一種瓦楞紙箱用納米改性淀粉膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合變性淀粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瓦楞紙箱用納米改性淀粉膠粘劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦楞紙板箱的生產(chǎn)和制作是世界上膠粘劑最大的應(yīng)用領(lǐng)域，其中以淀粉類為基料的產(chǎn)品因其價格低廉，且有適宜的特性，而居支配地位。目前淀粉類膠粘劑需求量每年平均增長15%左右。粘合劑是決定紙箱產(chǎn)品和其它包裝容器粘合質(zhì)量的重要材料，它的性能如何直接或間接影響紙箱和其它包裝容器的強度。目前國內(nèi)高檔膠粘劑都依賴進口，國內(nèi)生產(chǎn)的膠粘劑在封合強度、剪切強度和其他耐熱老化等物理化學(xué)指標不能滿足使用要求，且國外已有納米技術(shù)運用于淀粉粘合劑方面產(chǎn)品，目前國內(nèi)瓦楞紙箱用納米粘合劑尚無生產(chǎn)產(chǎn)品的報道。納米材料在淀粉粘合劑中的應(yīng)用，形成的粘合劑顆粒成分極小，使粘合劑能形成高密度的粘結(jié)狀態(tài)，這是普通粘合劑所難以達到的。另一方面，納米二氧化鈦在光的作用下會產(chǎn)生獨特的光催化作用，不僅能將空氣中的有毒有害氣體分解消除，而且對細菌、霉菌、病毒具有很強的殺滅作用，這對用于食品包裝行業(yè)的紙箱制品，非常重要。
[0003]中國專利:申請公布號CN103333643A、申請公布日2013年10月2日的發(fā)明專利公開了一種高抗壓紙箱用膠粘劑及其制備方法，其組成原料為:苯丙乳液、玉米淀粉、納米級二氧化鈦、氧化鋯、環(huán)氧氯丙烷、聚二甲基硅氧烷、苯基三乙氧基硅烷、三乙烯四胺、十二稀基丁二酸、甲基硅酸鈉、甲氧基丁醇和水。雖然發(fā)明采用苯丙乳液和玉米淀粉為主料，通過對玉米淀粉的臭氧氧化處理，改善了玉米淀粉的優(yōu)良性能，大大提高了產(chǎn)品的抗壓強度，但其粘接效果較差，需要進一步改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的粘接效果不佳的問題，提供一種可有效改善粘接效果的瓦楞紙箱用納米改性淀粉膠粘劑及其制備方法。
[0005]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
一種瓦楞紙箱用納米改性淀粉膠粘劑，該膠粘劑的原料組成及其重量份比為:淀粉500?800、水1800?2300、雙氧水12?16、氫氧化鈉3?5、二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子25?35、增粘劑10?15、催化劑10?15、消泡劑2?3、耐水劑3?5、殺菌防腐劑1?3，其中，
所述二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子的原料組成及重量份比為:納米二氧化鈦-硅烷粒子50?80、水300?400、乳化劑5?8、聚合促進劑1?2、甲基丙烯酸甲酯2?3、濃度為25%的食鹽水10?20，所述納米二氧化鈦-硅烷粒子的原料組成及重量份比為:納米二氧化鈦30?50、偶聯(lián)劑0.5?1、乙酸乙酯10?15。
[0006]所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉，所述聚合促進劑為過硫酸鉀，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑A-171。
[0007]所述淀粉為玉米淀粉，所述增粘劑為硼砂，所述催化劑為明礬，所述消泡劑為乳化硅油，所述耐水劑為脲醛樹脂，所述殺菌防腐劑為異噻唑啉酮。
[0008]所述制備方法依次包括以下步驟:
納米二氧化鈦的改性:先將納米二氧化鈦、偶聯(lián)劑、乙酸乙酯按比例混合，再升溫至70?80°C并保溫2.5?3.5h，然后降至常溫，經(jīng)過濾、洗滌后依次烘干、研磨，得到納米二氧化鈦-娃燒粒子；
活性納米二氧化鈦聚合物包覆:先將納米二氧化鈦-硅烷粒子、水、乳化劑按比例混合，再于60?70°C下加入聚合促進劑和甲基丙烯酸甲酯混合后保溫2.5?3.5h，然后加入濃度為25%的食鹽水，經(jīng)過濾、洗滌后依次烘干、研磨，即得到二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子；
混合膠的制備:將淀粉、水、雙氧水、氫氧化鈉、二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子、增粘劑、催化劑、消泡劑、耐水劑、殺菌防腐劑按比例混合均勻以得到瓦楞紙箱用納米改性淀粉粘合劑。
[0009]所述混合膠的制備步驟具體包括以下步驟:
