阅读说明：本技术 一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法 (Method for improving adhesive property of natural plant starch adhesive ) 是由 周建设 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及新材料加工技术领域,公开了一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法,通过对植物淀粉材料性能的研究,将制备得到的高效催化剂加入到淀粉原料中,添加量占淀粉原料质量分数的0.06-0.08%,以过氧化氢水溶液为氧化剂,进行催化氧化,制备天然植物淀粉胶黏剂；该介孔材料能够催化氧化进行,促进氧化剂与淀粉分子中的活性羟基发生反应,对基团进行改性,初粘力显著提高,氧化产生的羧基更容易与被粘物产生相互结合作用,提高粘结能力,增加胶黏剂的稳定性和持久性,避免了脱胶、变色等缺陷的产生,干燥速度快,耐水性好,附着力和遮盖效果好,在提高胶黏剂粘结性的同时,稳定性能也得到优化,在贮存期间稳定性能无变化。(The invention relates to the technical field of new material processing, and discloses a method for improving the bonding performance of a natural plant starch adhesive, which comprises the steps of adding a prepared high-efficiency catalyst into a starch raw material through researching the performance of a plant starch material, wherein the addition amount of the prepared high-efficiency catalyst accounts for 0.06-0.08% of the mass fraction of the starch raw material, and performing catalytic oxidation by taking a hydrogen peroxide aqueous solution as an oxidant to prepare the natural plant starch adhesive; the mesoporous material can catalyze oxidation, promote an oxidant to react with active hydroxyl in starch molecules, modify radicals, remarkably improve initial adhesion, enable carboxyl generated by oxidation to be easily combined with an adherend, improve bonding capacity, increase stability and durability of an adhesive, avoid defects such as degumming and color change, and is high in drying speed, good in water resistance, good in adhesive force and covering effect, improved in adhesive bonding performance, optimized in stability, and unchanged in stability during storage.)

一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法

技术领域

本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法。

背景技术

天然植物淀粉，是一种来源广泛、价格低廉、可再生的多糖类天然高分子物质，无毒、无污染，广泛用于食品、医药、纺织、造纸等行业，随着石油资源的日益减少，对于植物淀粉的产品开发日益剧增。其中，淀粉胶粘剂是利用淀粉糊化或淀粉衍生物制成的粘合剂。淀粉胶黏剂是包装工业、造纸工业、纺织工业、装裱工业、服装制造和日常生活中用量最大的胶黏剂品种。

当前，天然植物淀粉胶黏剂因其环保低耗、安全成本低、无污染等优点得到广泛的应用，然而由于其自身属性的限制，制备得到的淀粉胶黏剂均存在着粘结性能不佳，稳定性较差的问题，严重限制了淀粉胶黏剂的应用领域。因此，进一步的提高天然植物淀粉胶黏剂的性能，尤其是提高粘结性，对于提高植物淀粉在胶黏剂领域的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法，提高粘结能力，增加胶黏剂的稳定性和持久性，避免了脱胶、变色等缺陷的产生。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法，其优选方案为，将制备得到的高效催化剂加入到淀粉原料中，添加量占淀粉原料质量分数的0.06-0.08%，以过氧化氢水溶液为氧化剂，进行催化氧化，制备天然植物淀粉胶黏剂；

制备高效催化剂：称取19-20克碳酸锌，分散至110-120毫升去离子水中，持续搅拌40-50分钟，得到悬浊液，在搅拌下向悬浊液中加入13-15毫升质量浓度为25-30%的硝酸锰溶液，持续搅拌20-30分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入1.8-2.0克氧化石墨烯，球磨50-60分钟，得到球磨混合物，装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以2-3℃/分钟的速度升温至430-440℃，保温煅烧2.5-3.0小时，得到孔径大小在500-700纳米之间的介孔材料，使用蒸馏水离心洗涤至中性，然后使用无水乙醇浸泡5-7小时，进行抽滤干燥，即得所述高效催化剂，所述氩气流速为280-300毫升/分钟。

该介孔材料能够催化氧化进行，促进氧化剂与淀粉分子中的活性羟基发生反应，对基团进行改性，初粘力显著提高，氧化产生的羧基更容易与被粘物产生相互结合作用，提高粘结能力，增加胶黏剂的稳定性和持久性，避免了脱胶、变色等缺陷的产生。

