[發(fā)明專利]一種陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑的制備方法

有效

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• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102635027A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 張國運;楊秀芳;彭莉;劉俠
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;D21H17/29;D21H17/60;D21H17/17;C08B31/12
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本發(fā)明屬于高分子化學施膠劑技術領域，特別涉及一種陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑的制備方法。

背景技術

現(xiàn)代施膠技術的重大進步是中/堿性施膠技術的推廣，酸性造紙轉化為中/堿性造紙是世界造紙史上的一大變革。中/堿性施膠是在造紙工藝過程中，將pH值調節(jié)到7以上，原則上不用硫酸鋁的一種施膠方法。常用的中/堿性施膠劑烷基烯酮二聚體（簡稱AKD）是20世紀40年代末期研究開發(fā)的產(chǎn)品，AKD是一種可與纖維素反應的反應型中/堿性施膠劑，它既能作為漿內施膠劑，又能作為表面施膠劑。其結構特點是由活性基團和疏水基團構成，AKD的熔點較低，在紙機干燥部的高溫條件下分子中的活性基團四元內酯環(huán)能和纖維素上的羥基反應形成β-酮基酯鍵并定位在纖維上，疏水性基團長鏈烷基在纖維表面產(chǎn)生抗水作用。通過AKD中/堿性施膠，紙張白度、手感、抗水性、物理強度、印刷適性、耐老化性和填料的單程留著率等都有明顯提高。而且可以采用廉價的重質碳酸鈣為填料，減少了白水中有害物質的含量，提高了白水的循環(huán)利用率，同時AKD比酸性施膠劑的成本低。采用AKD進行中/堿性施膠能夠提高紙品質量和售價、降低能耗、改善環(huán)境污染和紙機運行性能等，可取得明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，因此越來越多的造紙企業(yè)認識到使用AKD中/堿性施膠劑的優(yōu)越性和必要性。我國造紙原料以草漿為主，木材資源短缺，二次纖維用量增多，運用中/堿性施膠技術具有現(xiàn)實意義。伴隨AKD中/堿性施膠技術在我國應用領域逐步擴大，工藝技術日益成熟，中/堿性造紙的效益逐步得到體現(xiàn)，加快了造紙工業(yè)由酸性造紙向中/堿性造紙轉變的趨勢，近年來AKD已成為國內紙廠使用最多、最成熟、最有效的中/堿性施膠劑。

AKD中/堿性施膠賦予紙張一些優(yōu)異性能，同時也有其不足之處。傳統(tǒng)AKD乳液采用木薯陽離子淀粉作為AKD的乳化劑，木薯淀粉純度高，糊化溫度低，糊液流動性好，透明度高、凝沉性弱，不易分層。但其價格較高，由此制得的AKD乳液價格較高，市場競爭力差。近年來提高和完善AKD乳液性能的研究日趨活躍，提高AKD的市場競爭力，開發(fā)和生產(chǎn)性能優(yōu)異、價格便宜的AKD中/堿性施膠是我國造紙科研工作者一直努力研究的課題。

發(fā)明內容

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑的制備方法，所得的中/堿性施膠劑具有很好的穩(wěn)定性，能夠提高紙張的施膠度和表面強度，并且降低了施膠成本。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

?一種陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑的制備方法，包括以下步驟：

第一步，將水、玉米淀粉和真菌α-淀粉酶加入第一反應器中在50-55℃時反應1.0-2.0小時，得到降解玉米淀粉，水、玉米淀粉和真菌α-淀粉酶的質量比為200∶100∶0.6，然后向第一反應器中加入氫氧化鈉，升溫到60-70℃加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至90-95℃反應1-2小時，降溫至50-55℃加入醋酸，再降至20-30℃，玉米淀粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100∶7∶49∶5，

第二步，向第一反應器中加水，調節(jié)體系固含量至20-25%，即得陽離子玉米淀粉乳化劑，

第三步，在第二反應器中加入陽離子玉米淀粉乳化劑、76#微晶蠟和AKD，其中陽離子玉米淀粉乳化劑、76#微晶蠟和AKD的質量比為110∶110∶120，升高溫度至80-90℃，待76#微晶蠟和AKD熔融后，攪拌30-40分鐘，在攪拌下加入80-90℃的熱水分散調節(jié)至固含量至15-20%，制得陽離子玉米淀粉AKD亞穩(wěn)定乳液，將亞穩(wěn)定乳液經(jīng)20-30MPa均質后，冷卻至25-30℃，得到固含量為15-20%的穩(wěn)定的陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑。

將此陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內廢紙抄造的110克/米²瓦楞原紙中，淀粉用量65-70千克/噸紙，陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑2.5-3.0千克/噸紙，表面施膠劑后瓦楞原紙的Cobb值為35-40克/米²，環(huán)壓指數(shù)為7.6-8.1?！っ?sup>2/克,裂斷長為4.5-5.0千米，達到A級高強瓦楞原紙質量標準，用陽離子玉米淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑施膠后，每噸瓦楞原紙的施膠成本降低了4-9元。