一种瓦楞纸胶水及其制备方法
技术领域
本申请涉及瓦楞纸板制作的领域，尤其是涉及一种瓦楞纸胶水及其制备方法。
背景技术
瓦楞纸是纸质包装箱常见的用料，它比木箱质轻，又有硬度，大小容易剪裁，保护被包装的其他产品，不被损害。所以在包装行业中大规模所使用。
瓦楞纸在使用时，需要将瓦楞原纸通过胶水粘合，形成瓦楞纸板，再使用瓦楞纸板进行包装其他产品。目前，瓦楞纸胶水通常使用淀粉为原料制作，即将淀粉溶液升高温度，使其糊化，为了防止其过于粘稠不易使用机器进行大规模涂胶，需要相其中加入烧碱，降低其交联程度。
但是目前的瓦楞纸胶水，其在贴合瓦楞纸时，粘合强度不够高，所以目前亟需一款具有较高粘合强度的瓦楞纸胶水。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种瓦楞纸胶水，其具有粘合强度较高的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种瓦楞纸胶水的制备方法，其用于制备上述瓦楞纸胶水。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种瓦楞纸胶水，包含以下重量份的组分：
40-80份改性淀粉；
20-45份糯米粉；
10-15份烧碱；
3-8份硼砂；
2-5份高岭土；
1-5份干燥剂；
50-100份聚乙烯醇；
600-800份水；
所述改性淀粉通过下述方法制得：
S1：将淀粉溶于去离子水中，去离子水的重量为淀粉的2-5倍，升高温度至35-40℃，边加热边搅拌，搅拌20-30min；
S2：将混合溶液继续升温至45-50℃，保持10-20min，冷却至室温；
S3：将混合溶液中加入淀粉重量的3-5％的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，搅拌均匀后，将混合物质进行微波处理1-2min，离心并干燥，得到改性淀粉。
通过采用上述技术方案，由于采用改性淀粉，其先进行湿法，升高温度并进行搅拌，后升高温度进行二次糊化，冷却后加入3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵进行改性，使其连接有较多的支链，然后进行微波处理，加快3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵与淀粉反应，除此之外，使改性淀粉更易与树脂进行连接。加入聚乙烯醇后，可以有效提高胶水的耐水性能，以及有效提高胶水的粘合强度，糯米粉的加入，可以弥补淀粉在改性时由于糊化所导致的黏度有所下降。烧碱可以有效降低胶水的黏度，使其流动性较好，便于涂胶，高岭土可以有效提高胶水的粘合强度。硼砂可以增加胶水的保质期限，提高其使用寿命，干燥剂可以与各物质混合，且可以提高胶水粘合的速度，提高生产的速率，除此之外，干燥剂还可以降低水的用量，增大胶水的强度。
进一步地，所述改性淀粉通过下述方法制得：
S1：将淀粉溶于去离子水中，去离子水的重量为淀粉的2.5倍，升高温度至38℃，边加热边搅拌，搅拌25min；
S2：将混合溶液继续升温至48℃，保持15min，冷却至室温；
S3：将混合溶液中加入淀粉重量的4％的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，搅拌均匀后，将混合物质进行微波处理1.5min，离心并干燥，得到改性淀粉。
通过采用上述技术方案，当采用上述方法制备改性淀粉时，所制得的改性淀粉较易与胶水中的其他物质混合，使胶水具有较好的力学性质。
进一步地，所述改性淀粉与所述糯米粉的重量比例范围为(2-4)：1。
通过采用上述技术方案，当改性淀粉与糯米粉的重量比例范围为(2-4)：1时，所制得的胶水的粘稠度适中，而且具有较好的粘合强度。
进一步地，所述改性淀粉与所述糯米粉的重量比为2.8：1。
通过采用上述技术方案，当改性淀粉与糯米粉的重量比为2.8：1时，所制得的胶水的粘稠度适中，具有较好的粘合强度。
进一步地，所述改性淀粉与所述聚乙烯醇的重量比例范围为1：(0.8-1.2)。
