一種環(huán)保抗菌膠水的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)?？咕z水，由以下成分制成，改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、殼聚糖、納米氧化鋁、漢麻纖維、羧甲基纖維素、高活性氧化鋅、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸丁酯、增粘劑、硼砂、茶樹油；本發(fā)明通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝與配方，制備的膠水，綠色環(huán)保，耐水性和耐熱性非常好，膠合強(qiáng)度高，固化過程中，不會(huì)產(chǎn)生分層，固化速度快，并且固化放熱量低，收縮率小，耐候性、耐介質(zhì)性得到進(jìn)一步加強(qiáng)，不易龜裂脫膠；通過對(duì)漢麻纖維與納米氧化鋁經(jīng)過共混處理，能夠提高膠水的抗菌性和粘接強(qiáng)度，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明膠水對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細(xì)菌的生長(zhǎng)有著良好的抑制作用，抑菌率均可達(dá)92％以上。
【專利說明】
一種環(huán)?？咕z水
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及膠黏劑領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)保抗菌膠水。
【背景技術(shù)】
[0002] 膠黏劑的種類很多，按應(yīng)用方法可分為熱固型、熱熔型、室溫固化型、壓敏型等;按 應(yīng)用對(duì)象分為結(jié)構(gòu)型、非構(gòu)型或特種膠;接形態(tài)可分為水溶型、水乳型、溶劑型以及各種固 態(tài)型等。隨著生活水平的提高，消費(fèi)者的質(zhì)量意識(shí)和環(huán)保意識(shí)日漸加強(qiáng)，人體對(duì)膠粘劑的 環(huán)保、低毒提出了新的要求，生產(chǎn)低毒、無污染的環(huán)保膠黏劑成為發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)?？咕z水。
[0004] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種環(huán)保抗菌膠水，按重量份計(jì)由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改性聚乙烯醇88、 殼聚糖7、納米氧化鋁0.8、漢麻纖維0.5、羧甲基纖維素4、高活性氧化鋅0.9、聚丙烯酸鈉 0.6、聚丙烯酸丁酯1、增粘劑0.8、硼砂0.2、茶樹油0.05; 所述改性橡子淀粉的制備方法為： ① 將橡子淀粉與三聚磷酸鈉按60:1的質(zhì)量比例均勻混合到一起，添加混合物質(zhì)量2倍 的水，先加熱至57°C，保溫20分鐘后，將溫度快速降低至-4°C，保溫10分鐘，再自然恢復(fù)至室 溫，靜置1小時(shí)后，過濾、干燥； ② 將①中所得混合物添加到質(zhì)量濃度為0.68的馬來酸溶液中，加熱至57°C，以280r/ min速度攪拌1小時(shí)后，停止攪拌，自然冷卻至室溫，再以560r/min速度攪拌20分鐘，靜置30 分鐘后，過濾，干燥，即可； 所述改性聚乙烯醇按重量份計(jì)由以下成分制成:聚乙烯醇100、二苯基甲烷二異氰酸酯 4、異佛爾酮二異氰酸酯3、硼酸鋅1、環(huán)氧樹脂10、松脂1、碳酸乙烯酯1、去離子水40;所述改 性聚乙烯醇的制備方法為： ① 將去離子水加熱至沸騰，然后依次添加硼酸鋅、環(huán)氧樹脂、松脂，以65r/min速度攪拌 10分鐘； ② 向①中依次添加聚乙烯醇、碳酸乙烯酯，將溫度調(diào)節(jié)到72°C，以120r/min速度攪拌10 分鐘； ③ 