專利名稱：一種淀粉改性乳膠及粘合劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(nèi)裝飾用 的粘合劑。
背景技術(shù)：
聚乙酸乙烯酯乳液由于原料來源豐富，粘接性能優(yōu)良，使用方便且無污染，因此廣 泛應(yīng)用于木材加工、家具制造、建筑裝潢等行業(yè)，是現(xiàn)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(dǎo)致PVAc乳液膠膜的耐水性不好。同時(shí)，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(chǎn)品中釋放的甲醛對室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生污染，這種乳膠現(xiàn)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(qiáng)度不高，一般只用于粘結(jié)強(qiáng)度要求不高的應(yīng)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(qiáng)度。由于淀粉來源廣，而且價(jià) 格低廉，用化學(xué)改性的方法，生產(chǎn)粘結(jié)強(qiáng)度較高的粘合劑越來越被重視。生產(chǎn)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(zhì)、脂肪的含量更少，由木薯淀粉制成的粘合劑粘接力更強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用廉價(jià)的淀粉為主要原料，對現(xiàn)有的乳白膠進(jìn)行改性，使制備 的淀粉改性粘合劑產(chǎn)品性能提高，價(jià)格降低。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)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(yīng)，形成目的產(chǎn)物淀粉改性乳膠。(1)淀粉氧化改性淀粉是以葡萄糖為結(jié)構(gòu)單元的天然高聚物，在氧化劑的作用 下，伯羥基(一CH2OH)被氧化成醛基(-CH0)，同時(shí)分子環(huán)間的糖苷鍵部分?jǐn)嗔讯l(fā)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(shí)，在堿性介質(zhì)中，次氯酸鈉分解速度比 其在酸性介質(zhì)中的分解速度快，此時(shí)極易釋放出活性氧，先把淀粉中的羥甲基氧化成醛基， 進(jìn)一步被氧化成羧基，并且與堿性基結(jié)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(shí)，淀粉糊粘度適中，有利于后續(xù) 工序的操作。以次氯酸鈉為氧化劑，硫酸亞鐵為還原劑，促進(jìn)淀粉的氧化反應(yīng)，以氫氧化鈉 調(diào)節(jié)PH值在9左右。淀粉氧化中各物質(zhì)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(yīng)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(zhì)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(yīng)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(fā)生共 聚反應(yīng)，生產(chǎn)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(qiáng)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(yù)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0P-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(jìn)行淀粉、聚乙烯醇、乙酸乙烯酯的聚合反應(yīng)。聚乙烯醇的總量為2-5%，醋酸乙烯參與 酯化反應(yīng)與聚合反應(yīng)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(lián)改性在淀粉、聚乙烯醇與乙酸乙烯酯單體發(fā)生共聚反應(yīng)的體系中，加入 羥甲基丙烯酰胺，使共聚結(jié)構(gòu)中帶有羥甲基的結(jié)構(gòu)。帶有羥甲基丙烯酰胺聚合物的水溶液 在干燥成膜時(shí)，羥甲基會發(fā)發(fā)生縮合反應(yīng)，分之間產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，結(jié)果生成網(wǎng)狀的聚合體。 這有助于粘合劑形成的膜強(qiáng)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(yīng)用。但是固含量低，粘結(jié)干 燥固化時(shí)間長，原材料成本高。將制備的淀粉改性乳膠進(jìn)行填充增強(qiáng)，旨在提高粘合劑的性 能、縮短粘結(jié)干燥固化時(shí)間、降低成本。