通过采用上述技术方案，当改性淀粉与所述聚乙烯醇的重量比例范围为1：(0.8-1.2)时，所制得的胶水的黏度适中，粘结强度较好，而且耐水性能较好。
进一步地，所述改性淀粉与所述聚乙烯醇的重量比为1：1.2。
通过采用上述技术方案，当改性淀粉与聚乙烯醇的重量比为1：1.2时，所制得的胶水的黏度适中，粘结强度较好，而且耐水性能较好。
进一步地，所述干燥剂为二丙二醇丁醚与乙基纤维素，且二者以重量比1:0.2的比例混合均匀。
通过采用上述技术方案，二丙二醇丁醚具有较好的干燥效果，当其中加入乙基纤维素后，其可以与胶水中其他的物质具有较好的连接关系，除此之外，还可以与瓦楞原纸的纤维进行很好的连接，加强胶水的粘合强度。
进一步地，所述糯米粉为改性糯米粉，其是通过下述方法制得：
S1：将糯米粉浸泡在质量分数为10-15％的碳酸氢钠溶液中，浸泡6-8h；
S2：将糯米粉分离并干燥，并加入膨润土，膨润土的重量为糯米粉重量的2-4％，搅拌均匀后超声处理1-2h，后加入去离子水中浸泡1-3d；
S3：将上述混合物质加入重量为糯米粉的1-2％的聚丙烯酰胺，搅拌均匀，升高温度至40-60℃，保持1-2h，冷却至室温，分离干燥得到所需改性糯米粉。
通过采用上述技术方案，在制备改性糯米粉时，先将其浸泡在碳酸氢钠溶液中浸泡，使其碱化，后加入膨润土后超声，使二者混合均匀，后加入聚丙烯酰胺进行改性，升高温度可以加快改性的速度。所得到的改性糯米粉可以较好地与淀粉混合，除此之外，所得到的改性糯米粉可以较好地与聚乙烯醇进行混合。
进一步地，所述糯米粉为改性糯米粉，其是通过下述方法制得：
S1：将糯米粉浸泡在质量分数为12％的碳酸氢钠溶液中，浸泡8h；
S2：将糯米粉分离并干燥，并加入膨润土，膨润土的重量为糯米粉重量的3％，搅拌均匀后超声处理1.5h，后加入去离子水中浸泡2d；
S3：将上述混合物质加入重量为糯米粉的1.2％的聚丙烯酰胺，搅拌均匀，升高温度至55℃，保持1.5h，冷却至室温，分离干燥得到所需改性糯米粉。
通过采用上述技术方案，当采用上述的方法对糯米粉进行改性时，所得到的改性糯米粉较易与胶水中的其他的物质所结合，而且所制得的胶水具有较好的粘合强度。
进一步地，所述瓦楞纸胶水包含以下重量份的组分：
70份改性淀粉；
25份糯米粉；
12份烧碱；
5份硼砂；
3份高岭土；
3份干燥剂；
84份聚乙烯醇；
750份水。
通过采用上述技术方案，当采用上述配比制得的瓦楞纸胶水，其具有较好的粘合强度，而且具有较好的耐水效果，除此之外，制得的胶水具有较好的边压强度。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种瓦楞纸胶水的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将烧碱平均分为两份，其中一份倒入水中，升高温度至85-95℃，加入聚乙烯醇，保温1-2h，降低溶液温度至40-60℃，将改性淀粉与糯米粉混合均匀，后倒入溶液中，搅拌20-30min；
步骤二：向步骤一制得的混合溶液中加入高岭土，搅拌2-3min；
步骤三：向步骤二制得的混合溶液中加入干燥剂，搅拌1-2min；
步骤四：向步骤三制得的混合溶液中加入剩下的烧碱，搅拌2-3min；
步骤五：向步骤四制得的混合溶液中加入硼砂，搅拌5-10min，冷却至室温，制得所需瓦楞纸胶水。
通过采用上述技术方案，先制备碱液，然后加入聚乙烯醇，使其均匀地混合在溶液中，然后加入改性淀粉与糯米粉，使其糊化，碱液可以降低糊化的程度，增加胶水的流动性。然后依次加入高岭土与干燥剂，使其混合均匀，然后加入剩余的碱液，调节pH值的同时，调节胶水的粘稠度。最后加入硼砂，使胶水具有较好的保质期，提高使用寿命。
进一步地，所述步骤一中，将烧碱平均分为两份，其中一份倒入水中，升高温度至90℃，加入聚乙烯醇，保温1-2h，后降低溶液温度至50℃。
通过采用上述技术方案，当温度参数选用上述参数后，所制得的胶水中的各物质分散较好，具有较好的粘合性质与耐水性能。
进一步地，步骤二中，搅拌时间为2.5min。