向②中依次添加二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯，將溫度調(diào)節(jié)到28°C， 在1 · 367MPa壓力下，以180r/min速度攪拌1小時(shí)后，自然冷卻至室溫，即可； 所述漢麻纖維與納米氧化鋁經(jīng)過共混處理:將漢麻纖維與納米氧化鋁混合均勻后，添 加到質(zhì)量濃度為3.52%的硬脂酸溶液中，加熱至38°(：，以10(^/1^11速度攪拌15分鐘后，將溫 度調(diào)節(jié)至68°C，以120r/min速度攪拌15分鐘后，自然冷卻至室溫，以90r/min速度室溫?cái)嚢?30分鐘后，過濾，干燥，即可； 所述增粘劑按質(zhì)量百分比計(jì)由以下成分制成:羧甲基纖維素鈉45%、醋酸乙烯12%、氯化 鈉10%、碳酸鈉33%。
[0005] -種環(huán)?？咕z水的制備方法，其由以下制作步驟制成： 1) 將改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、殼聚糖添加到反應(yīng)釜中加熱至52°C，添加納米氧化 鋁和漢麻纖維混合物、茶樹油，進(jìn)行攪拌20分鐘，攪拌速度為120r/min，然后靜置10分鐘； 2) 將溫度調(diào)節(jié)到74°C時(shí)，加入羧甲基纖維素、高活性氧化鋅、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸丁 酯，以150r/min速度攪拌20分鐘，然后靜置10分鐘； 3) 向反應(yīng)釜中添加增粘劑、硼砂，將溫度調(diào)節(jié)到32°C，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為180r/ min，持續(xù)1小時(shí)，然后自然冷卻至室溫，靜置2小時(shí)，即可。
[0006] 本發(fā)明通過大量實(shí)驗(yàn)研究，通過對(duì)橡子淀粉進(jìn)行改性處理，從而提高了其耐水性 和粘接性能，協(xié)同本發(fā)明經(jīng)過改性的聚乙烯醇的作用，使得制成的膠水的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性、耐水 性和粘接強(qiáng)度都有極大的提高，尤其是粘接強(qiáng)度，相對(duì)于普通聚乙烯醇膠水的粘接強(qiáng)度，提 高了 56%，耐熱溫度提高了 18 °C。
[0007] 本發(fā)明制備的增粘劑均質(zhì)性非常好，耐熱穩(wěn)定性和貯存壽命長(zhǎng)，用量低，增粘效果 突出，從而降低了大量的相關(guān)成本，不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境溫度的降低或升高出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
[0008] 普通聚乙烯醇膠水由于其耐水性差、粘接強(qiáng)度不高的原因限制了其使用范圍，本 發(fā)明經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究，通過將大量的材料與聚乙烯醇進(jìn)行協(xié)同改性，研究其對(duì)聚乙烯 醇膠水性能的影響，從而總結(jié)出一種極佳的聚乙烯醇改性方法突破傳統(tǒng)膠水剪切強(qiáng)度與剝 離強(qiáng)度的矛盾，使兩者同時(shí)達(dá)到較高的強(qiáng)度，在粘接中體現(xiàn)出優(yōu)異的性能，粘接牢固且不易 產(chǎn)生形變，極大的提高聚乙烯醇膠水的耐水性和粘接強(qiáng)度，固化速度相對(duì)于普通聚乙烯醇 膠水提高了 2.7倍，極大的提高其應(yīng)用范圍；通過配合添加羧甲基纖維素、增粘劑、硼砂、茶 樹油協(xié)同作用，使得制備的膠水固化過程中，不會(huì)產(chǎn)生分層，進(jìn)一步提高膠水的固化速度， 并且固化放熱量低，收縮率小，通過高活性氧化鋅、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸丁酯的協(xié)同作用， 使得本發(fā)明膠水的耐候性、耐水性、粘結(jié)性和耐介質(zhì)性得到進(jìn)一步加強(qiáng)，不易龜裂脫膠;經(jīng) 過本發(fā)明各材料協(xié)同作用制備的膠水對(duì)海綿與膠皮也有很好的粘結(jié)效果，粘成的乒乓球拍 還擁有非常好的彈性，解決了傳統(tǒng)聚乙烯醇膠水無法解決的問題。