一次混合膠的制備:先將雙氧水平均分成兩份、水分成三份、淀粉分成兩份，再將第一份水與第一份雙氧水混合，并于35?45°C下加入第一份淀粉和二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子混合均勻，然后加入氫氧化鈉并升溫至60?70°C混合，最后加入第二份水混合均勻即得一次混合膠，其中，第一份水、第一份雙氧水、第一份淀粉、二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子、氫氧化鈉、第二份水的質(zhì)量份比例為800?1000: 6?8: 300?500: 15?20: 3?5: 200?300 ；二次混合膠的制備:35?45°C下，將第二份雙氧水、增粘劑、第二份淀粉、二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子、催化劑、消泡劑、耐水劑、殺菌防腐劑加入第三份水中混合均勻即得二次混合膠，所述第三份水、第二份雙氧水、增粘劑、第二份淀粉、二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子、催化劑、消泡劑、耐水劑、殺菌防腐劑的質(zhì)量份比例為800?1000:6?8:10?15: 200?300:10 ?15:10 ?15:2 ?3:3 ?5:1 ?3;
終混:將一次混合膠加入二次混合膠中混合，即得瓦楞紙箱用納米改性淀粉粘合劑。
[0010]所述納米二氧化鈦的改性步驟中，納米二氧化鈦、偶聯(lián)劑與乙酸乙酯混合的時間為15?20min;
所述活性納米二氧化鈦聚合物包覆步驟中，納米二氧化鈦-硅烷粒子、水與乳化劑混合的時間為10?15min;
所述一次混合膠的制備中，加入氫氧化鈉并升溫至60?70°C混合的時間為10?15min; 所述終混步驟中，將一次混合膠加入二次混合膠中混合的時間為10?15min。
[0011 ]所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉，所述聚合促進劑為過硫酸鉀，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑A-171。
[0012]所述淀粉為玉米淀粉，所述增粘劑為硼砂，所述催化劑為明礬，所述消泡劑為乳化硅油，所述耐水劑為脲醛樹脂，所述殺菌防腐劑為異噻唑啉酮。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明一種瓦楞紙箱用納米改性淀粉膠粘劑的原料組成包括二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子，該二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子的原料組成及重量份比為:納米二氧化鈦-硅烷粒子50?80、水300?400、乳化劑5?8、聚合促進劑1?2、甲基丙烯酸甲酯2?3、濃度為25%的食鹽水10?20，且納米二氧化鈦-硅烷粒子的原料組成及重量份比為:納米二氧化鈦30?50、偶聯(lián)劑0.5?1、乙酸乙酯10?15，制備時，先將納米二氧化鈦與偶聯(lián)劑、乙酸乙酯混合改性，研磨得到納米二氧化鈦-硅烷粒子，再將納米二氧化鈦-硅烷粒子、水、乳化劑混合后加入聚合促進劑和甲基丙烯酸甲酯進行聚合反應(yīng)，該設(shè)計通過在納米二氧化鈦的表面包覆一層聚甲基丙烯酸材料，改善了其在水中的分散性，將上述材料添加到淀粉膠粘劑中能夠形成高密度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，大幅度提高了其粘接效果。因此，本發(fā)明提高了膠粘劑的粘接效果。
[0014]2、本發(fā)明一種瓦楞紙箱用納米改性淀粉膠粘劑的制備方法中混合膠的制備步驟包括一次混合膠的制備、二次混合膠的制備，即分兩次混膠，與一次混膠相比，氣制備得到的混合膠更為均勻，有利于進一步提高粘接強度，另外，一次混合膠的制備操作將水分兩次先后加入，該設(shè)計有利于調(diào)節(jié)體系的粘度，使制備的混合膠更均勻。因此，本方法有利于進一步提尚膠粘劑的粘接強度。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0016]—種瓦楞紙箱用納米改性淀粉膠粘劑，該膠粘劑的原料組成及其重量份比為:淀粉500?800、水1800?2300、雙氧水12?16、氫氧化鈉3?5、二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子25?35、增粘劑10?15、催化劑10?15、消泡劑2?3、耐水劑3?5、殺菌防腐劑1?3，其中，
所述二氧化鈦-聚甲基丙烯酸粒子的原料組成及重量份比為:納米二氧化鈦-硅烷粒子50?80、水300?400、乳化劑5?8、聚合促進劑1?2、甲基丙烯