[发明专利]一种蜡质变性淀粉,其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元复合变性淀粉的生产方法，由该方法制备得到的多元复合蜡质变性淀粉，以及所述蜡质变性淀粉在造纸工业或纺织工业中的应用。由本发明的方法得到的蜡质变性淀粉性能优良，广泛应用于造纸工业和纺织工业等领域，特别是在造纸生产中用作表面施胶淀粉和涂布淀粉，以及在纺织工业中用作经纱上浆工艺的浆料时其性能优于现有的各种变性淀粉，可部分或全部替代PVA或CMC。

背景技术

变性淀粉是食品、纺织、造纸、石油钻井、建材、铸造、农业种植、医药等领域重要原辅料。

造纸工业和纺织工业中需要优质的胶粘剂(或称粘合剂)、增稠剂和稳定剂，目前常用的是PVA(聚乙烯醇)和CMC(羧甲基纤维素)。

造纸工业中特种纸张如证券纸、地图纸、玻璃纸等需要性能优良且质量稳定的变性淀粉助剂。纺织工业中，PVA是常用的上浆剂，近年来有用变性淀粉单独替代PVA的趋势，但目前用变性淀粉替代PVA的平均水平较低，还远远不能满足纺织工业发展的需求，特别是对涤、粘等化纤类的纺纱上浆，我国还很少有这样的变性淀粉品种。

在造纸工业中，造纸表面施胶，就是把胶粘剂施加到纸的表面，使纤维与纸体粘接，并在纸表面附着一层连续薄膜的过程。施胶是为了增加纸页的表面强度，增加纸页的抗水性，获得良好的施胶性能。造纸涂布，是在表面施胶的基础上，将胶粘剂和颜料涂在纸的表面。造纸表面施胶和涂布工艺要求所使用的胶粘剂应具有浓度高、分散性好，易被纤维吸收的特性，以提高纸张的抗水性、耐破度、耐折度、抗张力、平压强度、抗分层强度、环压强度等；并使纸张具有光滑表面、高强度和良好的书写和印刷性质。这就要求作为胶粘剂的淀粉糊液流动性好、胶粘力强，成膜性好，凝沉性弱。另外，出于减少环境污染的考虑，希望损纸回用时其留着率要达到80％以上，以尽可能减轻废水污染。

在纺织工业中，纺织经纱上浆，是在纱表面形成保护性浆膜，使其具有很好的强度、耐磨性。用于上浆的浆料应具有一定的粘附性、成膜性和对纱线的渗透性能，要求浆膜退浆时具有良好的溶解性。

当前，应用于造纸工业表面施胶、涂布工艺和纺织上浆的普通变性淀粉，已由单一变性的淀粉如酸解淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉(以磷酸酯淀粉为主)、醚化淀粉(以羟丙基淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉为主)、酶化淀粉等品种生产向使用两种或以上变性技术生产复合变性淀粉产品过渡。已有的复合变性淀粉包括例如：氧化阳离子淀粉、酸化乙酰化淀粉、氧化羟烷基化淀粉、磷酸阳离子化淀粉等。但是，上述一种变性方法或两种复合变性得到的变性淀粉仍然达不到上述工艺要求，不能满足造纸、纺织等工业应用领域对淀粉性能的特殊需求。

相对于PVA而言，变性淀粉是一种绿色材料，在施胶或上浆时无有害物释放，在损纸回用或退浆时废液有较高的生物降解性和易被分解处理性。因此，在造纸工业和纺织工业中用变性淀粉替代PVA，在成本或环境保护上都是非常有意义的。

经过大量的研究工作，申请人发现，选用纯支链蜡质淀粉为原料，将其采用接枝、交联和氧化等多种方法进行变性处理，可大大改善变性淀粉的性能，所得到的多元复合变性淀粉在性能上更接近于PVA或CMC，具有更好的粘度稳定性，良好的成膜性，很好的透明度，生物降解性强，成本低等特点，可部分或全部替代PVA或CMC，满足生产的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多元变性淀粉的生产方法，该方法以纯支链蜡质淀粉为原料，使其进行接枝、交联和氧化变性工艺，得到多元变性的蜡质淀粉。

优选的，本发明变性淀粉的生产方法是其中所述的加工工艺按接枝、交联和氧化工艺的顺序进行，并优选使所述的接枝、交联和氧化工艺在一个反应器中完成，即一锅完成。

淀粉，通常包括直链淀粉和支链淀粉两种成分，两者的比例随原料植物的种类而异。本发明用作原料的是纯支链淀粉，或称为蜡质淀粉，所谓蜡质淀粉，有些文献指出其中的支链淀粉含量为95％以上，本发明用作原料的蜡质淀粉的支链淀粉含量≥99％，其本身几乎均由支链淀粉组成，具有不易回生和凝沉的特性，广泛应用于食品行业。本发明充分发挥纯支链蜡质淀粉的糊液粘性高、凝沉性弱的特点，将其经过多重变性处理，提供极高透明度、粘度稳定性好、粘附性好的淀粉产品，能在造纸工业和纺织工业中大部分或全部取代不易降解、成本高的PVA、CMC等化学合成材料，降低原料成本，改善工艺产品性能，提高造纸表面施胶和涂布用胶粘剂的性能及纺织上浆的浆纱质量。