[發明專利]一種乳液型木材用淀粉膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310694433.7
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103627352A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 程力;顧正彪;王潘軍;李兆豐;洪雁
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09J151/02
• 分類號: C09J151/02;C09J11/08;C09J11/06;C08F251/00;C08F218/08;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/16;C08F2/26
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛;王玉松

技術領域

本發明涉及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領域。

背景技術

淀粉是自然界中含量極為豐富的有機化合物，具有來源廣泛、價格低廉、可再生、可完全降解以及無污染等優點。淀粉經酸解、氧化、接枝共聚后可以制備出一種生產成本低廉，環保無污染木材用膠粘劑。目前的一些工藝制備出的淀粉膠的固形物含量、粘接強度和干燥速度還有待改善，以期得到更為廣泛的應用。本發明針對現有工藝應用于制備高固含量淀粉膠時，提高淀粉用量和總固形物含量帶來的體系粘度過高、接枝反應不均勻和儲藏穩定性差等問題，通過優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行接枝共聚反應，使得種子與單體聚合成粒徑大小不同的乳液粒子，以實現最大限度的利用空間并達到緊密堆積的狀態，實現了以高濃度淀粉乳（40-50%）為原料制備出可穩定儲藏的高固含量淀粉膠粘劑產品，其干燥速度、成膜性和粘接強度均得到了顯著提高。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種乳液型淀粉膠粘劑，其配方為（以質量比計）：

所述淀粉為玉米淀粉、蠟質玉米淀粉、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。

所述酸是質量分數為36-38%的鹽酸。

所述引發劑為過硫酸銨或者過硫酸鉀。

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、十二烷基苯環酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10（OP-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。

本發明要解決的第二個技術問題是提供一種所述乳液型淀粉膠粘劑的制備方法，特別是一種用于穩定制備高固形物含量淀粉膠粘劑的方法，技術方案為：以高濃度淀粉乳為主要原料，對其進行酸解預處理后向體系中加入引發劑和乳化劑，再緩慢滴加一定量的接枝單體進行乳液接枝共聚反應，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加入引發劑和乳化劑并緩慢滴加接枝單體，反應一段時間后后向體系中加入第二種子，同時補加引發劑和乳化劑，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40～50%的高濃度淀粉乳；

（2）在55℃～65℃酸解1～2.5h，然后用0.1-0.5mol/L的氫氧化鈉調節pH至3.5-4.5；

（3）加入占引發劑總添加量40-60%的引發劑、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℃反應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℃～45℃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劑總添加量10%-30%的引發劑、占乳化劑總添加量10%-30%的乳化劑，繼續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℃反應1.5-2.5h；

（5）向反應后的第一種子中加入第二種子，并加入剩余的引發劑、乳化劑，繼續滴加剩余的接枝單體，控制溫度在65℃～75℃反應1-2h；

（6）將接枝共聚改性后的乳液調節pH至pH5.5～6.5，加入改性劑聚乙烯醇，升溫至80～90℃，保溫0.5-1h，降溫至50℃，依次加入增塑劑、消泡劑和稀釋劑，攪拌0.5-1h后繼續降溫至30℃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械攪拌或磁力攪拌，轉速控制在80-150轉/分鐘。

所述改性劑用水配置為質量濃度10g/100g的溶液再加入體系中。