通过采用上述技术方案，搅拌2.5min后，即可将高岭土混合较为均匀。
进一步地，所述步骤五中，硼砂平均分为3次加入混合溶液中，且加入间隔为0.5-1min。
通过采用上述技术方案，当硼砂分3次加入混合溶液中，所得到的胶水可以在较短的时间内混合均匀。
进一步地，一种瓦楞纸胶水的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将烧碱平均分为两份，其中一份倒入水中，升高温度至90℃，加入聚乙烯醇，保温1.5h，降低溶液温度至50℃，将改性淀粉与糯米粉混合均匀，后倒入溶液中，搅拌25min；步骤二：向步骤一制得的混合溶液中加入高岭土，搅拌2.5min；
步骤三：向步骤二制得的混合溶液中加入干燥剂，搅拌1.5min；
步骤四：向步骤三制得的混合溶液中加入剩下的烧碱，搅拌2.5min；
步骤五：向步骤四制得的混合溶液中加入硼砂，其中，硼砂平均分为3次加入混合溶液中，且加入间隔为1min。共搅拌8min，冷却至室温，制得所需瓦楞纸粘合用胶水。
通过采用上述技术方案，使用上述方法制得的胶水，其具有较好的粘合强度与耐水性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明加入了季铵盐改性淀粉、糯米粉与聚乙烯醇，可以有效提高胶水的粘结强度、边压强度与耐水性。
第二、本发明中优选采用改性糯米粉，可以辅助改性淀粉使其具有较好的粘合度，而且可以很好地与胶水中的其他物质所混合。
第三、本发明的方法，通过两次添加烧碱，确保胶水的流动性较佳，而且使胶水中各物质混合较为均匀，使胶水具有较好的粘结强度、边压强度与耐水性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
下述制备例与实施例中，原料均为市售可得，其中，干燥剂包括干燥剂1与干燥剂2，可以选用二丙二醇丁醚；
干燥剂2可以选用二丙二醇丁醚与乙基纤维素，且二者以重量比1:0.2的比例混合均匀。
制备例1
一种改性淀粉，通过下述方法制得：
S1：将1kg淀粉溶于2kg去离子水中，升高温度至35℃，边加热边搅拌，搅拌30min；
S2：将混合溶液继续升温至50℃，保持10min，冷却至室温；
S3：将混合溶液中加入淀粉重量的5％的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，搅拌均匀后，将混合物质进行微波处理2min，离心并干燥，得到改性淀粉。
制备例2
一种改性淀粉，通过下述方法制得：
S1：将1kg淀粉溶于5kg去离子水中，升高温度至40℃，边加热边搅拌，搅拌20min；
S2：将混合溶液继续升温至45℃，保持20min，冷却至室温；
S3：将混合溶液中加入淀粉重量的3％的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，搅拌均匀后，将混合物质进行微波处理1min，离心并干燥，得到改性淀粉。
制备例3
一种改性淀粉，通过下述方法制得：
S1：将1kg淀粉溶于2.5kg去离子水中，升高温度至38℃，边加热边搅拌，搅拌25min；
S2：将混合溶液继续升温至48℃，保持15min，冷却至室温；
S3：将混合溶液中加入淀粉重量的4％的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，搅拌均匀后，将混合物质进行微波处理1.5min，离心并干燥，得到改性淀粉。
制备例4
一种改性糯米粉，通过下述方法制得：
S1：将1kg糯米粉浸泡在质量分数为10％的碳酸氢钠溶液中，浸泡7h；
S2：将糯米粉分离并干燥，并加入膨润土，膨润土的重量为糯米粉重量的4％，搅拌均匀后超声处理2h，后加入去离子水中浸泡3d；
S3：将上述混合物质加入重量为糯米粉的1％的聚丙烯酰胺，搅拌均匀，升高温度至60℃，保持2h，冷却至室温，分离干燥得到所需改性糯米粉。
制备例5
一种改性糯米粉，通过下述方法制得：
S1：将1kg糯米粉浸泡在质量分数为15％的碳酸氢钠溶液中，浸泡6h；
