一种魔芋粉-壳聚糖-pva共混胶粘剂的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及高分子化学领域，尤其是一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备 方法。
【背景技术】
[0002] 在目前使用的木材胶粘剂中，许多为溶剂类的三醛胶---脲醛树脂（UF)，酚醛树 脂（PF)和三聚氰胺甲醛树脂（VIF)，这"三醛胶"除耐水性差、储存期短外，在生产和使用的 过程中释放出大量的甲醛，对环境污染造成很大的影响，人类长期接触还会造成患呼吸道 疾病、恶性肿瘤、白血病等疾病的危险。随着环保和节能等理念的提出，对木材工业用胶也 提出了更高的要求，这就要求减少甲醛单体和用量，使胶粘剂中游离醛含量达到最低标准， 或寻求合适的原料和配方来取代"三醛"胶，彻底解决游离醛释放带来的环境问题。
[0003] 天然胶粘剂原料来源广泛，成本低，使用方便，无毒环保，随着石油能源紧张和胶 粘剂理论研宄的深入，更重要的是人们环保意识的增强，天然胶粘剂又重新受到重视，以期 充分发挥其天然环保和可再生的优势。
[0004] 魔芋葡甘聚糖是提取自天南星科魔芋块茎中的一种储备性多糖，是一种可再生天 然高分子资源，其来源广泛，具有生物可降解性，水溶胶黏度高，可增稠、凝胶和成膜。壳聚 糖（chitosan，CA)是甲壳素（Chitin)脱乙酰化反应转化而成的生物大分子，也是自然界中 唯一的天然碱性多糖。壳聚糖分子结构中含有丰富的羟基和氨基，使之易于进行化学修饰 和改性，其应用领域非常广泛。近年来，壳聚糖广泛应用于医药、食品、化工、环保等行业。壳 聚糖通过改性生成的一系列衍生物均具有很强的亲水性，能被生物所降解，是一类无毒、无 污染的高分子材料。聚乙稀醇（polyvinyl alcohol，PVA)是由聚醋酸乙稀水解而得的白色 粉末状水溶性高分子树脂，无毒无害，价格低廉，成膜性好且生成的胶膜强度高，适用于粘 接纸张、织物和木材等。PVA还可以作为诸多胶黏剂的助剂使用，可提高黏接力和耐湿性。
[0005] 但目前研宄制得的魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂粘结强度不够好，制约了其的 发展。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种胶接强度高、耐水性好的 魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法。
[0007] 一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
[0008] (1)配制质量分数为10% PVA溶液；
[0009] (2)在容器中加入40-60份魔芋粉和200-300份去离子水，升温至65-75°C，在转 速为200-220r/min的搅拌条件下搅拌均匀成魔芋溶液，向魔芋溶液中加入40-60份壳聚 糖，不断搅拌使壳聚糖溶解或充分溶胀，调整pH值在4~6的范围内，加入2-3重量份的引 发剂搅拌30-40min得到共混聚合物；
[0010] (3)向共混聚合物中加入30-40份质量浓度为10 %的PVA溶液，10-20重量份质量 浓度为4%的环氧氯丙烷溶液，在60-70°C搅拌I. 5-2h得共混胶粘剂；然后用30%的NaOH 溶液将胶液的pH值调节到6~7,升温至85°C继续反应5min后，降温出料，静置脱泡后即 得胶黏剂。
[0011] 进一步地，所述10% PVA溶液的制备方法为：将PVA和纯水按质量比1 :9在常温 下溶胀5~lOmin，然后将溶胀后的溶液升温至90°C恒温保持20~30min，使之完全溶解 后，再降温至25°C进行密封，即制成质量分数为10%的PVA溶液。
[0012] 进一步地，本发明所述PVA的聚合度彡1700,醇解度为97%。
[0013] 进一步地，所述引发剂为质量浓度为10%的过硫酸铵或过硫酸钾溶液。
[0014] 由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明优选环氧氯丙烷作交联 剂，环氧氯丙烷是一种环状含氧化合物，易与接枝淀粉分子发生交联反应，使化学键之间彼 此结合形成一种貌似网状结构的高聚合物，并使交联点链段具有更好的延展性，柔软性，因 此其力学性能更好，而且由于环氧氯丙烷交联反应条件温和，易于控制，其化学稳定性高， 所得交联产物抗酸、碱、抗剪切作用的稳定性更高。本发明的制备工艺通过优选共聚单元， 引发剂，控制反应的温度条件，所得胶黏剂较现有的胶黏剂而言，不含有有机挥发物，污染 小更环保，粘结强度更强，耐水性能更高，同时生产成本低，易于大规模生产，是无毒无害污 染少的胶黏剂。
【具体实施方式】
[0015] 以下通过实施例，对本发明作进一步详述：
[0016] 实施例1
[0017] 一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
[0018] (1)配制质量分数为10% PVA溶液：将PVA和纯水按质量比1 :9在常温下溶胀 5min，然后将溶胀后的溶液升温至90°C恒温保持20min，使之完全溶解后，再降温至25°C进 行密封，即制成质量分数为10%的PVA溶液；其中，所选PVA的聚合度多1700,醇解度为 97%〇
[0019] (2)在容器中加入40份魔芋粉和300份去离子水，升温至65°C，在转速为200r/ min的搅拌条件下搅拌均匀成魔芋溶液，向魔芋溶液中加入40份壳聚糖，不断搅拌使壳聚 糖溶解或充分溶胀，调整PH值为4,加入2重量份的引发剂搅拌30min得到共混聚合物；所 用引发剂为质量浓度为10 %的过硫酸铵溶液；