[0009] 通過對(duì)漢麻纖維與納米氧化鋁經(jīng)過共混處理，能夠提高膠水的抗菌性和粘接強(qiáng) 度，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明膠水對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細(xì)菌的生長(zhǎng)有著良好的 抑制作用，抑菌率均可達(dá)92%以上，但是漢麻纖維的添加過多的話，就會(huì)反而降低膠水的粘 接強(qiáng)度，通過大量實(shí)驗(yàn)研究，本發(fā)明找到漢麻纖維與納米氧化鋁的最佳添加量，從而使得膠 水不僅具有高抗菌性，還能一定程度上增強(qiáng)粘接強(qiáng)度。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比： 本發(fā)明通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝與配方，經(jīng)過處理后各材料的相容性高，制備的膠水，綠色環(huán) 保，綜合性能優(yōu)異，耐水性和耐熱性方面極佳，膠合強(qiáng)度高，固化過程中，不會(huì)產(chǎn)生分層，固 化速度快，并且固化放熱量低，收縮率小，耐候性、耐介質(zhì)性得到進(jìn)一步加強(qiáng)，不易龜裂脫 膠，通過對(duì)漢麻纖維與納米氧化鋁經(jīng)過共混處理，能夠提高膠水的抗菌性和粘接強(qiáng)度，經(jīng)過 大量實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明膠水對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細(xì)菌的生長(zhǎng)有著良好的抑制作 用，抑菌率均可達(dá)92%以上;經(jīng)過本發(fā)明各材料協(xié)同作用制備的膠水對(duì)海綿與膠皮也有很 好的粘結(jié)效果，粘成的乒乓球拍還擁有非常好的彈性，解決了傳統(tǒng)聚乙烯醇膠水無法解決 的問題。
【具體實(shí)施方式】
[0011] -種環(huán)?？咕z水，按重量份計(jì)由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改性聚乙烯醇 88、殼聚糖7、納米氧化鋁0.8、漢麻纖維0.5、羧甲基纖維素4、高活性氧化鋅0.9、聚丙烯酸鈉 0.6、聚丙烯酸丁酯1、增粘劑0.8、硼砂0.2、茶樹油0.05; 所述改性橡子淀粉的制備方法為： ① 將橡子淀粉與三聚磷酸鈉按60:1的質(zhì)量比例均勻混合到一起，添加混合物質(zhì)量2倍 的水，先加熱至57°C，保溫20分鐘后，將溫度快速降低至-4°C，保溫10分鐘，再自然恢復(fù)至室 溫，靜置1小時(shí)后，過濾、干燥； ② 將①中所得混合物添加到質(zhì)量濃度為0.68的馬來酸溶液中，加熱至57°C，以280r/ min速度攪拌1小時(shí)后，停止攪拌，自然冷卻至室溫，再以560r/min速度攪拌20分鐘，靜置30 分鐘后，過濾，干燥，即可； 所述改性聚乙烯醇按重量份計(jì)由以下成分制成:聚乙烯醇100、二苯基甲烷二異氰酸酯 4、異佛爾酮二異氰酸酯3、硼酸鋅1、環(huán)氧樹脂10、松脂1、碳酸乙烯酯1、去離子水40;所述改 性聚乙烯醇的制備方法為： ① 將去離子水加熱至沸騰，然后依次添加硼酸鋅、環(huán)氧樹脂、松脂，以65r/min速度攪拌 10分鐘； ② 向①中依次添加聚乙烯醇、碳酸乙烯酯，將溫度調(diào)節(jié)到72°C，以120r/min速度攪拌10 分鐘； ③ 向②中依次添加二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯，將溫度調(diào)節(jié)到28°C， 在1 · 