S2：将糯米粉分离并干燥，并加入膨润土，膨润土的重量为糯米粉重量的2％，搅拌均匀后超声处理1h，后加入去离子水中浸泡1d；
S3：将上述混合物质加入重量为糯米粉的2％的聚丙烯酰胺，搅拌均匀，升高温度至40℃，保持1h，冷却至室温，分离干燥得到所需改性糯米粉。
制备例6
一种改性糯米粉，通过下述方法制得：
S1：将1kg糯米粉浸泡在质量分数为12％的碳酸氢钠溶液中，浸泡8h；
S2：将糯米粉分离并干燥，并加入膨润土，膨润土的重量为糯米粉重量的3％，搅拌均匀后超声处理1.5h，后加入去离子水中浸泡2d；
S3：将上述混合物质加入重量为糯米粉的1.2％的聚丙烯酰胺，搅拌均匀，升高温度至55℃，保持1.5h，冷却至室温，分离干燥得到所需改性糯米粉。
实施例1
一种瓦楞纸胶水，由下述方法制备得到：
步骤一：将重量为表1所示的烧碱平均分为两份，其中一份倒入水中，升高温度至90℃，加入聚乙烯醇，保温1.5h，降低溶液温度至50℃，将改性淀粉与糯米粉混合均匀，后倒入溶液中，搅拌25min；
步骤二：向步骤一制得的混合溶液中加入重量为表1所示的高岭土，搅拌2.5min；
步骤三：向步骤二制得的混合溶液中加入重量为表1所示的干燥剂，搅拌1.2min；
步骤四：向步骤三制得的混合溶液中加入剩下的烧碱，搅拌2.5min；
步骤五：向步骤四制得的混合溶液中加入重量为表1所示的硼砂，其中，硼砂平均分为3次加入混合溶液中，且加入间隔为1min，共搅拌8min，冷却至室温，制得所需瓦楞纸胶水。
实施例2-10
一种瓦楞纸胶水，与实施例1的区别在于，采用表1所示的重量的原料制得。
实施例11
一种瓦楞纸胶水，与实施例10的区别在于，步骤一中，先将溶液升高温度至85℃，加入聚乙烯醇，保温2h，降低溶液温度至60℃，将改性淀粉与糯米粉混合均匀，后倒入溶液中，搅拌30min；
步骤二中，搅拌时长为2min；
步骤三中，搅拌时长为1min；
步骤四中，搅拌时长为3min；
步骤五中，硼砂加入间隔为0.5min，共搅拌10min。
实施例12
一种瓦楞纸胶水，与实施例10的区别在于，步骤一中，先将溶液升高温度至95℃，加入聚乙烯醇，保温1h，降低溶液温度至40℃，将改性淀粉与糯米粉混合均匀，后倒入溶液中，搅拌20min；
步骤二中，搅拌时长为3min；
步骤三中，搅拌时长为2min；
步骤四中，搅拌时长为2min；
步骤五中，硼砂加入间隔为0.8min，共搅拌8min。
对比例1
一种胶水，由下述方法制备得到：
步骤一：将重量为表2所示的烧碱平均分为两份，升高溶液温度至50℃，将淀粉倒入溶液中，搅拌25min；
步骤二：向步骤一制得的混合溶液中加入重量为表2所示的高岭土，搅拌2.5min；
步骤三：向步骤二制得的混合溶液中加入重量为表2所示的干燥剂，搅拌1.5min；
步骤四：向步骤三制得的混合溶液中加入剩下的烧碱，搅拌2.5min；
步骤五：向步骤四制得的混合溶液中加入重量为表2所示的硼砂，其中，硼砂平均分为3次加入混合溶液中，且加入间隔为1min。共搅拌8min，冷却至室温，制得所需胶水。
对比例2
一种胶水，与对比例1的区别在于，使用制备例3制得的改性淀粉。
对比例3
一种胶水，由下述方法制备得到：
步骤一：将重量为表2所示的烧碱平均分为两份，其中一份倒入水中，升高温度至85℃，加入聚乙烯醇，保温1.5h，降低溶液温度至50℃，将改性淀粉倒入溶液中，搅拌25min；
步骤二：向步骤一制得的混合溶液中加入重量为表2所示的高岭土，搅拌2.5min；
步骤三：向步骤二制得的混合溶液中加入重量为表2所示的干燥剂，搅拌1.5min；
步骤四：向步骤三制得的混合溶液中加入剩下的烧碱，搅拌2.5min；
步骤五：向步骤四制得的混合溶液中加入重量为表2所示的硼砂，其中，硼砂平均分为3次加入混合溶液中，且加入间隔为1min。共搅拌8min，冷却至室温，制得所需胶水。
对比例4
一种胶水，由下述方法制备得到：
步骤一：将重量为表2所示的烧碱平均分为两份，其中一份倒入水中，升高溶液温度至50℃，将改性淀粉与糯米粉混合均匀，后倒入溶液中，搅拌25min；
步骤二：向步骤一制得的混合溶液中加入重量为表2所示的高岭土，搅拌2.5min；
