瓦楞纸箱制造工艺及质量控制_四_瓦楞纸板用粘合剂

粘合剂是纸箱加工行业的主要辅助材料之一。将纸张加工成瓦楞纸板,必须使用质量好的粘合剂。粘合剂一般由几种成分组成,通常是以具有粘性或弹性体的天然产物或合成高分子化合物(无机粘合剂除外为基料,并加入填料、增韧剂、固化剂、稀释剂、防老剂、消泡剂等添加剂而组成的一种混合物。对于一种具体粘合剂来说,并不都需要上述所有成分,这主要决定于粘合剂的性质和使用要求。粘合剂的种类较多,主要有水玻璃、化学变性淀粉粘合剂、合成树脂粘合剂等。由于水玻璃干燥速度慢、碱性大,制成的纸箱强度低等,基本上已经不采用。

一、淀粉粘合剂

单台单面瓦楞机用淀粉粘合剂⒈淀粉粘合剂的选择

淀粉粘合剂的原料包括:淀粉、糊化剂、氧化剂、交联剂、消泡剂及水等。

淀粉的选择及用量

淀粉是粘合剂的主体原料,它属于天然高分子化合物,其分子式为(C 6H 10O

5n 。玉米、小麦、土豆等都富含淀粉。目前,国内多使用玉米淀粉。玉米淀粉中除淀粉外,

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瓦楞纸板用粘合剂

瓦楞纸箱制造工艺及质量控制(四

还含有少量的蛋白质、油脂、纤维素等成分。

淀粉中少量的蛋白质对配置粘合剂是有害的。若蛋白质含量过高,使得蛋白质分子与淀粉分子作用,形成较多网状结构,再加上粘合剂中碱的作用,使淀粉粘合剂凝固,流动性变小,储存期缩短以致完全失去粘性。另外,蛋白质含量过高,还会使粘合剂

产生大量气泡,给纸板施胶、粘结带来困难。淀粉中脂肪若过高,这些脂肪会与粘合剂中的碱作用,生成脂肪酸盐,而脂肪酸盐是两亲物质即表面活性剂,从而使粘合剂产生泡沫。所以淀粉中的蛋白质、脂肪应少于0.5%为佳,最高不应超过1%。

淀粉与水用量之比称之谓水比。水比要适度,约在1∶5~1∶7.5范围内。用水过多则会降低粘度,过少则影响粘合剂的流动性。

氧化剂的作用及用量由于淀粉具有复杂的链状结构,不溶于水,因而不能直接用来制成粘合剂。为了改善淀粉在水中的溶解性和提高淀粉粘合剂的粘合力,一般采用氧化剂与淀粉作用,使淀粉大分子降解,把长分子“链”断开,使其结构变得简单一些,并在

淀粉分子中生成羧基等,从而使淀粉粘合剂的流动性提高,粘度下降,水溶性增加,粘合力提高。

氧化剂有过氧化氢(H 2O 2、高锰酸钾、次氯酸盐等。过氧化氢是一种强氧化剂,其水溶液又名双氧水,不小心溅在皮肤上会产生烧伤,溅在衣物上会产生退色等腐蚀作用。双氧水作淀粉粘合剂的氧化剂,不会产生任何副产物,粘合剂颜色浅淡清亮,但反应速度一般较慢,因此往往要加入催化剂,如硫酸亚铁、硫酸镍等。高锰酸钾也是强氧化剂,但反应中生成MnO 2,使得粘合剂呈酱黑色。高锰酸钾与淀粉作用反应速度比较快,用量少,适合于快速制胶。氯酸盐的一般工业用品是水溶液,也是强氧化剂,与淀粉反应速度也较快,但由于溶液浓度一般较小,故用量要大些,且制成的粘合剂往往有股令人不快的气味。

氧化剂的用量要根据氧化剂的种类及淀粉的质量来定。对于玉米淀粉,若使用过氧化氢,使用量一般为0.1%~0.4%左右。若氧化剂用量过多,淀粉分子过度降解,使得粘合剂粘度大幅度降低,最后使得粘合剂的粘合力下降;若氧化剂用量过少,粘度就高,流动性差,在

裱瓦楞纸时上胶机胶辊上会出现拉丝现象,降低粘合性能。只有当淀粉的粒度在100以下或淀粉中含脂肪量过高时,才能适当增加氧化剂用量。若在操作中加入了过量氧化剂,则要加入强还原剂(例如亚硫酸钠、大苏打等,使过量的氧化剂被还原掉,以防过度氧化。

糊化剂的作用及用量

糊化剂的作用是使其分子与淀粉中的醇基化合,破坏部分氢键,使淀粉大分子间的作用力减弱、分子变得较为舒展,有利于氧化降解反应的发生;其次,糊化剂溶于淀粉液后会放出大量的热,使得淀粉分子膨胀、糊化,从而使淀粉溶液具有很强的粘结力;另外,糊化剂还使粘合剂具有较好的流动性,且不易霉变。

在纸箱行业一般选用价廉易得的烧碱(氢氧化钠作为糊化剂。烧碱用量一般控制在粘合剂重量的1%以下。若碱用量过多,超过全部糊化过程所需用量,则氢键受破坏就多,淀粉分子间作用力大大降低,使粘合剂的粘度降低,使粘合剂的p H值上升,对瓦楞纸的腐蚀性就大,使纸箱产生黑色斑点,降低纸板的防潮性能;若用量过少,则放出的热量低,使粘合剂糊化不充分、粘性差。若淀粉中蛋白质含量过高,则可适当增加烧碱用量。

交联剂的作用及用量

交联剂又称络合剂。淀粉粘合剂中常用的交联剂是硼砂或硼酸。硼砂是一种硼酸盐,学名为四硼酸钠。配制淀粉粘合剂一般采用加水四

硼酸钠,分子式为Na

2

B

4

O

7

・10H

2

O。

硼砂和硼酸在热水中分解时,以硼、氧为中心离子与充分溶胀后的氧化淀粉的羟基、醛基发生复杂的交联反应,生成网状络合物,从而

提高粘合剂的粘着力和增加稠度, 使生成的胶膜坚固,提高其抗水性和具有一定的初始粘着力。

硼砂或硼酸虽然使粘合剂的粘

着力和稠度增加,但其量不宜多,

否则过多的硼、氧离子与氧化淀粉产生过多的交联,使淀粉分子间的交联作用太强,出现粘合剂的粘度过大,甚至于凝胶或橡皮状,对纸

板粘合力下降而完全失去粘合力; 若用量过少,则产生的交联作用

低,使淀粉粘合剂过稀,易于渗透

到纸质内,降低初始粘合力,造成

瓦楞纸板跑楞。因此,硼砂或硼酸的用量一般控制在0.1%~0.6%之间;且硼砂或硼酸用80℃以上的热水溶解后加入。

除了以上四个方面外,淀粉粘

合剂中还需加入消泡剂。因为由于淀粉的成分不纯或其他药品不纯, 使得淀粉粘合剂在搅拌制造过程中产生气泡,导致施胶不均匀,影响

纸板的粘结而降低纸板的强度及抗水性等,因此往往在制备好的淀粉粘合剂中加入消泡剂。常用的消泡剂有磷酸三丁酯及低级醇类等,用的较多的是磷酯三丁酯。消泡剂用量一般为万分之一左右。

⒉淀粉粘合剂的配制

淀粉粘合剂的配制方法有碱糊