一种纸板用改性淀粉胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及纸板加工技术领域，尤其涉及一种纸板用改性淀粉胶粘剂及其制备方法。
背景技术
淀粉主要来源于玉米、小麦和薯类等农产品，具有资源丰富价廉、可再生不枯竭、生物可降解性等特点，淀粉具有良好的粘合性和成膜性能，以淀粉为原材料生产的胶粘剂，具有无腐蚀、无污染、成本低、无毒、无异味、无公害等特点，是石油化工胶粘剂的理想替代品，符合环保健康可持续发展的社会需求。
但淀粉胶粘剂的缺点是耐水性不好、流动性差、随温度升高易膨胀糊化、适用期较短等，这些限制了淀粉胶粘剂的应用和发展，通过物理改性或者化学改性可得到不同性能和用途的改性淀粉胶粘剂，其性能优良应用前景好。改性淀粉粘合剂的粘结强度高、纸板挺度大、不吸潮变软、无腐蚀、无污染、使用成本低等优点，正被越来越多的纸箱生产企业所采用。
因此，如何通过改性来制备出吸潮率低、强度较高的淀粉胶粘剂，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种纸板用改性淀粉胶粘剂及其制备方法，其具有吸潮率低、强度较高的特点。
为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：一种纸板用改性淀粉胶粘剂，其原料按重量份比包括：淀粉100份、尿素3～6份、二氧化钛1～2份、聚乙烯醇10～20份、氯化钙10～20份、亚硫酸氢钠4～8份、消泡剂1～2份、水400份，其中，所述淀粉为玉米淀粉，所述消泡剂为脂肪族酰胺。
为实现上述目的，本发明还采用的一个技术方案是：一种纸板用改性淀粉胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将100份淀粉、3～6份尿素、1～2份二氧化钛加入至400份水中溶解配成淀粉乳胶，并在惰性气体氛围下加热至40℃糊化5min，得到糊化淀粉溶液，其中所述淀粉为玉米淀粉；
步骤2：将步骤1得到的糊化淀粉溶液降至室温时，加入10～20份聚乙烯醇与4～8份亚硫酸氢钠，保温20min；
步骤3：将10～20份氯化钙分两次加入至步骤2得到的溶液中，并且一直进行搅拌，两次加入的间隔时间为30min；
步骤4：将1～2份消泡剂加入至步骤3得到的溶液中，静置30min，其中所述消泡剂为脂肪族酰胺，即得到所述的纸板用改性淀粉胶粘剂。
进一步，步骤1中的惰性气体为氩气或氮气中的一种或者两种。
与现有技术相比，本发明一种纸板用改性淀粉胶粘剂及其制备方法的有益效果在于：本发明通过添加二氧化钛且在惰性气体氛围中加热糊化，大大降低了糊化时间与糊化温度，改性后淀粉胶粘剂具有粘接强度高、吸潮率低的优势；使用本发明的制备方法，淀粉糊化液粘度均匀，低能耗、成本低、制备过程无污染且该胶粘剂可生化降解。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明一种纸板用改性淀粉胶粘剂，其原料按重量份比包括：玉米淀粉100份、尿素3份、二氧化钛1份、聚乙烯醇10份、氯化钙10份、亚硫酸氢钠4份、脂肪族酰胺1份、水400份。
此纸板用改性淀粉胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将100份淀粉、3份尿素、1份二氧化钛加入至400份水中溶解配成淀粉乳胶，并在氩气或氮气中的一种或者两种惰性气体氛围下加热至40℃糊化5min，得到糊化淀粉溶液，其中所述淀粉为玉米淀粉；
步骤2：将步骤1得到的糊化淀粉溶液降至室温时，加入10份聚乙烯醇与4份亚硫酸氢钠，保温20min；
步骤3：先将5份氯化钙加入至步骤2得到的溶液中，搅拌30min后再加入5份氯化钙；
步骤4：将1份脂肪族酰胺加入至步骤3得到的溶液中，静置30min，即得到所述的纸板用改性淀粉胶粘剂。
实施例2：
本发明一种纸板用改性淀粉胶粘剂，其原料按重量份比包括：玉米淀粉100份、尿素4.5份、二氧化钛1.5份、聚乙烯醇15份、氯化钙15份、亚硫酸氢钠6份、脂肪族酰胺1.5份、水400份。
此纸板用改性淀粉胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将100份淀粉、4.5份尿素、1.5份二氧化钛加入至400份水中溶解配成淀粉乳胶，并在氩气或氮气中的一种或者两种惰性气体氛围下加热至40℃糊化5min，得到糊化淀粉溶液，其中所述淀粉为玉米淀粉；
步骤2：将步骤1得到的糊化淀粉溶液降至室温时，加入15份聚乙烯醇与6份亚硫酸氢钠，保温20min；
步骤3：先将7.5份氯化钙加入至步骤2得到的溶液中，搅拌30min后再加入7.5份氯化钙；