步骤三：向步骤二制得的混合溶液中加入重量为表2所示的干燥剂，搅拌1.5min；
步骤四：向步骤三制得的混合溶液中加入剩下的烧碱，搅拌2.5min；
步骤五：向步骤四制得的混合溶液中加入重量为表2所示的硼砂，其中，硼砂平均分为3次加入混合溶液中，且加入间隔为1min。共搅拌8min，冷却至室温，制得所需胶水。
对比例5
一种胶水，与实施例10的区别在于，加入淀粉为市售淀粉，即未改性淀粉。
对比例6-7
一种胶水，与实施例10的区别在于，所述原料的重量如表2所示。
对比例8
一种胶水，由下述方法制备得到：
各原料的重量与实施例10相同。
将改性淀粉、糯米粉与聚乙烯醇混合，加入水中，然后加入烧碱，升高溶液温度至85℃，保温1.5h，然后依次向溶液中加入高岭土、干燥剂与硼砂，搅拌10min，搅拌均匀，冷却至室温，即可得到所需胶水。
表1
表2
性能检测试验
1.粘合强度测试：使用GB/T6541-2011中记载的方式，对实施例1-12与对比例1-8制得的胶水进行粘合强度测试。
2.边压强度测试：使用GB/T6541-2011中记载的方式，对实施例1-12与对比例1-8制得的胶水进行边压强度测试。
3.耐水性测试：将实施例1-12与对比例1-8制得的胶水分别涂覆在90g/m2的瓦楞原纸上，涂胶量为5g/m2，将另一个瓦楞原纸粘贴，烘干后，将粘贴后的瓦楞纸板投入25℃的水中，计时，当瓦楞原纸分离时，停止计时。
测试结果如表3所示。
表3
从表3可以看出，实施例1-12中，当采用实施例10中记载的方法，制得的瓦楞纸胶水的粘合强度与边压强度均较好，而且耐水性较佳。
实施例1-4与实施例10相比，当采用制备例3制得的改性淀粉，以及制备例6制得的改性糯米粉时，所制得的瓦楞纸胶水的粘合强度与边压强度均较好，而且耐水性较佳。
实施例5与实施例10相比，当干燥剂选用二丙二醇丁醚与乙基纤维素的混合物，且二者以重量比1:0.2的比例混合均匀，这样相比于普通的干燥剂二丙二醇丁醚来说，由于其中溶解了乙基纤维素，其可以与胶水中其他的物质具有较好的连接关系，除此之外，还可以与瓦楞原纸的纤维进行很好的连接，加强胶水的粘合强度。
实施例6-9与实施例10相比，说明当改性淀粉与聚乙烯醇的重量比范围为1：(0.8-1.2)，且改性淀粉与所述糯米粉的重量比例范围为(2-4)：1时，所制得的胶水的粘合强度与边压强度均较好，而且耐水性较佳。
实施例11-12与实施例10相比，说明当制备时，各步骤中的参数选取实施例10的参数时，所制得的胶水的粘合强度与边压强度均较好，而且耐水性较佳。
从表3可以看出，对比例1相比于实施例1-12来说，相比于仅仅加入市售的普通淀粉，采用改性淀粉、糯米粉与聚乙烯醇后，所制得的胶水的粘合强度与边压强度均较好，而且耐水性较佳。
从表3可以看出，对比例2相比于实施例1-12来说，加入糯米粉与聚乙烯醇后，所制得的胶水的粘合强度与边压强度均较好，而且耐水性较佳。
从表3可以看出，对比例3相比于实施例1-12来说，加入糯米粉后，可以加强胶水的粘合强度与边压强度，说明糯米粉加入胶水中可以很好地与胶水中的其他物质产生交联的作用，且混合较为均匀。
从表3可以看出，对比例4相比于实施例1-12来说，加入聚乙烯醇后可以有效提高胶水的耐水性，而且可以提高胶水的粘合强度与边压强度。
从表3可以看出，对比例5相比于实施例1-12来说，加入改性淀粉可以有效提高胶水的粘合强度、边压强度与耐水性，说明改性后的淀粉在糊化时糊化效果较好，而且改性后的淀粉可以较易与胶水中的其他的物质混合。
从表3可以看出，对比例6、7相比于实施例1-12来说，当聚乙烯醇加入过多后，其会产生团聚，不易与胶水中的其他的物质混合均匀，当聚乙烯醇的加入过少后，所制得的胶水的粘合强度不够，而且耐水性较差。
从表3可以看出，对比例8相比于实施例1-12来说，当制备胶水的过程中，先制备碱液，然后加入聚乙烯醇，使其在碱液中混合均匀，然后对淀粉进糊化，这样得到的胶水的粘合强度较好，而且各物质分布较为均匀。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
