[發明專利]一種淀粉改性乳膠及粘合劑的制備方法

無效

• 申請號: 200910114302.0
• 申請日: 2009-08-12
• 公開（公告）號: CN101993671A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 劉力恒
• 申請（專利權）人: 劉力恒
• 主分類號: C09J103/10
• 分類號: C09J103/10;C09J103/06;C09J103/04;C09J103/02;C09J11/06
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技術領域

本發明涉及粘合劑，尤其是涉及淀粉改性白乳膠粘合劑，是一種用于室內裝飾用的粘合劑。

背景技術

聚乙酸乙烯酯乳液由于原料來源豐富，粘接性能優良，使用方便且無污染，因此廣泛應用于木材加工、家具制造、建筑裝潢等行業，是現今用量最大的乳液膠。

由于乙酸乙烯酯分子中的酯基空間位阻小，遇水容易水解，特別是隨著溫度的升高，其酯基的水解速度加快，導致PVAc乳液膠膜的耐水性不好。同時，在乳液聚合中，加入了大量的聚乙烯醇和表面活性劑等親水化合物，也是影響PVAc乳液耐水性的原因之一。而且聚乙酸乙烯酯乳膠的成本較高。對聚乙酸乙烯酯乳膠的改性成為重要的方面。

聚乙烯醇縮醛改性聚乙酸乙烯酯乳膠，是提高乳白膠性能的有效方法。但是這種方法采用甲醛為原料，產品中釋放的甲醛對室內環境產生污染，這種乳膠現在已被禁止使用。

純淀粉粘合劑是一種常用的天然粘合劑。由于淀粉粘合劑含水量大，水分滲透被粘合物體表面，干燥速度慢，而且粘接強度不高，一般只用于粘結強度要求不高的應用中。對淀粉膠可以采用改性的方法，提高淀粉粘合劑的耐水性與強度。由于淀粉來源廣，而且價格低廉，用化學改性的方法，生產粘結強度較高的粘合劑越來越被重視。生產粘合劑的淀粉有小麥淀粉、玉米淀粉、大米淀粉、木薯淀粉等多種。在這幾種淀粉中，木薯淀粉中的淀粉純度更高，蛋白質、脂肪的含量更少，由木薯淀粉制成的粘合劑粘接力更強。

發明內容

本發明的目的是利用廉價的淀粉為主要原料，對現有的乳白膠進行改性，使制備的淀粉改性粘合劑產品性能提高，價格降低。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

1、淀粉改性乳膠制備：先把淀粉氧化、糊化，再與聚乙烯醇混合后，參與乙酸乙烯酯聚合反應，形成目的產物淀粉改性乳膠。

(1)淀粉氧化改性：淀粉是以葡萄糖為結構單元的天然高聚物，在氧化劑的作用下，伯羥基(--CH₂OH)被氧化成醛基(-CHO)，同時分子環間的糖苷鍵部分斷裂而發生降解，成為聚合度較低的氧化淀粉。以次氯酸鈉作氧化劑時，在堿性介質中，次氯酸鈉分解速度比其在酸性介質中的分解速度快，此時極易釋放出活性氧，先把淀粉中的羥甲基氧化成醛基，進一步被氧化成羧基，并且與堿性基結合，形成羧酸鹽，增加了淀粉粘合劑的親水性和溶解性，也增加了粘合劑的流動性，使淀粉粘合劑易于保存。

淀粉用水糊化后粘度大，糊化淀粉的量以5-15％時，淀粉糊粘度適中，有利于后續工序的操作。以次氯酸鈉為氧化劑，硫酸亞鐵為還原劑，促進淀粉的氧化反應，以氫氧化鈉調節pH值在9左右。淀粉氧化中各物質的量，次氯酸鈉0.3-1.0％，亞硫酸鈉0.1-0.5％，氫氧化鈉0.5-1.0％。氧化反應接觸后加熱使氧化淀粉糊化。

(2)淀粉酯化改性：在淀粉在堿性水介質中，在糊化后的淀粉糊中，加入1-2％的乙酸乙烯酯。淀粉分子中的羥基與乙酸乙烯酯反應乙酸淀粉酯。淀粉中的羥基被酯化后，增加了淀粉膠的耐水性。

(3)接枝共聚改性：在過氧化物作用下，淀粉、聚乙烯醇與乙酸乙烯酯單體發生共聚反應，生產淀粉-乙酸乙烯酯共聚物與聚乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物。共聚物的生成，降低了淀粉與聚乙烯醇的親水性，增加了淀粉與聚乙烯醇的強度，也降低了聚乙酸乙烯酯的脆性。

在酯化后的淀粉糊中加入預先溶解聚乙烯醇，聚乙烯醇的濃度12-13％的水溶液，攪拌均勻后，加入OP-10表面活性劑0.5％，再滴加乙酸乙烯酯與羥甲基丙烯酰胺的混合單體，進行淀粉、聚乙烯醇、乙酸乙烯酯的聚合反應。聚乙烯醇的總量為2-5％，醋酸乙烯參與酯化反應與聚合反應的量為5-15％，羥甲基丙烯酰胺0.5-1％，過硫酸銨0.2-0.5％。

(4)交聯改性：在淀粉、聚乙烯醇與乙酸乙烯酯單體發生共聚反應的體系中，加入羥甲基丙烯酰胺，使共聚結構中帶有羥甲基的結構。帶有羥甲基丙烯酰胺聚合物的水溶液在干燥成膜時，羥甲基會發發生縮合反應，分之間產生交聯反應，結果生成網狀的聚合體。這有助于粘合劑形成的膜強度高、耐熱性好、耐水性好。

2淀粉改性乳膠粘合劑制備：

按在上面方法制備的淀粉改性乳膠可以作為粘合劑應用。但是固含量低，粘結干燥固化時間長，原材料成本高。將制備的淀粉改性乳膠進行填充增強，旨在提高粘合劑的性能、縮短粘結干燥固化時間、降低成本。

(1)原淀粉增強：本方法制備的粘合劑主要是用于粘結木制品。淀粉與木制品中的纖維素結構相似，因此淀粉與纖維素間的結合力強，加入原淀粉可以提高粘合劑的粘結強度。原淀粉的加入量為5-15％。