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CN107286873A - 一种纸管胶及其制备方法 - Google Patents

一种纸管胶及其制备方法 Download PDF

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CN107286873A CN201710510697.0A CN201710510697A CN107286873A CN 107286873 A CN107286873 A CN 107286873A CN 201710510697 A CN201710510697 A CN 201710510697A CN 107286873 A CN107286873 A CN 107286873A
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薛焱璟
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Abstract

本发明涉及一种纸管胶及其制备方法，属于胶粘剂技术领域。本发明将乳液、氧化木质素、过硫酸钾、乙二醇、高岭土粉末、磷酸铝和水混合后，进行加热搅拌反应并降温至室温，继续搅拌，装料，即得纸管胶。所述的乳液是将水、聚乙烯醇加热混合后降温，再加入乳化剂、增塑剂、消泡剂等进行搅拌混合，继续加入引发剂并升温，进行搅拌反应即得乳液；所述的氧化木质素是将造纸黑液过滤，将滤液和硫酸溶液加热搅拌反应，经过滤，将滤渣和氢氧化钠溶液混合后，加入高碘酸钠和甲基三氧化铼，进行搅拌反应，最后经静置、过滤、水洗，即得氧化木质素。本发明制备的纸管胶耐水性能好，满足了生产的需要。

Description

一种纸管胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纸管胶及其制备方法，属于胶粘剂技术领域。
背景技术
纸管用胶粘剂俗称纸管胶、纸筒胶等，是制作各种纸管、纸桶、纸罐及相关纸制品的一种专用胶粘剂。
传统常用的纸管胶有聚醋酸乙烯酯乳液，它是指以醋酸乙烯酯为主单体，水为分散介质，借助乳液聚合或悬浮聚合方法，通过均聚或与其他单体共聚制成的聚合物乳液。聚醋酸乙烯酯乳液是目前使用量最大、历史最悠久的合成树脂乳液之一。 聚醋酸乙烯酯胶粘剂是由醋酸乙烯酯单体经聚合反应得到的一种热塑性胶，俗称白乳胶，该材料具有使用方便，价格低廉，用途广泛，生产容易，性能好，无毒安全等一系列优点，深受用户欢迎，但是其最大的缺点就是耐水性差，经缩醛化后虽然可得到部分改善，但仍然不能满足要求。
因此，亟待寻找一种耐水性性能好，能够满足生产需求的纸管胶。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的纸管胶耐水性能差，不能满足生产需求的问题，提供了一种纸管胶及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种纸管胶，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
取40～50份乳液、8～12份氧化木质素、0.3～0.5份过硫酸钾、1～3份乙二醇、3～5份高岭土粉末、3～5份磷酸铝和60～80份水；
所述的乳液是由以下步骤制备得到的：在90～95℃将300～400mL水、10～15g聚乙烯醇混合20～30min后，降温至70～80℃，再加入1～3g乳化剂、3～5g增塑剂、0.3～0.5g消泡剂、30～40g乙酸乙烯酯和15～20gN-羟甲基丙烯酰胺，搅拌混合30～40min后，再加入0.1～0.3g引发剂，并升温至110～120℃，搅拌反应60～90min，即得乳液；
所述的氧化木质素是由以下步骤制备得到的：
（1）将造纸黑液过滤，得到滤液，将1～2kg滤液和300～400mL质量分数为25%硫酸溶液，在120～130℃搅拌反应2～3h后过滤，得到滤渣；
（2）将滤渣和200～300mL质量分数为15%氢氧化钠溶液混合后，再加入3～5g高碘酸钠和0.3～0.5g甲基三氧化铼，在70～80℃搅拌反应60～90min，反应结束后，再加入pH调节剂调节pH为4.5～4.8，再经静置、过滤、水洗，即得氧化木质素。
所述的乳化剂为吐温80、乳化剂OP-10、月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种或两种。
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种。
所述的pH调节剂为质量分数为20%盐酸。
所述的纸管胶制备步骤为：将乳液、氧化木质素、过硫酸钾、乙二醇、高岭土粉末、磷酸铝和水混合后，在125～135℃条件下搅拌反应60～90min后，降温至室温，继续搅拌混合25～30min，装料，即得纸管胶。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以乙酸乙烯酯和N-羟甲基丙烯酰胺为单体、聚乙烯醇为保护胶体进行乳液聚合反应得到乳液，乙酸乙烯酯单体和N-羟甲基丙烯酰胺单体共聚改性，可引入酰胺基和羟甲基，产生空间位阻效应，从而产生内塑作用，同时还可以保护聚合物中的酯基防止其水解，从而改善乳液的耐水性，并且N-羟甲基丙烯酰胺中的酰胺基和羟甲基可与乳液中的羟基交联形成网状结构，减少乳液中的羟基含量，从而提高乳液的耐水性，再从造纸黑液中提取得到木质素，再将木质素氧化处理使木质素中的羟基氧化成醛基、羧基，并使木质素分子链断裂，聚合度降低，氧化木质素中的醛基可与乳液中羟基形成缩醛及半缩醛而进行交联，并且氧化木质素分子之间也可以形成缩醛而交联，进一步减少乳液中的羟基从而增加纸管胶的胶合强度和耐水性。
具体实施方式
将造纸黑液过滤，得到滤液，取1～2kg滤液和300～400mL质量分数为25%硫酸溶液加入到烧杯中，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为120～130℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌反应2～3h后过滤，得到滤渣，将滤渣和200～300mL质量分数为15%氢氧化钠溶液加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为70～80℃，再向三口烧瓶中加入3～5g高碘酸钠和0.3～0.5g甲基三氧化铼，搅拌反应60～90min，反应结束后，向三口烧瓶中加入pH调节剂调节三口烧瓶中物料的pH为4.5～4.8，静置30～40min后过滤，得到滤饼，将滤饼用水洗涤3～5次，得到氧化木质素，将300～400mL水、10～15g聚乙烯醇加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，将四口烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为90～95℃，搅拌混合20～30min后，降温至70～80℃，再向四口烧瓶中加入1～3g乳化剂、3～5g增塑剂、0.3～0.5g消泡剂、30～40g乙酸乙烯酯和15～20gN-羟甲基丙烯酰胺，搅拌混合30～40min后，再向四口烧瓶中加入0.1～0.3g引发剂，并升温至110～120℃，搅拌反应60～90min，反应结束，得到乳液，称取400～500g高岭土加入到粉碎机中粉碎，过80～100目筛，得到高岭土粉末，最后按重量份数计，取40～50份乳液、8～12份氧化木质素、0.3～0.5份过硫酸钾、1～3份乙二醇、3～5份高岭土粉末、3～5份磷酸铝和60～80份水加入到烧杯中，将烧杯置于油浴锅中，控制油浴温度为125～135℃，搅拌反应60～90min后，降温至室温，继续搅拌混合25～30min，装料，即可得到纸管胶。所述的pH调节剂为质量分数为20%盐酸。所述的乳化剂为吐温80、乳化剂OP-10、月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种或两种。所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种。
