一種造紙塗層用澱粉膠的製備方法，產品及其應用的製作方法

2023-10-04 01:04:44

專利名稱：一種造紙塗層用澱粉膠的製備方法，產品及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種澱粉膠的製備方法，特別涉及一種造紙塗層用澱粉膠的製備方法，還涉及該澱粉膠在造紙塗層中的應用，屬於造紙化學品領域。
背景技術：
目前，隨著經濟發展造紙塗層膠乳需求量越來越大，而目前市場上膠乳價格不斷上漲且供不應求。為降低成本，同時減少對膠乳的依賴性，採用ー種相對成本較低，貨源充足的膠粘劑作為原料勢在必行，改性澱粉部分替代膠乳作膠粘劑成為首選。
澱粉是自然界中含量豐富的有機化合物，具有來源廣泛、價格低廉、可完全降解、和可再生等優點。澱粉經糊化或氧化改性後作為膠粘劑使用已經有很久歷史，但由於其耐水性差、初粘力低、乾燥速度慢等缺點，使其應用範圍受到較大制約。改性澱粉用於造紙塗層膠，部分替代合成膠乳的研究與應用工作，在國內以至於在世界上還剛剛開始不久，如何提高澱粉塗層強度和耐水性，最大程度替代合成膠乳，大幅度降低成本，是我們亟待解決的重要課題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是要研製一種低成本、性能好、環保性能好的造紙塗層用澱粉膠粘劑。即以澱粉為原料，通過化學改性和添加必要的助劑，使其性能指標接近合成膠乳，並部分替代合成膠乳應用於造紙塗層。為了解決上述問題，本發明所採用的技術方案是以澱粉為原料，通過對澱粉進行氧化、接枝、絡合改性後加熱糊化，降溫後加入成膜助劑和稀釋劑，最終得到耐水性、成膜性較好的澱粉膠粘劑，具體的按照以下步驟進行A、所用物料重量份配比如下
水150--300
澱粉100
氧化劑1.5-3.5
改性劑I 10—50 改性劑2 1-10 絡合劑1-3
稀釋劑10—30
成膜助劑 10—20B、澱粉氧化在反應容器中，向質量分數為30% -50% (w/w)，PH = 2-3的澱粉乳中，加入1/3份的氧化劑，在溫度為50°C -70°C條件下，反應I小時-2. 5小時，調節PH =3-4 ；C、向反應容器中均勻慢加入改性劑I和剩餘氧化劑，在60°C -85°C下反應2小時-3小時，調整PH= 7 ；D、向反應容器中加入改性劑2和絡合劑，在80°C -90°c條件下，反應0. 5小時一I小時；E、在40°C —50°C加入成膜助劑、稀釋劑，攪拌10分鐘-20分鐘後，降溫出料。本發明的澱粉主要為玉米澱粉、木薯粉、馬鈴薯澱粉或小麥澱粉等其中至少ー種。本發明的氧化劑和引發劑主要為過硫酸銨或過硫酸鉀等其中至少ー種。本發明的改性劑I為丙烯酸こ酷、丙烯酸丁酷、醋酸こ烯酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、丙烯酸、甲基丙烯酸或苯こ烯其中至少ー種。 本發明的改性劑2為聚矽氧烷或矽烷偶聯劑，如聚矽氧烷防水劑3#、甲基矽樹脂、甲基丙稀酸氧丙基ニ甲氧基娃燒、こ稀基ニ甲氧基娃燒、こ稀基ニこ氧基娃燒等其中至少ー種。本發明中的絡合劑為硼砂。硼砂分子中的羥基，能與澱粉分子形成網狀交聯結構化合物，提高澱粉的初粘力、耐水性和乾燥速度。本發明的稀釋劑為尿素。適量的尿素，可改善膠粘劑的流動性，提高膠粘劑的粘度熱穩定性、防止凝膠現象的發生。本發明的成膜助劑為醇酷-12、鄰苯ニ甲酸酯類和甘油等其中至少ー種。本發明的反應機理是澱粉經氧化後，澱粉大分子降解，並生成羰基和羧基化合物，然後在引發劑的作用下再與改性劑進行接枝共聚反應，提高澱粉耐水性和附著力。再將改性後澱粉配合成膜等助劑，提高改性澱粉適應性和成膜性，得到性能優異的造紙塗層用改性澱粉。製備エ藝將澱粉溶於定量水中，澱粉濃度為30% -50% (w/w)，調整PH = 2_3，加入氧化劑，在500C _70°C條件下，反應I. 5小時-2. 0小時，調整PH = 3-4。然後緩慢均勻加入改性劑I和剩餘的氧化劑，在60°C -80°C下反應2小時-3小時，調整PH = 7。再慢加入改性劑2和5%硼砂溶液，在80°C _90°C條件下，反應0. 5小時一I小時。降溫至50°C以下，加入稀釋劑、成膜助劑，攪拌10-20分鐘後出料。為使其產品性能更優越，降溫後，攪拌過程中還可加入消泡劑，殺菌劑。本發明膠粘劑，主要用於造紙塗層，部分替代合成膠乳，降低造紙塗層成本。本發明以澱粉為原料，原料成本低、可再生；本發明ェ藝簡單、操作簡便、能耗低、無汙染，所合成產品滿足應用要求，達到降低生產成本的目的。