所述植物淀粉胶黏剂的制备方法为：取100克植物淀粉，加入450-480克去离子水，搅拌混合均匀，得到淀粉乳液，置于35-40℃下加热搅拌下预糊化10-15分钟，首先向预糊化液中加入制备得到的高效催化剂，搅拌混合均匀后再加入16-18毫升质量浓度为22-24%的过氧化氢水溶液作为氧化剂，并使用摩尔浓度为4.5-5.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.2-9.4之间，进行氧化反应，反应30-35分钟后，升温加热至55-60℃，继续搅拌糊化20-30分钟，然后加入3-5毫升质量浓度为2.8-3.0%的亚硫酸钠溶液和8-10毫升质量浓度为0.6-0.7%氯化钠水溶液，以200-220转/分钟的转速搅拌10-12分钟后得到所述天然植物胶黏剂。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有天然植物淀粉胶黏剂性能不佳的问题，本发明提供了一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法，通过对植物淀粉材料性能的研究，将制备得到的高效催化剂加入到淀粉原料中，添加量占淀粉原料质量分数的0.06-0.08%，以过氧化氢水溶液为氧化剂，进行催化氧化，制备天然植物淀粉胶黏剂；该介孔材料能够催化氧化进行，促进氧化剂与淀粉分子中的活性羟基发生反应，对基团进行改性，初粘力显著提高，氧化产生的羧基更容易与被粘物产生相互结合作用，提高粘结能力，增加胶黏剂的稳定性和持久性，避免了脱胶、变色等缺陷的产生，干燥速度快，耐水性好，附着力和遮盖效果好，在提高胶黏剂粘结性的同时，稳定性能也得到优化，在贮存期间稳定性能无变化；本发明能够显著提高天然植物淀粉胶黏剂的胶黏性，解决现有催化剂易产生的分子链增大，亲水性加强的问题，能够在保障胶黏剂粘结度的前提下提高胶黏剂的耐水性、稳定性。本发明有效解决了天然植物胶黏剂粘结性、稳定性不足的问题，具有粘结强度高、质量轻、无污染的特点，流动性和耐水性能优良，快干效果好，有助于天然植物胶黏剂向多领域、高性能化发展，能够实现促进天然植物胶黏剂行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于天然植物环保胶黏剂性能研究应用具有较高价值，显著促进环保胶黏剂研究领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为采用本发明的方法提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能与对照组的对比效果（图1中实线代表的是本发明采用的提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的结果，虚线为以对照组制备天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的结果，二者均以玉米淀粉作为制备原料）。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

实施例1

一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法，其优选方案为，以玉米淀粉为原料，将制备得到的高效催化剂加入到玉米淀粉原料中，添加量占玉米淀粉原料质量分数的0.06%，以过氧化氢水溶液为氧化剂，进行催化氧化，制备玉米淀粉胶黏剂；

具体工艺过程为：该玉米淀粉胶黏剂的制备方法为：取100克玉米淀粉，加入450克去离子水，搅拌混合均匀，得到淀粉乳液，置于35℃下加热搅拌下预糊化10分钟，首先向预糊化液中加入制备得到的高效催化剂，搅拌混合均匀后再加入16毫升质量浓度为22%的过氧化氢水溶液作为氧化剂，并使用摩尔浓度为4.5摩尔/升的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.2-9.4之间，进行氧化反应，反应30分钟后，升温加热至55℃，继续搅拌糊化20分钟，然后加入3毫升质量浓度为2.8%的亚硫酸钠溶液和8毫升质量浓度为0.6%氯化钠水溶液，以200转/分钟的转速搅拌10分钟后得到所述玉米淀粉胶黏剂。

其中，高效催化剂的制备方法为：称取19克碳酸锌，分散至110毫升去离子水中，持续搅拌40分钟，得到悬浊液，在搅拌下向悬浊液中加入13毫升质量浓度为25%的硝酸锰溶液，持续搅拌20分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入1.8克氧化石墨烯，球磨50分钟，得到球磨混合物，装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以2℃/分钟的速度升温至430℃，保温煅烧2.5小时，得到孔径大小在500-700纳米之间的介孔材料，使用蒸馏水离心洗涤至中性，然后使用无水乙醇浸泡5小时，进行抽滤干燥，即得所述高效催化剂，所述氩气流速为280毫升/分钟。

