竹涼席用淀粉基無醛膠粘劑生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無醛的有機膠粘劑生產(chǎn)方法,具體是主要用于竹涼席作膠粘劑的以玉米淀粉與糯米淀粉為基料的膠粘劑生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002]竹涼席是竹產(chǎn)業(yè)中的傳統(tǒng)產(chǎn)品,也是竹產(chǎn)業(yè)的重要分支。雖然近年來,隨著竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,新產(chǎn)品逐漸擴大自己的市場份額,但是作為傳統(tǒng)加工產(chǎn)品的竹涼席仍占據(jù)著重要的市場份額,其產(chǎn)業(yè)加工水平對竹產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要影響;同時,竹涼席產(chǎn)業(yè)將成為我國竹文化發(fā)展中的一個別具特色的新亮點,潛力巨大,前景廣闊。目前,全國竹涼席年產(chǎn)量在5000萬床左右,產(chǎn)值在100億元左右,并且60%遠銷日本、越南、韓國、泰國、新加坡等國家。
[0003]然而近年來,隨著人們對健康、環(huán)保意識的提高,家居產(chǎn)品中對甲醛問題的關注,竹涼席甲醛超標問題也逐步引起重視。尤其在2013年全國各地工商對超市竹涼席產(chǎn)品進行抽檢中發(fā)現(xiàn),近80%的產(chǎn)品甲醛超標,相關結果在央視曝光后,竹涼席甲醛含量問題成了竹涼席生產(chǎn)中的技術瓶頸。竹涼席存在的甲醛主要來源于膠粘劑、上過漿的紗布和包邊用的紡織面料,但是經(jīng)相關檢測分析,上過漿的紗布和包邊用的紡織面料甲醛含量很低,竹涼席游離甲醛90%來自于膠粘劑。因此,膠粘劑是解決竹涼席甲醛含量超標的技術突破口,竹涼席膠粘劑的選擇和改良已成為竹產(chǎn)業(yè)勢在必行、必須突破的技術瓶頸。
[0004]CN102268232A公布的“一種無醛膠粘劑及其用途”及CN1884414A公布的“人造板用無醛膠粘劑”均為雙組分膠粘劑,用異氰酸酯作增強劑,成本高、操作困難。CN1313555C公告了南京林業(yè)大學的“人造板用無醛膠粘劑”,其淀粉基膠粘劑所用的防霉劑為五氯酚鈉,毒性高,危害環(huán)境。為了克服現(xiàn)有技術的無醛膠生產(chǎn)中存在的上述不足,本發(fā)明在降低生產(chǎn)成本、提高粘結強度和保護環(huán)境方面著手,提出一種新的無醛的淀粉基膠粘劑生產(chǎn)方法。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種無醛的淀粉基膠粘劑生產(chǎn)方法。
[0006]解決該技術問題采用如下技術方案:
本無醛的淀粉基膠粘劑生產(chǎn)方法按如下步驟進行:
(1)玉米淀粉乳膠的制備:在反應釜中加入型號為1799的聚乙烯醇54公斤,水360公斤,升溫至92-94度,保溫I小時,用鹽酸調pH為2.0-2.5,加入乙二醛12公斤,反應I小時,用質量溶度為30%的NaOH調pH至10-10.5,加入丙烯酸乳膠36公斤在92_94°C反應30分鐘,自然降溫至65°C,反應40 ±2分鐘,加入水340公斤、淀粉200公斤,在50-55°C反應I小時,加入200公斤聚醋酸乙烯酯乳膠,自然反應20分鐘,出料即得玉米淀粉乳膠;
(2)糯米淀粉乳液的制備:用蒸餾水配置質量比溶度為10%的氫氧化鈉溶液20公斤、質量比溶度為12%的冰乙酸溶液15公斤、質量比溶度為15%的雙乙酸鈉溶液30公斤、質量比溶度為15%的丙酸鈣溶液12公斤;將去離子水500公斤與糯米淀粉450公斤,尿素15公斤攪拌20分鐘,然后升溫至35-40°C,開始滴加氫氧化鈉溶液40-50分鐘,升溫至50-55°C,反應至淀粉糊化呈膠體透明狀態(tài),開始滴加冰乙酸溶液,時間控制在15-20分鐘,攪拌30分鐘后,加入雙乙酸鈉溶液和丙酸鈣溶液,再加入改性白乳膠120公斤和甘油5公斤,同時降溫至30°C以下,出料即得糯米淀粉乳液;
