[发明专利]一种阳离子改性淀粉及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及造纸领域，特别是涉及一种阳离子改性淀粉及其制备方法、应用。

背景技术

阳离子淀粉作为淀粉的衍生物，广泛应用于造纸工业中，阳离子淀粉基于在淀粉大分子中引入叔氨基或季铵基，赋予淀粉阳离子特性。阳离子淀粉的正电荷使它与带负电荷的基质结合，并能将带负电荷的其他添加剂吸附并保持在基质上，其在造纸中的作用可增加浆料细小纤维、填料的留着率以及提升滤水性能，从而提高纸张的灰分及成纸强度。

随着纸机车速的不断提升，短纤维阔叶木浆、草浆和回收纸浆代替长纤维浆料配比提升，以及纸张灰分提升需求，要保证浆料的留着滤水性能和较好的纸张物理性能，传统的阳离子淀粉单一改性已经无法达到要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种阳离子改性淀粉及其制备方法、应用，能够提高阳离子淀粉的粘结性，尤其是初步粘结力，满足造纸需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种阳离子改性淀粉的制备方法，所述方法包括：将淀粉配置得到淀粉浆液；将氢氧化钠、碳酸钠的至少一种与阳离子醚化剂的混合溶液添加至所述淀粉浆液中混合搅拌均匀得到第一混合溶液；往所述第一混合溶液中添加硅烷偶联剂混合搅拌均匀得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液在35-55℃下反应时间8-24小时；调节反应结束后的所述第二混合溶液的pH至中性或酸性，并稀释至浓度为2％-6％，得到第三混合溶液；往所述第三混合溶液中添加硼砂并搅拌得到第四混合溶液；在搅拌条件下，将所述第四混合溶液升温至95-100℃并保温糊化20-30分钟；将所述保温糊化后的所述第四混合溶液稀释至浓度为1％-4％即得所述阳离子改性淀粉。

其中，所述将淀粉配置得到淀粉浆液的步骤包括：将淀粉配置成浆液，并调节所述浆液的pH至碱性，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉以及小麦淀粉的至少一种；往调节pH后的所述浆液中添加膨胀抑制剂并搅拌均匀得到所述淀粉浆液。

其中，所述将淀粉配置成浆液，并调节所述浆液的pH至碱性的步骤包括：将淀粉配置成20％-40％浓度的浆液，通过氢氧化钠溶液调节所述浆液的pH至8.0-9.0。

其中，所述膨胀抑制剂的添加量为所述淀粉绝干量的5％-10％，所述膨胀抑制剂为Na₂SO₄以及NaCl的至少一种。

其中，所述氢氧化钠、碳酸钠的至少一种与阳离子醚化剂的混合溶液中，所述氢氧化钠、碳酸钠的至少一种的量为所述淀粉绝干量的2％-5％，所述阳离子醚化剂的量为所述淀粉绝干量的5％-10％，所述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵和环氧丙基三甲基氯化铵中的至少一种。

其中，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种，所述硅烷偶联剂的添加量为所述淀粉绝干量的1％-5％。

其中，所述调节反应结束后的所述第二混合溶液的pH至中性或酸性的步骤包括：使用酸溶液调节反应结束后的所述第二混合溶液的pH至6.0-7.0，所述酸溶液为盐酸、硫酸、冰醋酸或柠檬酸的任意一种。

其中，所述硼砂的添加量为所述淀粉绝干量的0.1％-0.5％。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种阳离子改性淀粉，所述阳离子改性淀粉由上述制备方法制得。

为解决上述技术问题，本发明采用的还有一个技术方案是：提供一种上述的制备方法制得的阳离子改性淀粉在造纸中的应用。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在对淀粉的阳离子改性过程中引入复合改性剂，反应过程中添加硅烷偶联剂，硅烷偶联剂在碱性条件下Si-O-烷基先水解成Si-O-H，然后Si-O-H与淀粉的1，4，6羟基发生脱水缩合反应，同时蒸煮时添加交联剂硼砂，进一步与充分润张的淀粉分子形成空间网状结构的多核络合物，有助于提升阳离子淀粉的粘结性，尤其是初步粘结力，满足造纸需求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种阳离子改性淀粉的制备方法的流程图。

具体实施方式

参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种阳离子改性淀粉的制备方法的流程图，阳离子改性淀粉的制备方法包括：

S101：将淀粉配置得到淀粉浆液；