一種酯化蓮藕淀粉/聚乙烯醇共混膠黏劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種酯化蓮藕淀粉/聚乙烯醇共混膠黏劑的制備方法，屬于膠黏劑領域。
【背景技術】
[0002]聚乙稀醇是一種用途極為廣泛的水溶性高分子，性能獨特，已經被大量用于生產制造涂料、乳化劑、粘合劑、紡織品、紙品加工劑及塑料薄膜等產品，作為一種發展十分快速的熱溶膠，它具有很好的強力粘接性、堅韌透明、膠膜強度高、耐油、耐腐燭、耐溶劑、耐磨，并具有較好的氣體阻隔性和熱穩定性，適用于人造板、細木工板、膠合板、刨花板、高密度纖維板等的粘接，有制造工藝簡單、固化速度快的特點。然而，多羥基水溶性高分子的特質使得聚乙稀醇木材膠黏劑具有較差的耐水性能，從而限制了其應用范圍。目前，人們常采用添加甲醛、丁醛或丁烯醛使聚乙稀醇縮醛化，添加甲苯二異氰酸酯或三苯基甲烷三異氰酸酯對聚乙稀醇進行交聯改性的方法來提高聚乙稀醇膠的耐水性和粘接性能，取得了比較明顯的改性效果，但由于醛類及異氰酸酯的刺激氣味和毒性，其應用受到影響。另外，還可采用添加木質纖維、納米黏土等方法來改善聚乙烯醇的耐水性和力學性能，但這些改性方法存在操作工藝較復雜，引入原料的成本較高的問題。
[0003]淀粉具有許多優點，但淀粉是一種強極性的結晶性物質，分子內與分子間存在著大量氫鍵，一般條件下，天然淀粉脂溶性差，糊液在酸、熱、剪切作用下不穩定，難以加工成型，不溶于冷水，因此，為了滿足某種需要，淀粉經常通過化學改性，改變它的物理以及其它性質。淀粉分子中含有糖苷鍵和活性輕基，能和許多物質發生化學反應，是對淀粉進行化學改性的基礎，其中氧化、酯化、醚化、交聯、接枝等是常用的化學改性方法。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題:針對目前聚乙稀醇木材膠黏劑具有較差的耐水性能，而且由于醛類及異氰酸酯的刺激氣味和毒性使其應用受到影響，而且天然淀粉脂溶性差，糊液在酸、熱、剪切作用下不穩定，難以加工成型的問題，提供了一種酯化蓮藕淀粉-聚乙烯醇共混膠黏劑的制備方法，本發明將蓮藕淀粉進行酯化改性，降低淀粉分子間極性，從而提高淀粉的溶解性和化學穩定性，將酯化后淀粉添加在聚乙烯醇膠黏劑中，不僅可以提高聚乙烯醇的耐水性和力學性能，而且制得的共混膠黏劑綠色環保，不會產生刺激氣味和毒性。
[0005 ]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(I)稱取200?250g蓮藕淀粉置于帶有攪拌裝置的100mL反應釜中，再向釜中依次加入8?15mL質量分數35%氫氧化鈉溶液、40?60mL無水乙醇和200?300mL去離子水，將反應爸升溫至35?45°C并攪拌混合均勻，將攪拌后得到的淀粉乳倒入燒杯中，并用超聲波在進行處理，在超聲功率為700?850W下處理15?20min，將處理后的淀粉乳進行離心分離，取沉淀物放入45?55°C恒溫烘箱中干燥至含水量為5?8%，取出放入粉碎機中粉碎、過篩得200?220目粉末；
(2)取100?120g上述淀粉粉末和10?15g酯化劑馬來酸酐，再按固液比1:1.3向其中加入質量分數85%乙醇水溶液，攪拌均勻后再加入2?3g催化劑尿素，并用質量分數35%甲酸溶液調節PH值為5?6，在溫度為45?60°C下進行淀粉酯化反應I?2h，反應結束后再加入5?Sg表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚，攪拌均勻后過濾，將濾渣分別用去離子水、丙酮和無水乙醇洗滌過濾2?3次，取濾餅進行干燥，干燥完全后粉碎、過篩得150?180目粉末，將粉末置于微波反應器中，設定微波功率功率為800?1200W，處理5?8min后取出得酯化蓮藕淀粉，備用;
(3)稱取50?80g聚乙烯醇于100mL的三口燒瓶中，再向瓶中分別加入300?350mL質量分數35%甲醛水溶液，放入恒溫水浴中，升高溫度至85?95°C，并攪拌直至固體完全溶解，溶解后降低溫度至30?40°C，滴加37%的鹽酸溶液調節pH值為4.5?5.5，調節后再稱取2?3g亞硫酸鈉加入其中，保溫攪拌反應40?50min，反應結束后滴加3?5滴聚氧丙烯甘油醚消泡劑，攪拌均勻冷卻到室溫，用質量分數15%氫氧化鈉溶液調節pH為7.0，得到聚乙稀醇膠黏劑；
(4)取20?30g步驟(2)酯化蓮藕淀粉，按固液比1:1.5向其中加入上述制得的聚乙稀醇膠黏劑和總質量0.5?0.8%過硫酸銨、I?3%聚硅氧烷、5?8%質量分數15%硼砂溶液，在30?35°C下攪拌，直至渾濁膠液變成半透明膠液停止攪拌，靜置至脫泡完全即可得到共混膠黏劑。