步骤4：将1.5份脂肪族酰胺加入至步骤3得到的溶液中，静置30min，即得到所述的纸板用改性淀粉胶粘剂。
实施例3：
本发明一种纸板用改性淀粉胶粘剂，其原料按重量份比包括：玉米淀粉100份、尿素6份、二氧化钛2份、聚乙烯醇20份、氯化钙20份、亚硫酸氢钠8份、脂肪族酰胺2份、水400份。
此纸板用改性淀粉胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将100份淀粉、6份尿素、2份二氧化钛加入至400份水中溶解配成淀粉乳胶，并在氩气或氮气中的一种或者两种惰性气体氛围下加热至40℃糊化5min，得到糊化淀粉溶液，其中所述淀粉为玉米淀粉；
步骤2：将步骤1得到的糊化淀粉溶液降至室温时，加入20份聚乙烯醇与8份亚硫酸氢钠，保温20min；
步骤3：先将10份氯化钙加入至步骤2得到的溶液中，搅拌30min后再加入10份氯化钙；
步骤4：将2份脂肪族酰胺加入至步骤3得到的溶液中，静置30min，即得到所述的纸板用改性淀粉胶粘剂。
实施例4：
本发明一种纸板用改性淀粉胶粘剂，其原料按重量份比包括：玉米淀粉100份、尿素3份、二氧化钛1.5份、聚乙烯醇15份、氯化钙20份、亚硫酸氢钠4份、脂肪族酰胺1份、水400份。
此纸板用改性淀粉胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将100份淀粉、3份尿素、1.5份二氧化钛加入至400份水中溶解配成淀粉乳胶，并在氩气或氮气中的一种或者两种惰性气体氛围下加热至40℃糊化5min，得到糊化淀粉溶液，其中所述淀粉为玉米淀粉；
步骤2：将步骤1得到的糊化淀粉溶液降至室温时，加入15份聚乙烯醇与4份亚硫酸氢钠，保温20min；
步骤3：先将10份氯化钙加入至步骤2得到的溶液中，搅拌30min后再加入10份氯化钙；
步骤4：将1份脂肪族酰胺加入至步骤3得到的溶液中，静置30min，即得到所述的纸板用改性淀粉胶粘剂。
对比例1：
本发明一种纸板用改性淀粉胶粘剂，其原料按重量份比包括：玉米淀粉100份、尿素3份、聚乙烯醇15份、氯化钙20份、亚硫酸氢钠4份、脂肪族酰胺1份、水400份。
此纸板用改性淀粉胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将100份淀粉、3份尿素加入至400份水中溶解配成淀粉乳胶，并在氩气或氮气中的一种或者两种惰性气体氛围下加热至40℃糊化5min，得到糊化淀粉溶液，其中所述淀粉为玉米淀粉；
步骤2：将步骤1得到的糊化淀粉溶液降至室温时，加入15份聚乙烯醇与4份亚硫酸氢钠，保温20min；
步骤3：先将10份氯化钙加入至步骤2得到的溶液中，搅拌30min后再加入10份氯化钙；
步骤4：将1份脂肪族酰胺加入至步骤3得到的溶液中，静置30min，即得到所述的纸板用改性淀粉胶粘剂。
对比例2：
本发明一种纸板用改性淀粉胶粘剂，其原料按重量份比包括：玉米淀粉100份、尿素3份、二氧化钛1.5份、聚乙烯醇15份、氯化钙20份、亚硫酸氢钠4份、脂肪族酰胺1份、水400份。
此纸板用改性淀粉胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将100份淀粉、3份尿素、1.5份二氧化钛加入至400份水中溶解配成淀粉乳胶，并在室内加热至40℃糊化5min，得到糊化淀粉溶液，其中所述淀粉为玉米淀粉；
步骤2：将步骤1得到的糊化淀粉溶液降至室温时，加入15份聚乙烯醇与4份亚硫酸氢钠，保温20min；
步骤3：先将10份氯化钙加入至步骤2得到的溶液中，搅拌30min后再加入10份氯化钙；
步骤4：将1份脂肪族酰胺加入至步骤3得到的溶液中，静置30min，即得到所述的纸板用改性淀粉胶粘剂。
按照本发明实施例1-4与对比例1-2得到的纸板用改性淀粉胶粘剂以及将该胶粘剂以干胶厚度30g/m2的涂布量涂布于纸板时的性能如表1所示。
表1
其中，纸板吸水率的测试方法参照GB/T1540，纸板抗张强度与纸板断裂伸长率的测试方法均参照GB/T453。
通过表1中提供的数据，确认实施例4为最优方案；通过将实施例4分别与对比例1和对比例2比较，可以看出在相同的条件下，未添加二氧化钛或者未在惰性气体氛围下加热糊化所得到的淀粉胶粘剂，其纸板吸水率均远高于实施例1-4，纸板抗张强度与纸板断裂伸长率均远低于实施例1-4。
本发明通过添加二氧化钛且在惰性气体氛围中加热糊化，大大降低了糊化时间与糊化温度，改性后淀粉胶粘剂具有较低的纸板吸水率，较高的纸板抗张强度与纸板断裂伸长率；使用本发明的制备方法，淀粉糊化液粘度均匀，低能耗、成本低、制备过程无污染且该胶粘剂可生化降解。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求的范围内。