[0020] (3)向共混聚合物中加入40份质量浓度为10%的PVA溶液，20重量份质量浓度为 4%的环氧氯丙烷溶液，在70°C搅拌I. 5h得共混胶粘剂；然后用30%的NaOH溶液将胶液的 PH值调节到6,升温至85°C继续反应5min后，降温出料，静置脱泡后即得胶黏剂。
[0021] 实施例2
[0022] 一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
[0023] (1)配制质量分数为10% PVA溶液：将PVA和纯水按质量比1 :9在常温下溶胀 lOmin，然后将溶胀后的溶液升温至90°C恒温保持30min，使之完全溶解后，再降温至25°C 进行密封，即制成质量分数为10%的PVA溶液；其中，所选PVA的聚合度多1700,醇解度为 97% ；
[0024] (2)在容器中加入60份魔芋粉和200份去离子水，升温至75°C，在转速为220r/ min的搅拌条件下搅拌均匀成魔芋溶液，向魔芋溶液中加入60份壳聚糖，不断搅拌使壳聚 糖溶解或充分溶胀，调整PH值为6,加入3重量份的引发剂搅拌40min得到共混聚合物；所 用引发剂为质量浓度为10 %的过硫酸铵溶液；
[0025] (3)向共混聚合物中加入30份质量浓度为10%的PVA溶液，10重量份质量浓度 为4%的环氧氯丙烷溶液，在60°C搅拌2h得共混胶粘剂；然后用30 %的NaOH溶液将胶液 的PH值调节到7,升温至85°C继续反应5min后，降温出料，静置脱泡后即得胶黏剂。
[0026] 实施例3
[0027] 一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
[0028] (1)配制质量分数为10% PVA溶液：将PVA和纯水按质量比1 :9在常温下溶胀 8min，然后将溶胀后的溶液升温至90°C恒温保持25min，使之完全溶解后，再降温至25°C进 行密封，即制成质量分数为10%的PVA溶液；其中，所选PVA的聚合度多1700,醇解度为 97%〇
[0029] (2)在容器中加入50份魔芋粉和250份去离子水，升温至70°C，在转速为210r/ min的搅拌条件下搅拌均匀成魔芋溶液，向魔芋溶液中加入50份壳聚糖，不断搅拌使壳聚 糖溶解或充分溶胀，调整PH值为5,加入2-3重量份的引发剂搅拌35min得到共混聚合物； 所用引发剂为质量浓度为10%的过硫酸铵或过硫酸钾溶液；
[0030] (3)向共混聚合物中加入35份质量浓度为10%的PVA溶液，15重量份质量浓度 为4%的环氧氯丙烷溶液，在65°C搅拌2h得共混胶粘剂；然后用30%的NaOH溶液将胶液 的PH值调节到6. 5,升温至85°C继续反应5min后，降温出料，静置脱泡后即得胶黏剂。
[0031] 实施例3性能测试
[0032] 对实施例1、2或3所制得的胶粘剂做如下性能指标测试，其测试结果如下表1所 示：
[0033]
[0034] 从测试结果可以看出，本发明所制得的共混胶粘剂粘结强度大，各方面性能都能 满足木材胶粘剂的使用标准，可以在木材拼装、人造板加工领域使用。
【主权项】
1. 一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 配制质量分数为10% PVA溶液； (2) 在容器中加入40-60份魔芋粉和200-300份去离子水，升温至65-75°C，在转速为 200-220r/min的搅拌条件下搅拌均匀成魔芋溶液，向魔芋溶液中加入40-60份壳聚糖，不 断搅拌使壳聚糖溶解或充分溶胀，调整PH值在4~6的范围内，加入2-3重量份的引发剂 搅拌30-40min得到共混聚合物； (3) 向共混聚合物中加入30-40份质量浓度为10%的PVA溶液，10-20重量份质量浓度 为4%的环氧氯丙烷溶液，在60-70°C搅拌I. 5-2h得共混胶粘剂；然后用30%的NaOH溶液 将胶液的PH值调节到6~7,升温至85°C继续反应5min后，降温出料，静置脱泡后即得胶 黏剂。2. 根据权利要求1所述的一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，其特征在 于所述10% PVA溶液的制备方法为：将PVA和纯水按质量比1 :9在常温下溶胀5~lOmin， 然后将溶胀后的溶液升温至90°C恒温保持20~30min，使之完全溶解后，再降温至25°C进 行密封，即制成质量分数为10%的PVA溶液。3. 根据权利要求1或2所述的一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，其特 征在于：所述PVA的聚合度彡1700,醇解度为97%。4. 根据权利要求1或2所述的一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，其特 征在于：所述引发剂为质量浓度为10%的过硫酸铵或过硫酸钾溶液。
【专利摘要】本发明公开了一种魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂的制备方法，涉及胶黏剂制备技术领域。本方法包括以下步骤（1）配制质量分数为10%PVA溶液；（2）魔芋粉和壳聚糖在溶液中共混聚合反应；（3）向共混聚合物中加入PVA溶液和交联剂环氧氯丙烷溶液，在60-70℃搅拌1.5-2h得共混胶粘剂。本发明的魔芋粉-壳聚糖-PVA共混胶粘剂具有粘结强度高、耐水性好、稳定性好的优点，可以用作胶粘剂广泛用于木材拼装、人造板加工领域，还可应用于防水、包装领域。
【IPC分类】C09J105/08, C09J105/00, C09J11/06, C09J129/04
【公开号】CN104974683
【申请号】CN201510323953
【发明人】王超群
【申请人】广西大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月12日