[0006]本發明的應用方法:取一張單板為表板，將其表面均勻涂抹一層本發明制得的共混膠黏劑，自然風干30?40s后，再取另一張單板為芯板，按纖維方向與第一張單板相互垂直重疊，在上表面再次均勻涂抹共混膠黏劑，自然風干30?40s，取第三張單板按其纖維方向與芯板垂直并以松面與芯板膠面接觸重疊，組合完成，在140?170°C和1.2?2.0MPa下進行熱壓成型處理8?15min，再冷卻至室溫，在1.1?1.5MPa壓力下進行冷壓成型處理5?lOmin，即可。
[0007]本發明的有益效果是:
(1)本發明將蓮藕淀粉進行酯化改性，降低了淀粉分子間極性，提高淀粉的溶解性和化學穩定性，將酯化后淀粉添加在聚乙烯醇膠黏劑中，不僅可以提高聚乙烯醇的耐水性和力學性能；
(2)本發明制得的膠黏劑綠色環保，不會產生刺激氣味和毒性。
【具體實施方式】
[0008]首先稱取200?250g蓮藕淀粉置于帶有攪拌裝置的100mL反應釜中，再向釜中依次加入8?15mL質量分數35%氫氧化鈉溶液、40?60mL無水乙醇和200?300mL去離子水，將反應釜升溫至35?45°C并攪拌混合均勻，將攪拌后得到的淀粉乳倒入燒杯中，并用超聲波在進行處理，在超聲功率為700?850W下處理15?20min，將處理后的淀粉乳進行離心分離，取沉淀物放入45?55°C恒溫烘箱中干燥至含水量為5?8%，取出放入粉碎機中粉碎、過篩得200?220目粉末；
取100?120g上述淀粉粉末和10?15g酯化劑馬來酸酐，再按固液比1:1.3向其中加入質量分數85%乙醇水溶液，攪拌均勻后再加入2?3g催化劑尿素，并用質量分數35%甲酸溶液調節pH值為5?6，在溫度為45?60°C下進行淀粉酯化反應I?2h，反應結束后再加入5?8g表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚，攪拌均勻后過濾，將濾渣分別用去離子水、丙酮和無水乙醇洗滌過濾2?3次，取濾餅進行干燥，干燥完全后粉碎、過篩得150?180目粉末，將粉末置于微波反應器中，設定微波功率功率為800?1200W，處理5?8min后取出得酯化蓮藕淀粉，備用；稱取50?80g聚乙烯醇于100mL的三口燒瓶中，再向瓶中分別加入300?350mL質量分數35%甲醛水溶液，放入恒溫水浴中，升高溫度至85?95°C，并攪拌直至固體完全溶解，溶解后降低溫度至30?40°C，滴加37%的鹽酸溶液調節pH值為4.5?5.5，調節后再稱取2?3g亞硫酸鈉加入其中，保溫攪拌反應40?50min，反應結束后滴加3?5滴聚氧丙烯甘油醚消泡劑，攪拌均勻冷卻到室溫，用質量分數15%氫氧化鈉溶液調節pH為7.0，得到聚乙稀醇膠黏劑;取20?30g酯化蓮藕淀粉，按固液比1:1.5向其中加入上述制得的聚乙稀醇膠黏劑和總質量
0.5?0.8%過硫酸銨、I?3%聚硅氧烷、5?8%質量分數15%硼砂溶液，在30?35°C下攪拌，直至渾濁膠液變成半透明膠液停止攪拌，靜置至脫泡完全即可得到共混膠黏劑。
[0009]實例I
首先稱取200g蓮藕淀粉置于帶有攪拌裝置的100mL反應釜中，再向釜中依次加入8mL質量分數35%氫氧化鈉溶液、40mL無水乙醇和200mL去離子水，將反應釜升溫至35°C并攪拌混合均勻，將攪拌后得到的淀粉乳倒入燒杯中，并用超聲波在進行處理，在超聲功率為700W下處理15min，將處理后的淀粉乳進行離心分離，取沉淀物放入45°C恒溫烘箱中干燥至含水量為5%，取出放入粉碎機中粉碎、過篩得200目粉末;取10g上述淀粉粉末和1g酯化劑馬來酸酐，再按固液比1: 1.3向其中加入質量分數85%乙醇水溶液，攪拌均勻后再加入2g催化劑尿素，并用質量分數35%甲酸溶液調節pH值為5，在溫度為45°C下進行淀粉酯化反應lh，反應結束后再加入5g表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚，攪拌均勻后過濾，將濾渣分別用去離子水、丙酮和無水乙醇洗滌過濾2次，取濾餅進行干燥，干燥完全后粉碎、過篩得150目粉末，將粉末置于微波反應器中，設定微波功率功率為800W，處理5min后取出得酯化蓮藕淀粉，備用；稱取50g聚乙烯醇于100mL的三口燒瓶中，再向瓶中分別加入300mL質量分數35%甲醛水溶液，放入恒溫水浴中，升高溫度至85°C，并攪拌直至固體完全溶解，溶解后降低溫度至30°C，滴加37%的鹽酸溶液