CN105924610A - 一种酯化抗性淀粉改性湿强剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种酯化抗性淀粉改性湿强剂的制备方法，属于湿强剂制备技术领域。本发明针对目前制备湿强剂有机氯含量高，不利于环保，且乳化剂用量大、颗粒较粗导致机械性能较差的问题，提供了一种通过辛烯基琥珀酸酐改性抗性淀粉，随后通过抗性淀粉中大量的羟基与TDI合成预聚物同时，抗性淀粉可以有效的增强纸张的强度和机械性能，且抗性淀粉颗较小，具有较高的热稳定性有效改善湿强剂颗粒较粗导致机械性能较差的问题。本发制备的湿强剂按10%涂布率用于纸张涂布中，断裂伸长率提高了2.5倍，湿强提高了5.5倍，湿/干强度比达到了20.5%且制备过程简单，绿色环保，对环境无污染。

Description

一种酯化抗性淀粉改性湿强剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种酯化抗性淀粉改性湿强剂的制备方法，属于湿强剂制备技术领域。
背景技术
成品纸被水浸透饱和后，其强度损失一般在以上，余下的强度被人们称为湿强度，通常表示为湿抗张强度干抗张强度，用百分比表示。人们定义湿强度在以上的纸张为湿强纸，从纸页的湿强度持续时间长短方面来划分，湿强纸可分为暂时性湿强纸和持久性湿强纸。暂时性湿强纸指的是强度丧失的时间被延长但最终会完全丧失的纸页；持久性湿强纸则会在长时间内保持较高的湿强度。根据持久湿强纸对液体的吸收特性，又把持久湿强纸分为普通持久湿强纸、持久湿强吸水纸和持久湿强抗水纸。持久湿强吸水纸短时间内能够吸饱水，但湿强度长期保持；持久湿强抗水纸长时间内不会被水渗透，且在被水浸透饱和后会保持持久的湿强度。
但现有湿强剂用量最大的阳离子型聚酰胺表氯醇高分子聚合物（PAE），湿强效果令人满意，但价格昂贵，与阴离子不相容，固化后不易降解，损纸回用困难。另外PAE中有机氯含量高，不利于环保。而三聚氰胺甲醛树脂(MF)、脲醛树脂（UF）由于有游离甲醛的危害，而水性聚氨酯改性制备时，采用外加乳化剂、强制乳化而成，它们存在乳化剂用量大、反应时间长以及乳液颗粒较粗而导致的贮存稳定性差、胶层物理机械性能不好等缺点。所以需要一种有效的环保改性湿强剂很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前制备湿强剂有机氯含量高，不利于环保，且乳化剂用量大、颗粒较粗导致机械性能较差的问题，提供了一种通过辛烯基琥珀酸酐改性抗性淀粉，随后通过抗性淀粉中大量的羟基与TDI合成预聚物同时，抗性淀粉可以有效的增强纸张的强度和机械性能，且抗性淀粉颗较小，具有较高的热稳定性有效改善湿强剂颗粒较粗导致机械性能较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按质量比1:5，将玉米淀粉与质量浓度10%氢氧化钠溶液搅拌混合，在200～300W下超声分散处理10～15min，制备得淀粉混合浆液，按重量份数计，分别称量5～10份辛烯基琥珀酸酐、65～80份无水乙醇和70～80份淀粉混合浆液置于烧杯中，搅拌混合1～2h；
（2）待搅拌混合完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%盐酸溶液，待滴加至pH至7.0后，停止搅拌并置于1800～2000r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并用无水乙醇和去离子水分别洗涤3～5次，再在65～80℃下干燥6～8h，制备得酯化抗性淀粉颗粒；
（3）按质量比1:3，将上述制备的酯化抗性淀粉颗粒与去离子水搅拌混合，再在100～110℃下水浴加热1～2h，制备得预糊化酯化淀粉浆液，再按重量份数计，分别称量35～40份预糊化酯化淀粉浆液、25～30份乙酸乙酯和15～20份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并滴加去离子水质量10%的异氰酸酯至三口烧瓶中，控制滴加时间为10～15min；
（4）待滴加完成后，将其置于0～5℃下冰水浴反应20～30min，待反应完成后，测量其-NCO值，即可停止加热，若不符合，则继续加热20～30min，制备得淀粉共聚体，将所制得的淀粉共聚体置于65～80℃下旋转蒸发至干，即可制备得一种酯化抗性淀粉改性湿强剂。