(1)原淀粉增強(qiáng)本方法制備的粘合劑主要是用于粘結(jié)木制品。淀粉與木制品中 的纖維素結(jié)構(gòu)相似，因此淀粉與纖維素間的結(jié)合力強(qiáng)，加入原淀粉可以提高粘合劑的粘結(jié) 強(qiáng)度。原淀粉的加入量為5-15%。(2)高嶺土增強(qiáng)高嶺土硬度大，加入高嶺土后，粘合劑形成的膜硬度高。同時(shí)高 嶺土價(jià)格低廉，對降低粘合劑的成本有利。高嶺土的加入量為5-15%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不得將這些實(shí)施例解釋為對本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制。1、氧化淀粉的制備(1)次氯酸鈉6，加水30溶解備用。氫氧化鈉8，加水20溶解備用。亞硫酸鈉2用 水10溶解備用。(2)淀粉100加水190攪拌配制成淀粉乳狀液，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9。升 溫到40-50°C，20分鐘滴加次氯酸鈉溶液的一半，反應(yīng)1小時(shí)后在加入另一半。反應(yīng)1小時(shí) 后加入亞硫酸鈉水溶液，在保溫反應(yīng)1小時(shí)。在反應(yīng)過程中，補(bǔ)加氫氧化鈉溶液維持PH值 在9。2、淀粉糊化與酯化(1)將氧化淀粉加熱到70-80°C糊化，糊化后的淀粉糊呈透明狀即可。(2)在糊化后的淀粉糊中，加入2%的乙酸乙烯酯，溫度控制在50-60°C，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)。3、接枝共聚改性(1)將聚乙烯醇40加水250，加熱溶解備用。(2)過硫酸銨3，加水10溶解備用。(3)將乙酸乙烯酯100與羥甲基丙烯酰胺8混合成單體混合物備用。(4)將溶解的聚乙烯醇加入到上面制備的淀粉糊中，攪拌混合均勻后加入0P-105，攪拌下加硫酸20%溶液調(diào)節(jié)pH為6-6。(5)升溫至60°C，加入單體混合物10。過硫酸銨溶液4。反應(yīng)開始后有回流液，溫 度會升高。當(dāng)回流液量少時(shí)開始滴加混合單體，5-5小時(shí)滴加完畢。反應(yīng)液溫度逐步升高， 反應(yīng)過程中控制單體滴加速度，調(diào)節(jié)至有少量回流液為準(zhǔn)。反應(yīng)過程中分5次補(bǔ)加過硫酸 銨溶液。單體加完后反應(yīng)物回流少時(shí)升溫至90°C.反應(yīng)1小時(shí)。再降溫至40°C后出料至 粘合劑配制罐。4、淀粉改性乳膠粘合劑制備(1)原淀粉增強(qiáng)粘合劑配制罐中的淀粉改性乳膠中加入原淀粉100，邊攪拌邊加 入。(2)高嶺土增強(qiáng)在上面制備體系中，攪拌下加入高嶺土 50。(3)攪拌1小時(shí)，充分混合均勻。(4)出料，用100目的篩網(wǎng)過濾后，包裝。
權(quán)利要求
1.一種淀粉改性乳膠及粘合劑的制備方法。其中由淀粉乳膠及淀粉乳膠粘合劑兩部分 構(gòu)成。
2.權(quán)利要求書1所述淀粉乳膠采用的淀粉為木薯淀粉、小麥淀粉、玉米淀粉等。淀粉乳 膠采用淀粉氧化、糊化、酯化與聚乙烯醇及乙酸乙烯酯反應(yīng)等步驟制備。
3.本專利中各物質(zhì)的量均以占合成的淀粉改性粘合劑總量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。淀粉乳 膠制備中配料物質(zhì)量百分比為淀粉5-15%，聚乙烯醇2-5%，醋酸乙烯5-15%，羥甲基丙 烯酰胺0. 5-1 %，次氯酸鈉0. 3-1. 0%,亞硫酸鈉0. 1-0. 5%,氫氧化鈉0. 5-1. 0%,過硫酸銨 0. 2-0. 5%,/K 45-55% ο
4.權(quán)利要求書1所述的淀粉乳膠粘合劑采用淀粉乳膠填充固體淀粉、高嶺土等材料增 強(qiáng)。淀粉乳膠粘合劑配料為淀粉改性乳膠70-80%，淀粉5-15%，高嶺土 5-15%。
5.淀粉改性乳膠采用糊化淀粉、聚乙烯醇與醋酸乙烯酯共聚、接枝等反應(yīng)，對聚乙烯 醇、淀粉等進(jìn)一步改性。
6.加入羥甲基丙烯酰胺，增加粘合劑聚合物的分之間的交聯(lián)度，提高粘合劑的粘結(jié)強(qiáng) 度與耐水性。
全文摘要
一種淀粉改性乳膠及粘合劑的制備方法。其中由淀粉乳膠及淀粉乳膠粘合劑兩部分構(gòu)成。所述淀粉乳膠采用淀粉氧化、糊化、與聚乙烯醇及乙酸乙烯酯反應(yīng)等步驟制備。乳膠制備中配料物質(zhì)量百分比為淀粉5-15％，聚乙烯醇2-5％，醋酸乙烯5-15％，羥甲基丙烯酰胺0.5-1％，次氯酸鈉0.3-1.0％，亞硫酸鈉0.1-0.5％，氫氧化鈉0.5-1.0％，過硫酸銨0.2-0.5％，水45-55％。淀粉乳膠粘合劑采用填充方法增強(qiáng)。淀粉乳膠粘合劑配料為淀粉改性乳膠70-80％，淀粉5-15％，高嶺土5-15％。本方法制備的淀粉乳膠粘合劑制備工藝合理，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不使用甲醛及有機(jī)溶劑，及無“三廢”排放。淀粉改性乳膠及粘合劑是一種以水為分散介質(zhì)，粘結(jié)力強(qiáng)、無毒、無腐蝕、無污染的現(xiàn)代綠色環(huán)保型膠粘劑。
文檔編號C09J103/04GK101993671SQ20091011430
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者劉力恒 申請人:劉力恒