CN102816330A

CN102816330A - 阳离子淀粉的制备方法及应用

Info

Publication number: CN102816330A
Application number: CN2011101545026A
Authority: CN
Inventors: 王仁荣; 张明; 陈剑; 郝妮; 刘翔飞
Original assignee: Gold East Paper Jiangsu Co Ltd
Current assignee: Gold East Paper Jiangsu Co Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-12

Abstract

一种阳离子淀粉的制备方法，包括步骤：提供原淀粉浆液；以及向该原淀粉浆液里加入聚胺和碱性试剂，获得混合液，并使所述混合液在70℃～150℃的温度条件下反应1～30分钟，该聚胺的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的0.3％～10％，该碱性试剂的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的0.3％～2.5％。该制备方法制得的阳离子淀粉用于造纸增强剂时，成纸的各项强度指标与现有技术中的阳离子淀粉作为造纸增强剂时成纸的各项强度指标相当，但是，该制备方法的制备时间更短，制备流程相对简单，所需的设备也较少。

Description

阳离子淀粉的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及造纸化学品领域，尤其涉及一种造纸用阳离子淀粉的制备方法及应用。

背景技术

纸张的强度性质包括抗张强度、撕裂强度、耐破强度等，是衡量纸张质量的重要参数，一般工业用纸及生活用纸均要求纸张有一定的强度。因此，业界通常在造纸过程中需添加一些增强剂来提高纸张的强度。

阳离子淀粉做为造纸过程中的增强剂，对纸张纤维有非常好的亲和力和粘附力，可以极大地改善纸张的抗张强度等强度指标，因此阳离子淀粉在造纸领域应用相当广泛。

阳离子淀粉目前的制备方法均是通过醚化剂对不带有电性的原淀粉进行醚化后，使原淀粉带上正电性，从而转化为阳离子淀粉，这种制备方法通常需要6-8小时才能完成，所需时间较长，同时还需要经过几次加水稀释的过程，流程相对复杂，需要设备相对较多。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种制备时间短且制备流程相对简单的阳离子淀粉及该阳离子淀粉的制备方法及应用。

一种阳离子淀粉的制备方法，包括步骤：

提供原淀粉浆液；以及

向该原淀粉浆液里加入聚胺和碱性试剂，获得混合液，并使所述混合液在70℃～150℃的温度条件下反应1～30分钟，该聚胺的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的0.3％～10％，该碱性试剂的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的0.3％～2.5％。

一种上述阳离子淀粉制备方法所得的阳离子淀粉的应用，该阳离子淀粉在造纸工艺中用作造纸增强助剂在浆料处理阶段进行添加，添加量为浆料绝干量的0.5～3％。

上述阳离子淀粉制备方法中，聚胺与原淀粉不需要4-6小时的预反应时间，混合均匀后即可直接蒸煮反应，制备时间大大缩短；另外，上述阳离子淀粉制备方法中，稀释的步骤少，从而大大简化了制备流程及减少了所需的设备，上述制备方法所得的阳离子淀粉用于造纸增强剂时，成纸的各项强度均保持在同等水平。

具体实施方式

本发明中的阳离子淀粉以原淀粉与聚胺在碱性条件下反应制得，反应时，原淀粉的活性羟基被聚胺的氮原子取代，从而生成阳离子淀粉，该阳离子淀粉具体制备方法如下：

a.将木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、高粱淀粉或者马铃薯淀粉等原淀粉中的任一种或几种的混合物加水稀释成原淀粉浆液，所述原淀粉浆液的质量浓度为1％～10％，优选2％～8％，最优选3％～5％。

b.在该原淀粉浆液里分别加入一定量的聚胺和碱性试剂，并搅拌均匀，所述聚胺为聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化胺、聚丙烯酰胺、聚胺-环氧氯丙烷、聚烯丙基胺盐中的任一种或几种的混合物，所述聚胺的添加量为原淀粉质量的0.3％～10％，优选1％～8％，最优选3％～6％，该碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠及硅酸钠中的任意一种或几种的混合物，该碱性试剂的添加量为淀粉质量的0.3％～2.5％，优选0.6％～2％，最优选0.75％～1.7％。在优选范围内所制得的阳离子淀粉用于造纸增强剂时，所得纸张的物理强度更好。

c.向原淀粉、聚胺及氢氧化钠的混合液通入高温蒸汽，或将原淀粉、聚胺及氢氧化钠的混合液置于恒温槽中，进行保温蒸煮，该温度保持为70℃～150℃，优选90℃～130℃，最优选110℃～120℃，温度可根据设备承受限制而选定；反应时间为1～30分钟。

d.将反应后的淀粉浆液放入桶槽，根据需要稀释或浓缩成相应浓度。

该阳离子淀粉的pH可以通过调节碱性试剂和原淀粉的配比来控制，氮含量和分子量可以通过选择不同的原淀粉和聚胺类型来控制，电荷密度可以通过调节聚胺和原淀粉的配比来调节。

本发明中的阳离子淀粉制备方法中，聚胺与原淀粉不需要4-6小时的预反应时间，混合均匀后即可直接蒸煮反应，制备时间大大缩短；另外，本发明中的阳离子淀粉制备方法中，稀释的过程较少，大大简化了制备流程及减少了需要的设备。

