[发明专利]一种淀粉基生物质胶乳粘合剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸涂布用粘合剂，特别是涉及一种环保型淀粉基生物质胶乳粘合剂的制备方法，该粘合剂可用于造纸涂布中。

背景技术

作为合成涂布胶黏剂，丁苯胶乳由不同比例的苯乙烯和丁二烯经乳液聚合而成，主要用作涂布原料，纸张经涂布后，使涂布纸得到最高颜料结合强度和抗湿摩擦。丁苯胶乳广泛用于印染工业、胶乳制品、纤维织物浸渍、轮胎浸渍、涂料胶粘剂等工业部门。在实际应用中，若苯乙烯用量增大，光泽度增加，但会增大涂布纸的“硬性”。由于其稳定性较差、粒子规格较大，易受重金属离子影响，近年来企业和研究机构一直在寻找比较合适的替代物，以符合造纸行业的发展要求。

在美、日和西欧等发达国家，丁苯胶乳被作为增强剂广泛应用于涂料、造纸、纺织、建筑和粘合剂等领域，其产量占据世界产量的半壁江山；我国自上世纪60年代起开始研究开发丁苯胶乳的制备技术，在70年代成功投入批量生产；近年来，随着建材行业和造纸工业等行业的快速发展，丁苯胶乳的需求量迅速增加，同时对其功能的要求也越来越高。

随着科学技术的发展, 以及对淀粉改性研究的深入, 淀粉将在造纸表面施胶工艺中发挥越来越大的作用。变性淀粉是涂布配方的重要组分，主要用作胶粘剂，它具有良好的粘结特性，能使颜料颗粒相互粘结并粘附在纸张上；具有良好的保水性，能防止涂料在制作时出现脱水现象；能提高刮刀涂布时的流变性，有较宽的粘度范围，可满足大多数涂料的粘度要求；能够与许多合成乳胶具有良好的相容性，且能改善合成乳胶的性能等。 用变性淀粉代替价格昂贵的干酪素、 合成树脂等，可大大降低涂布加工的生产成本，并且可以提高纸张的适印性能，使印刷时不易掉毛、掉粉、断头和糊版，并能控制纸张油墨的吸收性、平滑性、光泽度和白度等。由于淀粉类涂布产品的这些优点，同时淀粉及其衍生物替代丁苯类胶乳可以极大降低甚至消除环境和健康危害，近年来受到极大重视。

合成施胶剂由于其优异的施胶性能，在纸张涂布方面越来越受到重视，随着石油工业的发展和聚合物合成工艺的不断改进,以苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯等石油副产品为单体合成的聚合物表面施胶剂越来越多地应用在造纸和其他工业中。但是近年来石化资源供应逐渐紧张，以丁苯胶乳为代表的涂布胶黏剂对人体和环境具有一定的危害作用，其推广应用也相应受到了限制。

与此同时淀粉及其衍生物逐渐被重视。由于淀粉与造纸用植物纤维素均主要由葡萄糖单元组成,结构相近 ,相互间有良好的亲和作用,加上淀粉具有资源广泛,价格低廉,供应稳定、使用方便、可化学改性及生物降解等优点,尤其是经变性处理的淀粉,能赋予纸张优异的性能,因此在各类造纸化学品中变性淀粉用量最大,用途最广,是最重要的一种造纸化学品,其用量约占造纸精细化学品总量的80%,主要用于湿部添加、层间喷雾、表面施胶和涂布粘合。

随着现代造纸和印刷技术的发展, 造纸表面施胶已经不仅是为了保证产品质量和降低产品成本的需要,它已经成为提高纸张性能, 赋予纸张特殊功能的必要的工艺手段,并日益成为造纸业界研究和关注的焦点。作为最典型的表面施胶剂的淀粉虽然有其性能上的缺点, 但由于它的价格优势以及与其它合成表面施胶剂和相关的造纸助剂配合使用后所表现出来的良好使用效果, 使淀粉仍然是现在最重要的表面施胶剂。随着信息化步伐的加快，人们对于纸品的需求不减反升，以及环保意识的增强，都给造纸行业带来了新的机遇和挑战。当前占据造纸涂布胶黏剂市场的仍旧是以传统的丁苯胶乳类涂布胶黏剂为代表的产品，该产品来源于石化产品，对环境和人体健康具有一定的危害作用；同时由于近年来石化能源的日益紧张，以及人们对环保产品的关注度和选择度逐渐提升，造纸品中的丁苯胶乳类成分越来越不受消费者的欢迎；随之而兴起的一类涂布乳液——生物胶乳开始以强劲的势头占据了市场，生物胶乳的主要成分主要是环保型的淀粉类衍生物和助剂，可以部分或者全部替代传统涂布胶黏剂中的丁苯胶乳，这既可以为企业节省生产成本，同时也顺应了市场上的环保要求，从长远来看，生物胶乳类纸张涂布胶黏剂将成为造纸行业发展的大趋势。淀粉基生物胶乳的技术属于高新科技，难度高，技术保密性强，国外研究已有十几年历史，我国还处于刚刚起步阶段。

生物胶乳替代丁苯胶乳用于涂布胶黏剂，对于企业而言，可以在一定程度上降低生产成本；对于社会而言，可以减轻对石油资源的依赖，节约能源；对于环境而言，可以降低危害，有利于人和环境的健康发展。综合以上各方面，以淀粉基生物胶乳代替丁苯胶乳用于纸张涂布及其他行业，具有广阔的应用和发展前景。