367MPa壓力下，以180r/min速度攪拌1小時(shí)后，自然冷卻至室溫，即可； 所述漢麻纖維與納米氧化鋁經(jīng)過共混處理:將漢麻纖維與納米氧化鋁混合均勻后，添 加到質(zhì)量濃度為3.52%的硬脂酸溶液中，加熱至38°(：，以10(^/1^11速度攪拌15分鐘后，將溫 度調(diào)節(jié)至68°C，以120r/min速度攪拌15分鐘后，自然冷卻至室溫，以90r/min速度室溫?cái)嚢?30分鐘后，過濾，干燥，即可； 所述增粘劑按質(zhì)量百分比計(jì)由以下成分制成:羧甲基纖維素鈉45%、醋酸乙烯12%、氯化 鈉10%、碳酸鈉33%。
[0012] -種環(huán)?？咕z水的制備方法，其由以下制作步驟制成： 1) 將改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、殼聚糖添加到反應(yīng)釜中加熱至52°C，添加納米氧化 鋁和漢麻纖維混合物、茶樹油，進(jìn)行攪拌20分鐘，攪拌速度為120r/min，然后靜置10分鐘； 2) 將溫度調(diào)節(jié)到74°C時(shí)，加入羧甲基纖維素、高活性氧化鋅、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸丁 酯，以150r/min速度攪拌20分鐘，然后靜置10分鐘； 3) 向反應(yīng)釜中添加增粘劑、硼砂，將溫度調(diào)節(jié)到32°C，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為180r/ min，持續(xù)1小時(shí)，然后自然冷卻至室溫，靜置2小時(shí)，即可。
[0013] 本發(fā)明的膠黏劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為90.01°C ;在25°C下剪切強(qiáng)度為41.22MPa，70 °C下剪切強(qiáng)度為19.7810^，25°(：下90°剝離強(qiáng)度為8.821^/111。
[0014] 對(duì)對(duì)比例與本發(fā)明膠水性能進(jìn)行對(duì)比分析： 對(duì)比例1:按重量份計(jì)由以下成分制成:橡子淀粉12、改性聚乙烯醇88、殼聚糖7、納米氧 化鋁0.8、漢麻纖維0.5、羧甲基纖維素4、高活性氧化鋅0.9、聚丙烯酸鈉0.6、聚丙烯酸丁酯 1、增粘劑0.8、硼砂0.2、茶樹油0.05;采用不經(jīng)過處理的橡子淀粉，其它成分處理方法和膠 水制備方法與本發(fā)明相同； 對(duì)比例2:按重量份計(jì)由以下成分制成，改性橡子淀粉12、聚乙烯醇82、殼聚糖7、納米氧 化鋁0.8、漢麻纖維0.5、羧甲基纖維素4、高活性氧化鋅0.9、聚丙烯酸鈉0.6、聚丙烯酸丁酯 1、增粘劑0.8、硼砂0.2、茶樹油0.05;采用不經(jīng)過處理的聚乙烯醇，其它成分處理方法和膠 水制備方法與本發(fā)明相同； 對(duì)比例3:按重量份計(jì)由以下成分制成，改性玉米淀粉12、改性聚乙烯醇88、殼聚糖7、納 米氧化鋁0.8、漢麻纖維0.5、羧甲基纖維素4、聚丙烯酸鈉0.4、聚丙烯酸丁酯0.6、高活性氧 化鋅0.6、增粘劑0.8、硼砂0.4、茶樹油0.05;將橡子淀粉換成玉米淀粉，改性方法與本發(fā)明 一致，其它成分處理方法和膠水制備方法與本發(fā)明相同； 對(duì)比例4:按重量份計(jì)由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改性聚乙烯醇88、殼聚糖7、納 米氧化鋁0.8、漢麻纖維0.5、羧甲基纖維素4、高活性氧化鋅0.9、聚丙烯酸鈉0.6、聚丙烯酸 丁酯1、增粘劑0.8;不添加硼砂和茶樹油，其它成分處理方法和膠水制備方法與本發(fā)明相 同；
