一种无醛零VOC淀粉基胶粘剂及其制备方法

本发明属于高分子材料，涉及胶粘剂的制备方法，特别是涉及一种无醛零voc淀粉基胶粘剂及其制备方法。

背景技术：

1、胶粘剂广泛应用于建筑和装修领域，目前常用的胶粘剂是脲醛胶粘剂、酚醛胶粘剂、三聚氰胺甲醛缩醛胶粘剂，当前使用的胶粘剂原料主要来自石油资源，石油资源具有不可再生性，以及在使用过程中会释放出大量的甲醛和挥发性有机物，释放期长达15年，释放的甲醛和挥发性有机物会严重危害人们的身体健康以及造成环境污染。随着经济的发展和生活水平的提高，人们对胶粘剂的环保和安全性越来越重视，生产一种无毒无害，绿色无醛零voc的胶粘剂成为行业发展的必然要求。

2、近年来，以生物质资源为原料的胶粘剂受到广泛关注，如单宁，木质素，蛋白质，淀粉类胶粘剂；其中玉米淀粉来源广泛，资源丰富，易于改性，成为一种理想的天然质胶粘剂的原料来源。然而，单纯淀粉制备的胶粘剂粘结性差，同时由于淀粉中大量羟基的存在，导致其耐水性能不佳。因此，需要对淀粉胶粘剂进行改性，以提高淀粉基胶粘剂的各项性能。

技术实现思路

1、为了解决传统胶粘剂中的甲醛和挥发性有机物污染问题，以及单纯淀粉胶粘剂粘结性和耐水性差的问题，本发明提供了一种无醛零voc淀粉基胶粘剂及其制备方法。

2、为了解决以上问题，本发明采用的技术方案如下：

3、一种无醛零voc淀粉基胶粘剂，包括以下重量份的原料：

4、20-40重量份的玉米淀粉；

5、40-70重量份的去离子水；

6、0.3-2.5重量份的硫酸；

7、0.5-3.0重量份的高锰酸钾；

8、5-30重量份的尿素；

9、2-15重量份的改性剂。

10、所述改性剂包括以下重量份数的组分：

11、1-5重量份的魔芋葡甘聚糖；

12、1-5重量份的牛奶蛋白；

13、0.5-3重量份的硼砂；

14、0.5-3重量份的硼酸。

15、一种无醛零voc淀粉基胶粘剂及其制备方法，包括以下步骤：

16、步骤1):按所述配方称取所述去离子水和玉米淀粉，加入到反应容器中，冷凝回流，200-250 r/min转速下电动搅拌；

17、步骤2):混合均匀后，按所述配方量取所述硫酸，加入到反应容器中进行水解反应；

18、步骤3):按所述配方称取所述高锰酸钾，分2-4次加入到反应容器中，并且升温至40-60℃，恒温恒速搅拌反应50-80min；

19、步骤4):用98%浓硫酸或者饱和氢氧化钠溶液调节ph为4.0-6.0，逐渐加热到60-80℃，恒温恒速搅拌反应10-30 min；继续加热到90-100℃，恒温恒速搅拌反应20-50 min；将尿素分两次投料进行缩合反应；

20、步骤5):依次加入改性剂魔芋葡甘聚糖、牛奶蛋白、硼砂、硼酸，其中，魔芋葡甘聚糖、牛奶蛋白、硼砂、硼酸的配比为2:2:1:1；用98%浓硫酸或者饱和氢氧化钠溶液调节ph为4-8，温度维持在90-100℃恒速搅拌反应40-80min；

21、步骤6):将步骤5)获得的物料进行调质，降温至20-40℃，出料，得到产品表面具有微囊结构，粘度为100～3000mpa·s，固含量为40～70％的无醛零voc淀粉基胶粘剂。

22、与现有技术相比本发明的有益效果为：

23、采用本发明所述水解方法、氧化方法制备水解氧化淀粉后，尿素再与水解氧化淀粉进行缩合，缩合物采用魔芋葡甘聚糖、牛奶蛋白、硼砂和硼酸进行复合改性，制备获得的淀粉基胶粘剂在保证了固含量的同时，增加了粘度，提高了粘结性和耐水性；本发明的无醛零voc淀粉基胶粘剂及其制备方法简单易操作，制备时间短，稳定性高，重复性好，具备实际工业化价值；更重要的是，应用本发明的淀粉基胶粘剂完全无甲醛、零voc排放，具有较好的粘结性和耐水性，解决了现行胶粘剂甲醛和合成有机物污染的问题，符合胶粘剂的绿色发展前景。

技术特征：

1.一种无醛零voc淀粉基胶粘剂，其特征在于：包括以下重量份的组份：

2.根据权利要求1所述的一种无醛零voc淀粉基胶粘剂，其特征在于：所述改性剂包括以下重量份的组份：

3.一种如权利要求1或2所述的无醛零voc淀粉基胶粘剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种无醛零VOC淀粉基胶粘剂及其制备方法，以天然质玉米淀粉为主要原料，玉米淀粉来源广泛，绿色环保价格低廉，符合可持续发展要求；本发明将玉米淀粉分散到水中搅拌均匀，以浓硫酸为催化剂进行水解反应，同时以高锰酸钾为氧化剂进行氧化反应，得到水解氧化淀粉；水解氧化淀粉中再加入尿素进行缩合反应，得到水解氧化淀粉‑尿素缩合物；制备的缩合物中，依次加入魔芋葡甘聚糖、牛奶蛋白、硼砂和硼酸进行复合改性，再进行调质，制得绿色无醛零VOC淀粉基胶粘剂。本发明制备的胶粘剂无醛、零VOC排放，具有较好粘结性和耐水性，解决了现行胶粘剂甲醛和合成有机物污染的问题；制备方法简单易操作，稳定性高，重复性好，具备工业化价值。

技术研发人员：赵向飞,王彦斌,苏琼,郭旭春,李朝霞,李振华,王鸿灵,王成硕,赖道伟,龚雪艳,刘灿星,王志豪,董深
受保护的技术使用者：西北民族大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15