本发明中的阳离子淀粉可在造纸工艺中用作造纸增强助剂在浆料处理阶段进行添加，添加量为浆料绝干量的0.5～3％。

以下以具体实施例对该阳离子淀粉的制备方法及应用作进一步说明。

实施例一：

取木薯淀粉10克，加水配制成质量浓度1％的淀粉浆液，再分别加入0.0333克氢氧化钠和0.2克聚乙烯胺，搅拌均匀后放入恒温水槽，保持温度70℃，时间30分钟，边保温边搅拌，时间结束后即可得到的阳离子淀粉。

将所得阳离子淀粉作为造纸增强剂，按浆料绝干量1％的添加量和浆料混合后在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸张强度。为了对比，同时进行一个对照样，即在其它条件相同的情况下，向浆料中添加相同添加量的现有制备方法所得的阳离子淀粉，测试纸张强度对比如下表所示：

实施例二：

取玉米淀粉20克，加水配制成质量浓度10％的淀粉浆液，再分别加入0.5克氢氧化钠和1克聚甲基二烯丙基胺，搅拌均匀后通入高压蒸汽，温度150℃，时间1分钟，时间结束后即可得到阳离子淀粉。

将所得阳离子淀粉作为造纸增强剂，按浆料绝干量0.5％的添加量和浆料混合后在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸张强度。为了对比，同时进行一个空白样，即在其它条件相同的情况下，向浆料中添加相同添加量的现有制备方法所得的阳离子淀粉，测试纸张强度对比如下表所示：

实施例三：

称取马铃薯淀粉10克，加水配制成质量浓度3％的淀粉浆液，再分别加入0.02克氢氧化钠和0.25克聚丙烯酰胺，搅拌均匀后通入高压蒸汽，温度120℃，时间2分钟，时间结束后即可得到阳离子淀粉。

将所得阳离子淀粉作为造纸增强剂，按浆料绝干量3％的添加量和浆料混合后在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸张强度。为了对比，同时进行一个空白样，即在其它条件相同的情况下，向浆料中添加相同添加量的现有制备方法所得的阳离子淀粉，测试纸张强度对比如下表所示：

实施例四

称取高粱淀粉10克，加水配制成质量浓度4％的淀粉浆液，再分别加入0.1克氢氧化钠和1克聚酰胺聚胺-环氧氯丙烷，搅拌均匀后放入恒温水槽，水温95℃，时间30分钟，边保温边搅拌，时间结束后即可得到阳离子淀粉。

将所得阳离子淀粉作为造纸增强剂，按浆料绝干量2％的添加量和浆料混合后在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸张强度。为了对比，同时进行一个空白样，即在其它条件相同的情况下，向浆料中添加相同添加量的现有制备方法所得的阳离子淀粉，测试纸张强度对比如下表所示：

实施例五

称取小麦淀粉10克，加水配制成质量浓度6％的淀粉浆液，再分别加入0.25克氢氧化钠和0.03克聚二烯丙基二甲基氯化胺聚胺，搅拌均匀后放入恒温水槽，水温93℃，时间40分钟，保温搅拌，时间结束后即可得到阳离子淀粉。

将所得阳离子淀粉作为造纸增强剂，按浆料绝干量1.5％的添加量和浆料混合后在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸张强度。为了对比，同时进行一个空白样，即在其它条件相同的情况下，向浆料中添加相同添加量的现有制备方法所得的阳离子淀粉，测试纸张强度对比如下表所示：

实施例六

称取高粱淀粉10克，加水配制成质量浓度4％的淀粉浆液，再分别加入0.2克氢氧化钠和0.8克聚烯丙基胺盐酸盐，搅拌均匀后放入恒温水槽，水温95℃，时间30分钟，保温搅拌，时间结束后即可得到阳离子淀粉。

由以上实施例的对比结果来看，采用本发明中的阳离子淀粉的制备方法所得的阳离子淀粉，抄片的成纸各项强度指标，比传统的阳离子淀粉抄片的成纸的各项强度指标相当。但是，本发明中的阳离子淀粉制备方法中，制备时间大大缩短，大大简化了制备流程及减少了需要的设备。

Claims

1.一种阳离子淀粉的制备方法，包括步骤：

提供原淀粉浆液；以及

2.如权利要求1所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该原淀粉浆液的质量浓度为1％～10％。

3.如权利要求1所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该聚胺为选自聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化胺、聚丙烯酰胺、聚胺-环氧氯丙烷及聚烯丙基胺盐中的任一种或几种的混合物。

4.如权利要求3所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该聚胺的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的1％～8％。

5.如权利要求4所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该聚胺的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的3％～6％。

6.如权利要求3所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该碱性试剂为选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠及硅酸钠中的任意一种或几种的混合物。

7.如权利要求6所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该碱性试剂的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的0.6％～2％。

8.如权利要求7所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该碱性试剂的添加量为原淀粉浆液中原淀粉质量的0.75％～1.7％。

9.如权利要求1所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：所述混合液在90℃～130℃的温度条件下反应1～30分钟。

10.如权利要求9所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：所述混合液在110℃～120℃的温度条件下反应1～30分钟。

11.如权利要求1所述的阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：该原淀粉浆液中的原淀粉为选自木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、高粱淀粉及马铃薯淀粉中的任一种或几种的混合物。

12.一种通过如权利要求1-11所述的阳离子淀粉制备方法所得的阳离子淀粉的应用，该阳离子淀粉在造纸工艺中用作造纸增强助剂在浆料处理阶段进行添加，添加量为浆料绝干量的0.5％～3％。