具體實施例方式下面結合具體實施例來進ー步描述本發明，本發明的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是範例性的，並不對本發明的範圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和範圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發明的保護範圍內。所合成改性澱粉性能指標如下
序號技術指標
~1 Jm白色或略帯黃色均勻液體^
2PH 值6-7
3固含量，％
權利要求
1.一種造紙塗層用澱粉膠的製備方法，其特徵是以澱粉為主要原料，通過對澱粉進行氧化、接枝、絡合改性後加熱糊化，降溫後加入成膜助劑和稀釋劑，得到造紙塗層用膠粘劑，具體製備步驟如下 A、所用物料重量份配比如下水150-300 份 澱粉100份 氧化劑1.5-3.5份 改性劑I10-50份改性劑21-10份絡合劑 1-3份稀釋劑 10-30份成膜助劑 10-20份 B、澱粉氧化在反應容器中，向質量分數為30%-50%,PH = 2-3的澱粉乳中，加入1/3氧化劑，在溫度為50°C _70°C條件下，反應I小時-2. 5小時，調節PH = 3-4 ； C、向反應容器中均勻慢加入改性劑I和剩餘氧化劑，在60°C_85°C下反應2小時-3小時，調整PH = 7 ； D、向反應容器中加入改性劑2和絡合劑，在80°C-90°C條件下，反應0. 5小時一I小時； E、在40°C_50°C加入成膜助劑、稀釋劑，攪拌10分鐘-20分鐘後，降溫出料。
2.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵是原料澱粉為玉米澱粉、木薯澱粉、馬鈴薯澱粉或小麥澱粉其中至少ー種。
3.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵是氧化劑為雙氧水、過硫酸銨或過硫酸鉀其中至少ー種。
4.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵是改性劑I為丙烯酸こ酷、丙烯酸丁酷、醋酸こ烯酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、丙烯酸、甲基丙烯酸或苯こ烯其中至少ー種。
5.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵是改性劑2為選自聚矽氧烷或矽烷偶聯劑其中至少ー種。
6.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵是絡合劑為硼砂。
7.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵是稀釋劑為尿素。
8.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵是成膜助劑為醇酷-12、鄰苯ニ甲酸酯類或甘油其中至少ー種。
9.按照權利要求1-9任一項所述的製備方法製備的澱粉膠在造紙塗層中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種造紙塗層用澱粉膠的製造方法，是以澱粉為原料，通過對澱粉進行降解、接枝共聚等改性處理後，進行交聯改性和加熱糊化，降溫後得到可用於造紙塗層的澱粉膠粘劑。本發明的膠粘劑，主要用於造紙塗層，部分替代合成膠乳，降低造紙塗層成本。本發明以澱粉為原料，原料成本低、可再生；本發明工藝簡單、操作簡便、能耗低、無汙染，所合成產品滿足應用要求，可達到降低生產成本的目的。
文檔編號C08F251/00GK102787529SQ20111012940
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月18日 優先權日2011年5月18日
發明者侯智傑, 郝丙業, 雷得定 申請人:永港偉方(北京)科技股份有限公司