表1 注:耐水性能測(cè)試為，將純PVA膠水和樣品膠水涂在已經(jīng)稱重的表面皿上，自然風(fēng)干48 小時(shí)，再在80 °C干燥箱內(nèi)干燥12小時(shí)，然后將所有樣品膜浸泡在90 °C的恒溫水槽內(nèi)，大概 1.5小時(shí)后，純PVA膜片剛好全部溶解時(shí)，取出所有樣品膜，自然風(fēng)干48小時(shí)，80°C條件下干 燥12小時(shí)，然后稱重，以下計(jì)算式計(jì)算膠水固化率，以此來衡量耐水性： 固化率(％)=(浸泡后剩余膠膜的質(zhì)量/浸泡前膠膜的質(zhì)量）X 100% 由表1可以看到，采用普通橡子淀粉制備的膠水或者采用其它淀粉制備的膠水，粘接強(qiáng) 度明顯降低，耐水性降低，采用普通聚乙烯醇制備的膠水粘接強(qiáng)度同樣極大的降低，耐水性 也同樣極大的降低，硼砂和茶樹油對(duì)本發(fā)明膠水的粘接性能同樣具有影響，對(duì)耐水性影響 不大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)?？咕z水，其特征在于，按重量份計(jì)由以下成分制成，改性橡子淀粉12、改 性聚乙烯醇88、殼聚糖7、納米氧化鋁0.8、漢麻纖維0.5、羧甲基纖維素4、高活性氧化鋅0.9、 聚丙烯酸鈉0.6、聚丙烯酸丁酯1、增粘劑0.8、硼砂0.2、茶樹油0.05; 所述改性橡子淀粉的制備方法為： ① 將橡子淀粉與三聚磷酸鈉按60:1的質(zhì)量比例均勻混合到一起，添加混合物質(zhì)量2倍 的水，先加熱至57°C，保溫20分鐘后，將溫度快速降低至-4°C，保溫10分鐘，再自然恢復(fù)至室 溫，靜置1小時(shí)后，過濾、干燥； ② 將①中所得混合物添加到質(zhì)量濃度為0.68的馬來酸溶液中，加熱至57°C，以280r/ min速度攪拌1小時(shí)后，停止攪拌，自然冷卻至室溫，再以560r/min速度攪拌20分鐘，靜置30 分鐘后，過濾，干燥，即可； 所述改性聚乙烯醇按重量份計(jì)由以下成分制成：聚乙烯醇100、二苯基甲烷二異氰酸酯 4、異佛爾酮二異氰酸酯3、硼酸鋅1、環(huán)氧樹脂10、松脂1、碳酸乙烯酯1、去離子水40;所述改 性聚乙烯醇的制備方法為： ① 將去離子水加熱至沸騰，然后依次添加硼酸鋅、環(huán)氧樹脂、松脂，以65r/min速度攪拌 10分鐘； ② 向①中依次添加聚乙烯醇、碳酸乙烯酯，將溫度調(diào)節(jié)到72°C，以120r/min速度攪拌10 分鐘； ③ 向②中依次添加二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯，將溫度調(diào)節(jié)到28°C， 在1 · 367MPa壓力下，以180r/min速度攪拌1小時(shí)后，自然冷卻至室溫，即可； 所述漢麻纖維與納米氧化鋁經(jīng)過共混處理：將漢麻纖維與納米氧化鋁混合均勻后，添 加到質(zhì)量濃度為3.52%的硬脂酸溶液中，加熱至38°(：，以10(^/1^11速度攪拌15分鐘后，將溫 度調(diào)節(jié)至68°C，以120r/min速度攪拌15分鐘后，自然冷卻至室溫，以90r/min速度室溫?cái)嚢?30分鐘后，過濾，干燥，即可； 所述增粘劑按質(zhì)量百分比計(jì)由以下成分制成:羧甲基纖維素鈉45%、醋酸乙烯12%、氯化 鈉10%、碳酸鈉33%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保抗菌膠水的制備方法，其特征在于，其由以下制作步 驟制成： 1) 將改性橡子淀粉、改性聚乙烯醇、殼聚糖添加到反應(yīng)釜中加熱至52°C，添加納米氧化 鋁和漢麻纖維混合物、茶樹油，進(jìn)行攪拌20分鐘，攪拌速度為120r/min，然后靜置10分鐘； 2) 將溫度調(diào)節(jié)到74°C時(shí)，加入羧甲基纖維素、高活性氧化鋅、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸丁 酯，以150r/min速度攪拌20分鐘，然后靜置10分鐘； 3) 向反應(yīng)釜中添加增粘劑、硼砂，將溫度調(diào)節(jié)到32°C，并進(jìn)行攪拌，攪拌速度為ISOr/ min，持續(xù)1小時(shí)，然后自然冷卻至室溫，靜置2小時(shí)，即可。
【文檔編號(hào)】C09J129/04GK105950072SQ201610430540
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】周藝桃
【申請(qǐng)人】樅陽縣新天地高新材料有限公司