[发明专利]树枝状淀粉类糊精胶粘剂

说明书

背景技术

现代社会对于胶粘剂的稳定供应极其依赖。粘合剂用于许多非食品消费产品，包括书籍、组装的建筑材料、服装和家庭用品。伴随着这种广泛的分布和使用，消费者接触这些胶粘剂制剂的健康影响应予以考虑。许多现有的胶粘剂产品使用石油类原料并需要有机溶剂。在这些胶粘剂固化时，有机溶剂以潜在有害或刺激性的挥发性有机化合物(VOC)的形式释放。VOC可对人类和动物健康有害，并且是室内空气室外水源污染的重要原因。

水类(水溶性)胶粘剂代表了石油类胶粘剂的一种有吸引力的替代物，因为水本质上是无毒、不可燃并且操作安全。此外，这种胶粘剂的制备可以几乎完全来源于天然/可再生资源，它们在固化时不产生VOC。此类水类胶粘剂之一是糊精类胶粘剂。糊精是可通过植物淀粉的水解而容易产生的低分子量碳水化合物。这通过在酸催化剂存在下干焙淀粉而实现。玉米淀粉因其产量丰富且成本低廉而是最常用的淀粉。马铃薯、木薯和西米淀粉是可容易地转化为糊精的其他底物。更具体而言，糊精是通过α-(1,4)或α-(1,6)糖苷键连接的D-葡萄糖的低聚物。已知这些胶粘剂是水溶性的，因此它们可以作为水类溶液分销。大多数淀粉类胶粘剂用于造纸和纺织行业，作为粘合剂和施胶材料以及胶水和浆糊。

糊精分三类：白糊精、黄糊精和英国胶。这些种类通过其各自的干焙时间、温度和催化剂用量来区分。英国胶通常在少量酸催化剂存在下于150℃～180℃的温度干焙10～24小时。英国胶是最高分子量的糊精片段，因此它们通常形成最强的胶粘剂。悬垂的羟基形成分子间和分子内氢键的延伸网络，产生强粘合力。但是，延伸的氢键网络使英国胶糊精的这些较长的片段不易溶于水，因为结晶的氢键区域难以分离和溶解。因此，这些淀粉类糊精胶粘剂的使用受到限制，因为糊精片段在水溶剂载体中的最大固体浓度仅为约25%(w/v)。另外，这些种类的胶粘剂易受许多微生物（包括霉菌和真菌）定殖的影响，可降低胶粘剂及包含胶粘剂的产品的有效寿命。

发明内容

在一个实施方式中，淀粉类胶粘剂添加剂包含树状体(dendron)、连接于树状体的糖单元和连接于树状体的抗微生物剂。

在另一实施方式中，改性淀粉类胶粘剂包含淀粉类胶粘剂和添加剂，所述添加剂包含树状体、连接于树状体的糖单元和连接于树状体的抗微生物剂。

在另一实施方式中，合成添加剂的方法包括提供树状体，将连接体分子连接于树状体，将糖单元连接于连接体分子，和将抗微生物剂连接于连接体分子。

在一个实施方式中，形成改性淀粉类胶粘剂的方法包括将包含树状体、连接于树状体的糖单元和连接于树状体的抗微生物剂的添加剂添加至淀粉类胶粘剂。

以上发明内容只是示例性的，绝不意在进行限制。除上述的示例性方面、实施方式和特征之外，其他方面、实施方式和特征通过参照附图和以下详细描述也将显而易见。

具体实施方式

具有破坏结晶氢键网络从而提高胶粘剂溶解性的能力并对胶粘剂赋予抗微生物性的化学制剂将为水类胶粘剂提供高度期望的添加剂，否则该胶粘剂便缺乏这些性质。本文所述的实施方式提供了适于多种应用的能够提高胶粘剂溶解性的具有抗微生物性的胶粘剂添加剂。

各种实施方式涉及淀粉类糊精胶粘剂添加剂及其制备方法和用途。虽然淀粉类糊精添加剂因其廉价和粘合强度而具有吸引力，但是它们的广泛使用却受到低水溶性和易于定殖霉菌的阻碍，后者会缩短胶粘剂的寿命。这些实施方式的添加剂由一个以上相互共价连接的功能分子单元。当以少量添加于淀粉类糊精胶粘剂时，这种添加剂可以以单一添加成分赋予许多期望的性质，例如抗微生物性和提高的水溶性。其他实施方式包括合成添加剂和添加剂-胶粘剂混合物的方法、使用添加剂的方法、使用在将添加剂添加至未固化的淀粉类胶粘剂时形成的改性胶粘剂的方法。

如粘度、固体含量、稳定性、粘性、滑动性、基质渗透性、干燥速率、柔性、耐水和微生物性以及成本等性质主要由所使用的胶粘剂的种类决定；然而，某些性质可以通过对胶粘剂组合物提供添加剂来调节。例如，硼砂是作为增粘剂和粘度稳定剂添加到淀粉类胶粘剂的常用添加剂，并且尿素可充当增塑剂并降低胶粘剂制剂的粘度。

胶粘剂添加剂