[發明專利]一種可提高紙張防油性能的淀粉基復合物

在審

• 申請號: 202011334221.4
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112482083A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 杜艷芬;劉金剛;夏菲
• 申請（專利權）人: 中國制漿造紙研究院有限公司
• 主分類號: D21H19/14
• 分類號: D21H19/14;D21H19/34;D21H21/14
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可提高紙張防油性能的淀粉基復合物，涉及制漿造紙技術領域。將淀粉改性得到塑化淀粉、紙漿纖維機械處理得到微纖化纖維素、淀粉研磨得到微細研磨淀粉，將塑化淀粉與微纖化纖維素、微細研磨淀粉進行混合，復合物的固含量為5～25％，在原紙上進行表面施涂，干燥溫度80～120℃，涂布量為3～20g/m²，采用Kit方法檢測防油等級可達到最高級12級。

技術領域

本發明涉及制漿造紙領域，尤其是涉及一種能夠提高紙張防油性能的淀粉基環保防油劑。

背景技術

紙包裝材料由于質輕、印刷性能好、廢棄物可回收利用、便于復合加工和工業化生產、運輸成本低等優點被廣泛應用于食品、藥品、運輸等諸多領域。然而，紙張的多孔網絡結構及纖維的親水性導致其對水、油脂、水蒸氣、氧氣、芳香氣味等的阻隔性能較差，因此在許多應用場合中需要經過特殊加工來滿足所要求的防滲透性，以保護包裝內容物不變味、不變質，延長商品的流通周期和貨架壽命。

將紙漿纖維進行粘狀打漿，可減少紙頁中孔隙的大小和數量，從而提高成紙的阻油性；但打漿度過高會導致成紙強度下降、表觀形態變差，且需要的設備能耗很高。將聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等石化產品熔融后涂覆在紙張表面，可以顯著提高其阻油性能，但會降低成紙的生物降解性和回收利用性能。有機氟化合物是廣泛使用的紙張防油劑，但由于全氟辛酸磺酸鹽(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)具有持久的環境穩定性和高的生物積累性，被聯合國列入永久性有機污染物(POPS)清單而禁用。近年來，新型丙烯酸乳液被用于紙張的防油加工，但其來源于不可再生的石油資源，價格較高、且不夠環保。

淀粉是一種可再生且價格低廉的原材料，來源廣泛，在造紙工業有廣泛的用途。淀粉(或改性淀粉)可作為漿內增強劑和助留助濾劑添加于紙機濕部系統，提高成紙的強度和細小成分的留著率；也可用于ASA施膠體系的乳化劑，用于紙板層間噴淋提高成紙的內結合強度，用于表面施膠增加成紙的印刷表面強度，以及用作顏料涂布的粘合劑。

采用淀粉表面施膠或涂布一般不會提高紙張的防油性，即Kit防油等級基本為0(TAPPI UM 557 Oil Kit Test測試法)。為提高淀粉的防油性，專利201510880577.0公開了一種防油淀粉及其生產工藝和應用，包括淀粉的陽離子化改性、醚化改性、氧化改性、旋流洗滌、脫水干燥等步驟，得到具有抗油脂作用的防油淀粉。該防油淀粉制成質量濃度為5～6％的淀粉漿液，在恒溫恒濕條件下制備成淀粉膜，淀粉膜的斷裂強度為17.5～19.2N/mm²，斷裂伸長率為4.2～5.5％，漿膜吸濕率為22.7～25.4％，使用油滴測試時，無明顯油斑。但該專利未提及所制備淀粉膜的定量以及可達到的防油等級，如果采用蓖麻油進行測試的話，無明顯油斑僅說明該淀粉膜的Kit防油等級＞0。

專利CN201010107549.2公開了一種氟碳接枝淀粉防水防油劑及其制備方法，該防水防油劑以淀粉為原料，先糊化淀粉，然后通過自由基引發劑引發，在乳液體系中，將含氟單體和淀粉進行聚合接枝，聚合時間3～10小時、聚合恒溫溫度40～95℃。該防水防油劑可應用于制漿造紙中，在紙漿內濕部添加以提高細小纖維留著率，在紙張表面涂布以提高紙張表面的平滑度，涂布氟碳接枝淀粉后紙張的Kit防油等級達到8級。該方法獲得的產物防油程度提高有限，且反應過程中使用了氟單體。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種淀粉基環保防油劑，該防油劑制備過程簡單、環保，不添加有毒有害化學品；使用方便，可以常規方式施涂在原紙上，顯著提高紙張的防油性能。

本發明所采用的技術方案是：

(1)淀粉塑化改性：將淀粉均勻分散在水中，固含量為10～30％，升溫至90～100℃，加入塑化劑甘油或乙二醇，淀粉與塑化劑的質量比為100∶(5～40)，反應時間60～180min；淀粉的來源為木薯淀粉、玉米淀粉或土豆淀粉等，可以為原淀粉，也可經過氧化、酶轉化或酯化等方法改性處理；