本发明的应用方法是：称取100～150mL绝干量的纸浆，在疏解器中打散5000转。按1:10，将上述制备的酯化抗性淀粉改性湿强剂添加至去离子水中，搅拌混合并置于200～300W下超声分散10～15min，制备得湿强剂分散液，随后按质量比1:10，将湿强剂分散液加入到分散好的纸浆中，并用搅拌器不断搅拌，使湿强剂与纤维反应完全。抄成纸片后，经静置固化，在80～90℃下干燥即可。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发制备的湿强剂按10%涂布率用于纸张涂布中，断裂伸长率提高了2.5倍，湿强提高了5.5倍，湿/干强度比达到了20.5%；
（2）本发明制备过程简单，绿色环保，对环境无污染。
具体实施方式
首先按质量比1:5，将玉米淀粉与质量浓度10%氢氧化钠溶液搅拌混合，在200～300W下超声分散处理10～15min，制备得淀粉混合浆液，按重量份数计，分别称量5～10份辛烯基琥珀酸酐、65～80份无水乙醇和70～80份淀粉混合浆液置于烧杯中，搅拌混合1～2h；待搅拌混合完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%盐酸溶液，待滴加至pH至7.0后，停止搅拌并置于1800～2000r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并用无水乙醇和去离子水分别洗涤3～5次，再在65～80℃下干燥6～8h，制备得酯化抗性淀粉颗粒；按质量比1:3，将上述制备的酯化抗性淀粉颗粒与去离子水搅拌混合，再在100～110℃下水浴加热1～2h，制备得预糊化酯化淀粉浆液，再按重量份数计，分别称量35～40份预糊化酯化淀粉浆液、25～30份乙酸乙酯和15～20份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并滴加去离子水质量10%的异氰酸酯至三口烧瓶中，控制滴加时间为10～15min；待滴加完成后，将其置于0～5℃下冰水浴反应20～30min，待反应完成后，测量其-NCO值，即可停止加热，若不符合，则继续加热20～30min，制备得淀粉共聚体，将所制得的淀粉共聚体置于65～80℃下旋转蒸发至干，即可制备得一种酯化抗性淀粉改性湿强剂。
实例1
首先按质量比1:5，将玉米淀粉与质量浓度10%氢氧化钠溶液搅拌混合，在200W下超声分散处理10min，制备得淀粉混合浆液，按重量份数计，分别称量5份辛烯基琥珀酸酐、80份无水乙醇和80份淀粉混合浆液置于烧杯中，搅拌混合1h；待搅拌混合完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%盐酸溶液，待滴加至pH至7.0后，停止搅拌并置于18000r/min下离心分离10min，收集下层沉淀并用无水乙醇和去离子水分别洗涤3次，再在65℃下干燥6h，制备得酯化抗性淀粉颗粒；按质量比1:3，将上述制备的酯化抗性淀粉颗粒与去离子水搅拌混合，再在100℃下水浴加热1h，制备得预糊化酯化淀粉浆液，再按重量份数计，分别称量35份预糊化酯化淀粉浆液、30份乙酸乙酯和20份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并滴加去离子水质量10%的异氰酸酯至三口烧瓶中，控制滴加时间为10min；待滴加完成后，将其置于0℃下冰水浴反应20min，待反应完成后，测量其-NCO值，即可停止加热，若不符合，则继续加热20min，制备得淀粉共聚体，将所制得的淀粉共聚体置于65℃下旋转蒸发至干，即可制备得一种酯化抗性淀粉改性湿强剂。
称取100mL绝干量的纸浆，在疏解器中打散5000转。按1:10，将上述制备的酯化抗性淀粉改性湿强剂添加至去离子水中，搅拌混合并置于200W下超声分散10min，制备得湿强剂分散液，随后按质量比1:10，将湿强剂分散液加入到分散好的纸浆中，并用搅拌器不断搅拌，使湿强剂与纤维反应完全。抄成纸片后，经静置固化，在80℃下干燥即可。
实例2
首先按质量比1:5，将玉米淀粉与质量浓度10%氢氧化钠溶液搅拌混合，在250W下超声分散处理12min，制备得淀粉混合浆液，按重量份数计，分别称量6份辛烯基琥珀酸酐、70份无水乙醇和75份淀粉混合浆液置于烧杯中，搅拌混合1.5h；待搅拌混合完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%盐酸溶液，待滴加至pH至7.0后，停止搅拌并置于1900r/min下离心分离12min，收集下层沉淀并用无水乙醇和去离子水分别洗涤4次，再在70℃下干燥7h，制备得酯化抗性淀粉颗粒；按质量比1:3，将上述制备的酯化抗性淀粉颗粒与去离子水搅拌混合，再在105℃下水浴加热1.5h，制备得预糊化酯化淀粉浆液，再按重量份数计，分别称量37份预糊化酯化淀粉浆液、27份乙酸乙酯和17份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并滴加去离子水质量10%的异氰酸酯至三口烧瓶中，控制滴加时间为12min；待滴加完成后，将其置于4℃下冰水浴反应25min，待反应完成后，测量其-NCO值，即可停止加热，若不符合，则继续加热25min，制备得淀粉共聚体，将所制得的淀粉共聚体置于70℃下旋转蒸发至干，即可制备得一种酯化抗性淀粉改性湿强剂。