实例1
将造纸黑液过滤，得到滤液，取2kg滤液和400mL质量分数为25%硫酸溶液加入到烧杯中，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为130℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应3h后过滤，得到滤渣，将滤渣和300mL质量分数为15%氢氧化钠溶液加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为80℃，再向三口烧瓶中加入5g高碘酸钠和0.5g甲基三氧化铼，搅拌反应90min，反应结束后，向三口烧瓶中加入质量分数为20%盐酸调节三口烧瓶中物料的pH为4.8，静置40min后过滤，得到滤饼，将滤饼用水洗涤5次，得到氧化木质素，将400mL水、15g聚乙烯醇加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，将四口烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为95℃，搅拌混合30min后，降温至80℃，再向四口烧瓶中加入3g吐温80、5g邻苯二甲酸二丁酯、0.5g聚二甲基硅氧烷、40g乙酸乙烯酯和20gN-羟甲基丙烯酰胺，搅拌混合40min后，再向四口烧瓶中加入0.3g过硫酸铵，并升温至120℃，搅拌反应90min，反应结束，得到乳液，称取500g高岭土加入到粉碎机中粉碎，过90目筛，得到高岭土粉末，最后按重量份数计，取50份乳液、12份氧化木质素、0.5份过硫酸钾、3份乙二醇、5份高岭土粉末、5份磷酸铝和80份水加入到烧杯中，将烧杯置于油浴锅中，控制油浴温度为135℃，搅拌反应90min后，降温至室温，继续搅拌混合30min，装料，即可得到纸管胶
实例2
将造纸黑液过滤，得到滤液，取1kg滤液和300mL质量分数为25%硫酸溶液加入到烧杯中，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为120℃，转速为300r/min的条件下，搅拌反应2h后过滤，得到滤渣，将滤渣和200mL质量分数为15%氢氧化钠溶液加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为70℃，再向三口烧瓶中加入3g高碘酸钠和0.3g甲基三氧化铼，搅拌反应60min，反应结束后，向三口烧瓶中加入质量分数为20%盐酸调节三口烧瓶中物料的pH为4.5，静置30min后过滤，得到滤饼，将滤饼用水洗涤3次，得到氧化木质素，将300mL水、10g聚乙烯醇加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，将四口烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为90℃，搅拌混合20min后，降温至70℃，再向四口烧瓶中加入1g乳化剂OP-10、3g邻苯二甲酸二丁酯、0.3g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、30g乙酸乙烯酯和15gN-羟甲基丙烯酰胺，搅拌混合30min后，再向四口烧瓶中加入0.1g过硫酸钾，并升温至110℃，搅拌反应60min，反应结束，得到乳液，称取400g高岭土加入到粉碎机中粉碎，过80目筛，得到高岭土粉末，最后按重量份数计，取40份乳液、8份氧化木质素、0.3份过硫酸钾、1份乙二醇、3份高岭土粉末、3份磷酸铝和60份水加入到烧杯中，将烧杯置于油浴锅中，控制油浴温度为125℃，搅拌反应60min后，降温至室温，继续搅拌混合25min，装料，即可得到纸管胶。
实例3
将造纸黑液过滤，得到滤液，取1.5kg滤液和350mL质量分数为25%硫酸溶液加入到烧杯中，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为125℃，转速为350r/min的条件下，搅拌反应2h后过滤，得到滤渣，将滤渣和250mL质量分数为15%氢氧化钠溶液加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为75℃，再向三口烧瓶中加入4g高碘酸钠和0.4g甲基三氧化铼，搅拌反应70min，反应结束后，向三口烧瓶中加入pH调节剂调节三口烧瓶中物料的pH为4.7，静置35min后过滤，得到滤饼，将滤饼用水洗涤4次，得到氧化木质素，将350mL水、12g聚乙烯醇加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，将四口烧瓶置于油浴锅中，控制油浴温度为92℃，搅拌混合25min后，降温至75℃，再向四口烧瓶中加入2g月桂醇聚氧乙烯醚、4g邻苯二甲酸二丁酯、0.4g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、35g乙酸乙烯酯和17gN-羟甲基丙烯酰胺，搅拌混合35min后，再向四口烧瓶中加入0.2g过硫酸钾，并升温至115℃，搅拌反应80min，反应结束，得到乳液，称取450g高岭土加入到粉碎机中粉碎，过90目筛，得到高岭土粉末，最后按重量份数计，取45份乳液、10份氧化木质素、0.4份过硫酸钾、2份乙二醇、4份高岭土粉末、4份磷酸铝和70份水加入到烧杯中，将烧杯置于油浴锅中，控制油浴温度为130℃，搅拌反应80min后，降温至室温，继续搅拌混合27min，装料，即可得到纸管胶。
对照例：以聚醋酸乙烯酯胶粘剂为纸管胶。
将实例及对照例的纸管胶进行检测，具体检测如下：
1.初粘时间的测定：实验在20±2℃下进行，将箱板纸剪切成50mm × 50mm， 50mm ×60mm各三块，将纸管胶涂布于箱板纸，控制涂覆量为55g/m2，箱纸板上的纸管胶以刮净为原则，将大块均匀的粘在小块上，按下计时器，以手剥离时，箱板纸本体破坏率达100%为合格，记下计时器时间，将三次时间相加算出平均值，即为初粘时间。
2.粘度的测定：采用旋转粘度计进行测定，实验在20±2℃下进行，将纸管胶倒入试样杯中，将试样杯中的纸管胶浸没粘度计的标线，从粘度计上读取粘度。
3.耐水性测试：将纸管胶涂于65mm × 25mm× 5mm的三合板上，并将木板粘结于三合板上，搭接面积为30mm2，于室温下固化三天，得到试样，将试样分别放入常温水中和80℃恒温水中浸泡，记录不开胶时间。
检测结果如表1。
表1
由表1可知，本发明制备的纸管胶耐水性能好，粘度高。

