[發(fā)明專利]一種兩性紅薯淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210136239.2
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102635037A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國運(yùn);楊秀芳;彭莉;劉俠
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;D21H19/14;D21H19/18;C08B31/18;C08B31/12
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子化學(xué)施膠劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種兩性紅薯淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代施膠技術(shù)的重大進(jìn)步是中/堿性施膠技術(shù)的推廣，酸性造紙轉(zhuǎn)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(diào)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(jì)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(yīng)的反應(yīng)型中/堿性施膠劑，它既能作為漿內(nèi)施膠劑，又能作為表面施膠劑。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由活性基團(tuán)和疏水基團(tuán)構(gòu)成，AKD的熔點(diǎn)較低，在紙機(jī)干燥部的高溫條件下分子中的活性基團(tuán)四元內(nèi)酯環(huán)能和纖維素上的羥基反應(yīng)形成β-酮基酯鍵并定位在纖維上，疏水性基團(tuán)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(qiáng)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(jià)的重質(zhì)碳酸鈣為填料，減少了白水中有害物質(zhì)的含量，提高了白水的循環(huán)利用率，同時(shí)AKD比酸性施膠劑的成本低。采用AKD進(jìn)行中/堿性施膠能夠提高紙品質(zhì)量和售價(jià)、降低能耗、改善環(huán)境污染和紙機(jī)運(yùn)行性能等，可取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，因此越來越多的造紙企業(yè)認(rèn)識到使用AKD中/堿性施膠劑的優(yōu)越性和必要性。我國造紙?jiān)弦圆轁{為主，木材資源短缺，二次纖維用量增多，運(yùn)用中/堿性施膠技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義。伴隨AKD中/堿性施膠技術(shù)在我國應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，工藝技術(shù)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(zhuǎn)變的趨勢，近年來AKD已成為國內(nèi)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(shí)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(jià)格較高，由此制得的AKD乳液價(jià)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(jià)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(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種兩性紅薯淀粉微晶蠟/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(qiáng)度，并且降低了施膠成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種兩性紅薯淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑的制備方法，包括以下步驟：

第一步，將水、紅薯淀粉、氫氧化鈉和雙氧水加入第一反應(yīng)器中在80-85℃時(shí)反應(yīng)1.0-1.5小時(shí)，得到氧化降解紅薯淀粉，水、紅薯淀粉、氫氧化鈉和雙氧水的質(zhì)量比為200∶100∶2∶1，然后向第一反應(yīng)器中加入氫氧化鈉和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至90-95℃反應(yīng)1-2小時(shí)，降溫至50-55℃加入醋酸，再降至20-30℃，紅薯淀粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質(zhì)量比為100∶7∶49∶5，

第二步，向第一反應(yīng)器中加水，調(diào)節(jié)體系固含量至20-25%，即得兩性紅薯淀粉乳化劑，

第三步，在第二反應(yīng)器中加入兩性紅薯淀粉乳化劑、76#微晶蠟和AKD，其中兩性紅薯淀粉乳化劑、76#微晶蠟和AKD的質(zhì)量比為120∶120∶100，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(diào)節(jié)至固含量至15-20%，制得兩性紅薯淀粉AKD亞穩(wěn)定乳液，將亞穩(wěn)定乳液經(jīng)20-30MPa均質(zhì)后，冷卻至25-30℃，得到固含量為15-20%的穩(wěn)定的兩性紅薯淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑。

將此兩性紅薯淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克/米²瓦楞原紙中，淀粉用量65-70千克/噸紙，兩性紅薯淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑3.0-3.5千克/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7.8-8.3牛·米²/克,裂斷長為4.3-4.8千米，達(dá)到A級高強(qiáng)瓦楞原紙質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，用兩性紅薯淀粉微晶蠟/AKD中/堿性施膠劑施膠后，每噸瓦楞原紙的施膠成本降低了8-13元。