称取125mL绝干量的纸浆，在疏解器中打散5000转。按1:10，将上述制备的酯化抗性淀粉改性湿强剂添加至去离子水中，搅拌混合并置于250W下超声分散12min，制备得湿强剂分散液，随后按质量比1:10，将湿强剂分散液加入到分散好的纸浆中，并用搅拌器不断搅拌，使湿强剂与纤维反应完全。抄成纸片后，经静置固化，在85℃下干燥即可。
实例3
首先按质量比1:5，将玉米淀粉与质量浓度10%氢氧化钠溶液搅拌混合，在300W下超声分散处理15min，制备得淀粉混合浆液，按重量份数计，分别称量10份辛烯基琥珀酸酐、80份无水乙醇和80份淀粉混合浆液置于烧杯中，搅拌混合2h；待搅拌混合完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%盐酸溶液，待滴加至pH至7.0后，停止搅拌并置于2000r/min下离心分离15min，收集下层沉淀并用无水乙醇和去离子水分别洗涤5次，再在80℃下干燥8h，制备得酯化抗性淀粉颗粒；按质量比1:3，将上述制备的酯化抗性淀粉颗粒与去离子水搅拌混合，再在110℃下水浴加热2h，制备得预糊化酯化淀粉浆液，再按重量份数计，分别称量40份预糊化酯化淀粉浆液、30份乙酸乙酯和20份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并滴加去离子水质量10%的异氰酸酯至三口烧瓶中，控制滴加时间为15min；待滴加完成后，将其置于5℃下冰水浴反应30min，待反应完成后，测量其-NCO值，即可停止加热，若不符合，则继续加热30min，制备得淀粉共聚体，将所制得的淀粉共聚体置于80℃下旋转蒸发至干，即可制备得一种酯化抗性淀粉改性湿强剂。
称取150mL绝干量的纸浆，在疏解器中打散5000转。按1:10，将上述制备的酯化抗性淀粉改性湿强剂添加至去离子水中，搅拌混合并置于300W下超声分散15min，制备得湿强剂分散液，随后按质量比1:10，将湿强剂分散液加入到分散好的纸浆中，并用搅拌器不断搅拌，使湿强剂与纤维反应完全。抄成纸片后，经静置固化，在90℃下干燥即可。

Claims (1)

1.一种酯化抗性淀粉改性湿强剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比1:5，将玉米淀粉与质量浓度10%氢氧化钠溶液搅拌混合，在200～300W下超声分散处理10～15min，制备得淀粉混合浆液，按重量份数计，分别称量5～10份辛烯基琥珀酸酐、65～80份无水乙醇和70～80份淀粉混合浆液置于烧杯中，搅拌混合1～2h；
（2）待搅拌混合完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%盐酸溶液，待滴加至pH至7.0后，停止搅拌并置于1800～2000r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并用无水乙醇和去离子水分别洗涤3～5次，再在65～80℃下干燥6～8h，制备得酯化抗性淀粉颗粒；
（3）按质量比1:3，将上述制备的酯化抗性淀粉颗粒与去离子水搅拌混合，再在100～110℃下水浴加热1～2h，制备得预糊化酯化淀粉浆液，再按重量份数计，分别称量35～40份预糊化酯化淀粉浆液、25～30份乙酸乙酯和15～20份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并滴加去离子水质量10%的异氰酸酯至三口烧瓶中，控制滴加时间为10～15min；
（4）待滴加完成后，将其置于0～5℃下冰水浴反应20～30min，待反应完成后，测量其-NCO值，若-NCO的质量分数≦0.25%，即可停止加热，若不符合，则继续加热20～30min，制备得淀粉共聚体，将所制得的淀粉共聚体置于65～80℃下旋转蒸发至干，即可制备得一种酯化抗性淀粉改性湿强剂。
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