Claims (7)

1.一种纸管胶，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
40～50份乳液、8～12份氧化木质素、0.3～0.5份过硫酸钾、1～3份乙二醇、3～5份高岭土粉末、3～5份磷酸铝和60～80份水；
所述的乳液是由以下步骤制备得到的：在90～95℃下将300～400mL水、10～15g聚乙烯醇混合20～30min后，降温至70～80℃，再加入1～3g乳化剂、3～5g增塑剂、0.3～0.5g消泡剂、30～40g乙酸乙烯酯和15～20gN-羟甲基丙烯酰胺，搅拌混合30～40min后，再加入0.1～0.3g引发剂，并升温至110～120℃，搅拌反应60～90min，即得乳液；
所述的氧化木质素是由以下步骤制备得到的：
（1）将造纸黑液过滤，得到滤液，将1～2kg滤液和300～400mL质量分数为25%硫酸溶液，在120～130℃搅拌反应2～3h后过滤，得到滤渣；
（2）将滤渣和200～300mL质量分数为15%氢氧化钠溶液混合后，再加入3～5g高碘酸钠和0.3～0.5g甲基三氧化铼，在70～80℃搅拌反应60～90min，反应结束后，再加入pH调节剂调节pH为4.5～4.8，再经静置、过滤、水洗，即得氧化木质素。
2.根据权利要求1中所述的一种纸管胶，其特征在于，所述的乳化剂为吐温80、乳化剂OP-10、月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1中所述的一种纸管胶，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
4.根据权利要求1中所述的一种纸管胶，其特征在于，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种或两种。
5.根据权利要求1中所述的一种纸管胶，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种。
6.根据权利要求1中所述的一种纸管胶，其特征在于，所述的pH调节剂为质量分数为20%盐酸。
7.权利要求1～6中所述的一种纸管胶的制备方法，其特征在于，所述的纸管胶制备步骤为：将乳液、氧化木质素、过硫酸钾、乙二醇、高岭土粉末、磷酸铝和水混合后，在125～135℃条件下搅拌反应60～90min后，降温至室温，继续搅拌混合25～30min，装料，即得纸管胶。
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