(3)竹涼席用淀粉基無醛淀粉膠的制備:取步驟(I)與步驟(2)的最終產(chǎn)物各1000公斤,加入有機硅偶聯(lián)劑10公斤,苯丙乳膠50公斤,在45-50°C條件下混合并攪拌30分鐘,降溫出料即成。
[0007]本發(fā)明的有益效果是用本法制得的膠粘劑成本低廉、儲存穩(wěn)定性好,耐水性高,膠接強度高,可廣泛用于各種竹涼席的粘接。
【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明以下結合實施例予以詳述:
本無醛的淀粉基膠粘劑生產(chǎn)方法按如下步驟進行:
(1)玉米淀粉乳膠的制備:在反應釜中加入型號為1799的聚乙烯醇54公斤,水360公斤,升溫至92-94度,保溫I小時,用鹽酸調pH為2.0-2.5,加入乙二醛12公斤,反應I小時,用質量溶度為30%的NaOH調pH至10-10.5,加入丙烯酸乳膠36公斤在92_94°C反應30分鐘,自然降溫至65°C,反應40 ±2分鐘,加入水340公斤、淀粉200公斤,在50-55°C反應I小時,加入200公斤聚醋酸乙烯酯乳膠,自然反應20分鐘,出料即得玉米淀粉乳膠;
(2)糯米淀粉乳液的制備:用蒸餾水配置質量比溶度為10%的氫氧化鈉溶液20公斤、質量比溶度為12%的冰乙酸溶液15公斤、質量比溶度為15%的雙乙酸鈉溶液30公斤、質量比溶度為15%的丙酸鈣溶液12公斤;將去離子水500公斤與糯米淀粉450公斤,尿素15公斤攪拌20分鐘,然后升溫至35-40°C,開始滴加氫氧化鈉溶液40-50分鐘,升溫至50-55°C,反應至淀粉糊化呈膠體透明狀態(tài),開始滴加冰乙酸溶液,時間控制在15-20分鐘,攪拌30分鐘后,加入雙乙酸鈉溶液和丙酸鈣溶液,再加入改性白乳膠120公斤和甘油5公斤,同時降溫至30°C以下,出料即得糯米淀粉乳液;
(3)竹涼席用淀粉基無醛淀粉膠的制備:取步驟(I)與步驟(2)的最終產(chǎn)物各1000公斤,加入有機硅偶聯(lián)劑10公斤,苯丙乳膠50公斤,在45-50°C條件下混合并攪拌30分鐘,降溫出料即成。
[0009]本方法各原料均采用單值,所示實施例即為最佳方案,若在單值基礎上向上與向下擴展取一定范圍的區(qū)間值,也是可行的,這是顯而易見的,不再一一拓展列出。
[0010]本發(fā)明中選用的原料對膠的性能改善的有關化學機理是:
淀粉的醇羥基與具有二元或多元官能團的化學試劑形成二醚鍵或二酯鍵,使兩個或兩個以上的淀粉分子之間架橋在一起,呈多維空間網(wǎng)狀結構的反應,即交聯(lián)反應。淀粉交聯(lián)后,平均分子量明顯增加,玉米淀粉顆粒中的支鏈淀粉約占70%,而糯米淀粉全部是支鏈淀粉,可增強保持顆粒結構的氫鍵,緊密程度進一步加強。
[0011]利用聚乙烯醇分子結構中含有大量的仲羥基和少量的乙酰氧基,在聚乙烯醇與淀粉分子間可形成氫鍵,起到了聚乙烯醇與淀粉分子“接枝”的作用,這樣使制得的淀粉膠粘劑具有更好的粘接性、流動性和抗凝凍性等優(yōu)點;同時聚乙烯醇對殘留的丙烯酸乳膠單體進行接枝聚合,降低膠體中殘留單體的含量。
[0012]引進耐水性很好的氨丙基可與淀粉乳膠中的基團進行互相結合;乙氧基團克與竹材分子結構中的基團進行化學結合,通過這些化學鍵在分子鏈間的結合力,使其空間支鏈更加長,同時也再將接枝后的淀粉進行交聯(lián),使大分子的淀粉分子形成復雜的空間交聯(lián)三維結構。膠層結構中以少量的化學鍵為核心,在每個化學鍵的周圍輔以大量的氫鍵,從而阻止水分子的進入,共同構成改性淀粉膠粘劑耐水膠層的結構,使其耐水性顯著加強。
[0013]采用本方法制得的無醛的淀粉基膠粘劑的理化性能參數(shù)為:
外觀:乳白色均勻液體,
固體含量:34% — 36%,粘度(20°C) 10000 mPa.s, pH值:5.5—6.5,儲存期:多30天。
[0014]產(chǎn)品送國家紡織服裝產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心(浙江)檢測,結果表明,不同種類竹涼席的甲醛含量與浸漬剝離滿足GB18401—2010(B類)標準要求。甲醛含量在23?61mg/kg之間,完全符合紡織品的要求。
