[发明专利]一种酸解淀粉基固着剂的制备方法

说明书

 

技术领域

    本发明属于化工领域尤其是制浆造纸行业，特别涉及一种新型淀粉基固着剂的制备方法。

背景技术

我国造纸行业的纤维原料结构中机械浆、化学机械浆、废纸浆所占的比例逐年升高，大大地提高了纤维的利用率。然而机械法制浆中产生了大量的细小纤维、木素和树脂溶出物；化学机械浆含有阴离子半纤维素、氧化木素、树脂酸和脂肪酸；废纸浆中存在油墨粒子等胶黏物，这些物质就构成了带负电性的溶解与胶体物质。其积累将给纸机的连续运行性和成纸质量带来极大的不良影响，同时降低其它功能性造纸助剂和过程性造纸助剂的使用效率。如何控制溶解与胶体物质是当前湿部化学研究的一个重要方向。

目前工厂普遍采用化学法对溶解与胶体物质进行控制。化学法中又以固着剂法应用最为广泛，它主要是指用分子量小、阳电荷密度高的无机或有机电解质将阴离子性较强的溶解与胶体物质固着到纸张纤维上，然后通过湿纸页的成型带出抄造系统，使系统得到净化。常用的固着剂包括硫酸铝、聚合氯化铝、聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯亚胺和聚乙烯胺等，它们都具有各自的优点。但是通常情况下，无机的硫酸铝和聚合氯化铝在中碱性抄造系统中的效果不如有机类的聚合电解质；随着石油资源的日益枯竭，基于石油资源的聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺等将不可避免地面临受原料限制的问题；而基于天然高分子改性的淀粉基固着剂，由于原料相对方便易得，具有较广的发展前景。并且由于淀粉具有其独特的分子构型，使得淀粉基固着剂与纸浆纤维以及阴离子半纤维素等碳水化合物类溶解与胶体物质具有极好的亲和性，因此可以更好地去除浆料中的溶解与胶体物质。但淀粉分子量过大，直接阳离子化得到的高阳离子度淀粉容易使浆料过度絮凝，导致纸张匀度和强度变差。为了确保淀粉基固着剂的优越性，本发明先采用酸降解法得到低分子量的淀粉，然后再将其阳离子化，制得低分子量、高阳离子取代度的酸解淀粉基固着剂，一方面保证了固着剂控制溶解与胶体物质的作用，另一方面，也解决了成纸匀度和强度较差的问题，并且所得产品在纸张生产线上使用时，用简单的溶解槽在室温下将其溶解即可，无需添加格外的糊化设备和降解反应设施，大大简化了产品取用的过程，提高了产品取用的稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种酸解淀粉基固着剂的制备方法，所得酸解淀粉基固着剂水溶性好，能有效提高成纸强度。

采用的技术路线是用盐酸降解淀粉制得酸降解淀粉；用季铵盐阳离子醚化剂作用于酸降解淀粉制得酸解淀粉基固着剂。

具体制备方法包括下述步骤：

A、酸降解淀粉的制备

淀粉加蒸馏水，配制成30～40%（重量）的淀粉浆，加入盐酸，在搅拌状态下于40～60℃下反应，反应结束后，用氢氧化钠溶液调pH值至6～7，用清水洗涤若干次，抽滤后真空干燥，得到酸降解淀粉；

B、酸解淀粉基固着剂的制备

配制浓度为35～46%（重量）的氢氧化钠溶液，冷却后加入季铵盐阳离子醚化剂，搅拌均匀后与步骤A所得的酸降解淀粉混合, 所得混合体系的含水量为10～30％（重量），在50～60℃反应，反应结束后，冷却，用乙醇浸泡洗涤数次并调pH值至6～7，真空干燥，得到酸解淀粉基固着剂。

进一步地，所述的淀粉为原淀粉。

进一步地，所述的淀粉包括普通淀粉和基本分离纯化的直链淀粉、支链淀粉。

进一步地，各物料配比为：

在步骤A中，盐酸用量为淀粉用量的0.2～1%（重量），所述淀粉用量折算为绝干重量，所述盐酸用量折算为HCl用量；

在步骤B中，氢氧化钠用量为酸降解淀粉用量的13～19%（重量）, 季铵盐阳离子醚化剂用量为酸降解淀粉用量的40～60%（重量），所述酸降解淀粉折算为绝干重量。

进一步地，所述步骤A中，盐酸用量为淀粉用量的0.5%（重量）。

进一步地，步骤A中清水洗涤2～3次。

进一步地，步骤B所述季铵盐阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵或2,3-环氧丙基三甲基氯化铵中的一种或两者的混合物。

进一步地，步骤A所述反应的时间为1～5小时，步骤B所述反应的时间为2～6小时。