实施例2

一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法，其优选方案为，以山药淀粉为原料，将制备得到的高效催化剂加入到山药淀粉原料中，添加量占山药淀粉原料质量分数的0.07%，以过氧化氢水溶液为氧化剂，进行催化氧化，制备山药淀粉胶黏剂；

具体工艺过程为：该山药淀粉胶黏剂的制备方法为：取100克山药淀粉，加入460克去离子水，搅拌混合均匀，得到淀粉乳液，置于38℃下加热搅拌下预糊化12分钟，首先向预糊化液中加入制备得到的高效催化剂，搅拌混合均匀后再加入17毫升质量浓度为22-24%的过氧化氢水溶液作为氧化剂，并使用摩尔浓度为4.8摩尔/升的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.2-9.4之间，进行氧化反应，反应32分钟后，升温加热至58℃，继续搅拌糊化25分钟，然后加入4毫升质量浓度为2.9%的亚硫酸钠溶液和9毫升质量浓度为0.65%氯化钠水溶液，以210转/分钟的转速搅拌11分钟后得到所述山药淀粉胶黏剂。

其中，高效催化剂的制备方法为：称取19.5克碳酸锌，分散至115毫升去离子水中，持续搅拌45分钟，得到悬浊液，在搅拌下向悬浊液中加入14毫升质量浓度为28%的硝酸锰溶液，持续搅拌25分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入1.9克氧化石墨烯，球磨55分钟，得到球磨混合物，装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以2.5℃/分钟的速度升温至435℃，保温煅烧2.8小时，得到孔径大小在500-700纳米之间的介孔材料，使用蒸馏水离心洗涤至中性，然后使用无水乙醇浸泡6小时，进行抽滤干燥，即得所述高效催化剂，所述氩气流速为290毫升/分钟。

实施例3

一种提高天然植物淀粉胶黏剂粘结性能的方法，其优选方案为，以马铃薯淀粉为原料，将制备得到的高效催化剂加入到马铃薯淀粉原料中，添加量占马铃薯淀粉原料质量分数的0.08%，以过氧化氢水溶液为氧化剂，进行催化氧化，制备马铃薯淀粉胶黏剂；

具体工艺过程为：该马铃薯淀粉胶黏剂的制备方法为：取100克马铃薯淀粉，加入480克去离子水，搅拌混合均匀，得到淀粉乳液，置于40℃下加热搅拌下预糊化15分钟，首先向预糊化液中加入制备得到的高效催化剂，搅拌混合均匀后再加入18毫升质量浓度为24%的过氧化氢水溶液作为氧化剂，并使用摩尔浓度为5.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节体系pH值在9.2-9.4之间，进行氧化反应，反应35分钟后，升温加热至60℃，继续搅拌糊化30分钟，然后加入5毫升质量浓度为3.0%的亚硫酸钠溶液和10毫升质量浓度为0.7%氯化钠水溶液，以220转/分钟的转速搅拌12分钟后得到所述马铃薯淀粉胶黏剂。

其中，高效催化剂的制备方法为：称取20克碳酸锌，分散至120毫升去离子水中，持续搅拌50分钟，得到悬浊液，在搅拌下向悬浊液中加入15毫升质量浓度为30%的硝酸锰溶液，持续搅拌30分钟，得到均匀混合物倒入球磨罐中，向球磨罐中加入2.0克氧化石墨烯，球磨60分钟，得到球磨混合物，装入陶瓷舟，置于高温管式炉中，在氩气保护下，以3℃/分钟的速度升温至440℃，保温煅烧3.0小时，得到孔径大小在500-700纳米之间的介孔材料，使用蒸馏水离心洗涤至中性，然后使用无水乙醇浸泡7小时，进行抽滤干燥，即得所述高效催化剂，所述氩气流速为300毫升/分钟。

对照组

与实施例1的区别在于，以等量的硫酸亚铁作为催化剂代替本申请中制备得到的高效催化剂，保持无关变量一致，制备玉米淀粉胶黏剂。

本发明有效解决了天然植物胶黏剂粘结性、稳定性不足的问题，具有粘结强度高、质量轻、无污染的特点，流动性和耐水性能优良，快干效果好，有助于天然植物胶黏剂向多领域、高性能化发展，能够实现促进天然植物胶黏剂行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于天然植物环保胶黏剂性能研究应用具有较高价值，显著促进环保胶黏剂研究领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。