[0015]原材料成本核算:
食用玉米淀粉乳膠:
200公斤食用玉米淀粉4元/公斤
500公斤水
36公斤丙烯酸乳膠7.8元/公斤
12公斤乙二醛6元/公斤
54公斤聚乙稀醇14元/公斤
200公斤醋酸乙烯酯乳膠4.8元/公斤
原材料成本約2800元/噸糯米淀粉乳膠:
10%的氫氧化鈉溶液20公斤I元/公斤
12%的冰乙酸溶液15公斤2元/公斤
15%的雙乙酸鈉溶液30公斤2.5元/公斤
15%的丙酸I丐溶液12公斤3.5元/公斤
離子水500公斤
儒米淀粉450公斤6元/公斤尿素15公斤2元/公斤
改性白乳膠120公斤6元/公斤甘油5公斤8元/公斤
原材料成本約3320元/噸竹涼席用淀粉基無醛淀粉膠
食用玉米淀粉乳膠1000公斤2.8元/公斤
儒米淀粉乳液1000公斤3.32元/公斤
偶聯(lián)劑10公斤100元/公斤
苯丙乳液50公斤8元/公斤
原材料成本約3650元/噸對照CN1313555C “人造板用無醛膠粘劑”成本A
醋酸乙烯酯 290公斤7元/公斤
丙烯酸環(huán)氧丙酯80公斤28元/公斤
丙烯酸丁酯 40公斤8元/公斤
OP-1O 15公斤10元/公斤
聚乙烯醇 40公斤12元/公斤去咼子水 536公斤 A的原材料成本約為5000元/噸 80% 的 A
B玉米淀粉 80公斤4元/公斤
C五氯酸鈉 10公斤14元/公斤 D去離子水 80公斤
E 二乙稀三胺 30公斤28元/公斤對照組人造板用無醛膠粘劑總的原料成本約4120元/噸。
[0016]可見,無醛的淀粉基膠粘劑的原材料成本比對照無醛膠粘劑的原材料成本降低了約 10% O
【主權項】
1.一種竹涼席用淀粉基無醛膠粘劑生產(chǎn)方法,其特征是按如下步驟進行: (1)玉米淀粉乳膠的制備:在反應釜中加入型號為1799的聚乙烯醇54公斤,水360公斤,升溫至92-94度,保溫1小時,用鹽酸調pH為2.0-2.5,加入乙二醛12公斤,反應1小時,用質量溶度為30%的NaOH調pH至10-10.5,加入丙烯酸乳膠36公斤在92_94°C反應30分鐘,自然降溫至65°C,反應40 ±2分鐘,加入水340公斤、淀粉200公斤,在50-55°C反應1小時,加入200公斤聚醋酸乙烯酯乳膠,自然反應20分鐘,出料即得玉米淀粉乳膠; (2)糯米淀粉乳液的制備:用蒸餾水配置質量比溶度為10%的氫氧化鈉溶液20公斤、質量比溶度為12%的冰乙酸溶液15公斤、質量比溶度為15%的雙乙酸鈉溶液30公斤、質量比溶度為15%的丙酸鈣溶液12公斤;將去離子水500公斤與糯米淀粉450公斤,尿素15公斤攪拌20分鐘,然后升溫至35-40°C,開始滴加氫氧化鈉溶液40-50分鐘,升溫至50-55°C,反應至淀粉糊化呈膠體透明狀態(tài),開始滴加冰乙酸溶液,時間控制在15-20分鐘,攪拌30分鐘后,加入雙乙酸鈉溶液和丙酸鈣溶液,再加入改性白乳膠120公斤和甘油5公斤,同時降溫至30°C以下,出料即得糯米淀粉乳液; (3)竹涼席用淀粉基無醛淀粉膠的制備:取步驟(1)與步驟(2)的最終產(chǎn)物各1000公斤,加入有機硅偶聯(lián)劑10公斤,苯丙乳膠50公斤,在45-50°C條件下混合并攪拌30分鐘,降溫出料即成。
【專利摘要】一種竹涼席用淀粉基無醛膠粘劑生產(chǎn)方法,以玉米淀粉乳膠、糯米淀粉乳膠為主料,再用偶聯(lián)劑為交聯(lián)劑、苯丙乳膠為增強劑,經(jīng)玉米淀粉乳膠的制備、糯米淀粉乳膠的制備、交聯(lián)劑與增強劑的接枝與交聯(lián)反應三個步驟生產(chǎn)成本無醛膠,本無醛膠用于各種竹涼席作膠粘劑。本方法的反應條件溫和,易于控制,不釋放游離甲醛,儲存穩(wěn)定性高,耐水性強,大大提高了淀粉膠粘劑的粘接強度。
【IPC分類】C09J131/04, C09J103/04, C09J125/14, C09J129/04, C09J103/02, C09J133/00
【公開號】CN105331302
【申請?zhí)枴緾N201510886747
【發(fā)明人】于紅衛(wèi), 方群, 劉志坤, 羅從軍
【申請人】浙江農(nóng)林大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年12月7日