，计算失水率后，取5个失水率平均值作为失水率的最后数值；其中失水率的计算公式＝{(m1-m2)/m1}×100％。按照上述实验方法对实验样品2-16以及对比样品1-6进行失水率实验测试。实验结果：实验样品1-16以及对比样品1-6的失水率实验结果如表4所示。实验三：粘合强度实验实验样品：采用实施例1-16以及对比例1-6分别粘接两片同样大小的瓦楞纸，瓦楞纸尺寸为25mm×80mm；并将由实施例1-16粘接后的瓦楞纸分别命名为实验样品1-16，将由对比例1-6粘接后的瓦楞纸分别命名为对比样品1-6，实验样品1-16以及对比样品1-6均有5个。实验仪器：压缩强度测定仪(品牌为杭州华翰仪器有限公司，型号为hh-ky3000)。实验方法：根据国标gb/t6548-1998的《瓦楞纸板粘合强度的测定法》中的检测方法对实验样品1-16以及对比样品1-6进行粘合强度测试实验。分别记录粘合强度的数值并取平均值作为粘合强度的结果。实验结果：实验样品1-16以及对比样品1-6的粘合强度结果如表4所示。表4实验样品1-16以及对比样品1-6的耐水性、快干性以及粘合强度实验结果由表4的实验数据可知，实验样品1-16的开胶时间为24.1-28.4h，失水率为83.14-93.52％，粘合强度为803-863n/m；对比样品1-6的开胶时间为10.3-19.6h，失水率为70.34-80.65％，粘合强度为712-789n/m；由此可知，实验样品1-16的开胶时间较大，失水率较高，且粘合强度较大。说明实验样品1-16相比于对比样品1-6的耐水性较好、快干性较好且粘合强度较高。对比实验样品1-2以及对比样品1-6可知，采用淀粉作为胶粘剂的主要组分，通过采用聚乙烯醇和脲醛树脂，并和三偏磷酸钠配合，共同对淀粉进行改性，淀粉的葡萄糖单元上的羟基处于游离状态，活性较高，羟基经过氧化形成醛基和羧基，能与脲醛树脂或者聚乙烯醇的羟甲基形成缩醛以及半缩醛结构，并通过三偏磷酸钠进行交联，形成网状结构，并且封闭树脂中大量易水解的活性基团-conh-，从而提高胶粘剂的耐水性。另外聚乙烯醇与淀粉配合，对淀粉进行改性，提高淀粉的流动性，使得胶粘剂的耐水性和粘合强度均匀分布。对比实验样品2-4可知，蒙脱土与胶粘剂中的水进行混合后呈糊状，通过与淀粉之间的相互作用，提高胶粘剂的粘合强度，同时由于蒙脱土对水的阻隔效果较好，从而与脲醛树脂、聚乙烯醇等共同配合，提高胶粘剂的耐水性能，防止瓦楞纸出现受潮变软的情况。对比实验样品4-6可知，聚乙烯醇与脲醛树脂在1:(2-3)的重量比时，两者配合对淀粉的改性效果较好，进一步提高胶粘剂的粘合强度和耐水性能；对比实验样品8-10可知，干酪素作为蛋白类物质，是酪素胶的主要成膜物质，也是影响胶粘剂粘接性能的关键因素，通过加入干酪素提高胶粘剂的粘结性能，另外通过干酪素与聚乙烯醇、淀粉之间作用，提高胶粘剂的耐水性能。对比实验样品6-8、实验样品10-13可知，安定剂采用硫酸镁和氯化镁，催化剂组分中采用高岭土和纳米二氧化钛；高岭土本身作为一种非金属矿产，粉质较为细腻，且具有较好的粘结性能，可塑性较高，与淀粉、丁苯乳胶共同提高胶粘剂的粘结性能，减少瓦楞纸的原纸之间出现分离的情况产生；纳米二氧化钛本身具有较高的比表面积和强的吸附能力，自身加工过程中带有静电，通过与安定剂中的硫酸镁和氯化镁组合，对阳离子进行吸附，使得自身带有正电荷，正电荷与瓦楞纸板的纸纤维负电荷结合，一方面提高粘合强度，一方面与淀粉发生反应生成高分子化合物，并与安定剂硫酸镁和氯化镁作用，加快胶粘剂胶膜的形成，从而提高失水率，达到快干的目的。对比试验样品1、实验样品14-16可知，通过控制氢氧化钠的加入速度，以及加入过程中温度的控制，从而防止氢氧化钠烧坏淀粉，从而进一步提高胶粘剂的耐水性能和粘合强度。本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页1 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技术特征：1.一种胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：
淀粉360-420份；
硼砂1-3份；
氢氧化钠10-12份；
安定剂4-6份；
丁苯胶乳5-10份；
聚乙烯醇5-10份；
脲醛树脂10-20份；
三羟甲基苯酚3-5份；
水1000-1200份。
2.根据权利要求1所述的一种胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂的原料中还包括重量份数为5-8份的蒙脱土。
3.根据权利要求1所述的一种胶粘剂，其特征在于，所述聚乙烯醇和脲醛树脂的重量份比为1:(2-3)。
4.根据权利要求1中所述的一种胶粘剂，其特征在于，所述安定剂包括硫酸镁、氯化镁中的至少一种。
5.根据权利要求1中所述的一种胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂的原料中还包括重量份数为1.5-2.5份的干酪素。
6.根据权利要求1所述的一种胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂的原料中还包括重量份数为的4-5份的催化剂，所述催化剂包括高岭土、纳米二氧化钛中的至少一种。
7.根据权利要求6中所述的一种胶粘剂，其特征在于，所述催化剂由高岭土和纳米二氧化钛组成，所述高岭土和纳米二氧化钛的重量份比为1:(1-1.5)。
8.权利要求1-7中任意一项所述的一种胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1:将淀粉与脲醛树脂、聚乙烯醇进行混合，混合后加入蒙脱土，待混合均匀后加入三羟甲基苯酚，混合均匀后得到第一混合物；
s2:将500-600份水加热至30-35℃，加入第一混合物进行混合，后加入氢氧化钠进行混合，混合均匀后得到第二混合物；
s3:将余量的水加热至30-35℃，将硼砂、丁苯乳胶、安定剂、干酪素、催化剂与第二混合物进行混合，混合均匀后得到胶粘剂。
9.如权利要求8中所述的一种胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中加入氢氧化钠混合时控制混合温度为65-70℃。
10.根据权利要求8所述的一种胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中氢氧化钠加入速度为3-4份/min。
技术总结本申请涉及粘合技术领域，具体公开了一种胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂包括以下重量份的原料：淀粉360‑420份；硼砂1‑3份；氢氧化钠10‑12份；安定剂4‑6份；丁苯胶乳5‑10份；聚乙烯醇5‑10份；脲醛树脂10‑20份、三羟甲基苯酚3‑5份、水1000‑1200份；其制备方法为：将淀粉与脲醛树脂、聚乙烯醇进行混合，混合后加入蒙脱土，待混合均匀后加入三羟甲基苯酚，混合均匀后得到第一混合物；将500‑600份水加热至30‑35℃，加入第一混合物进行混合，后加入氢氧化钠进行混合，混合均匀后得到第二混合物；将余量的水加热至30‑35℃，将硼砂与第二混合物进行混合，混合均匀后得到胶粘剂；本申请的胶粘剂具有较好的耐水性，本申请的制备方法具有提高胶粘剂耐水和粘结均匀性的效果。
技术研发人员：周承康;杨川;石明;冯臣
受保护的技术使用者：浙江下沙荣成包装有限公司
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021.03.12
