CN106223117B - 一种植物基涂布白纸板用胶乳的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物基涂布白纸板用胶乳的制备方法，属于胶乳制备技术领域。本发明将木薯淀粉与氢氧化钠溶液、次氯酸钠混合，进行氧化反应得到氧化淀粉，再将其与氯化钠、环氧氯丙烷以及利用大豆酶解制备的大豆多肽混合液等物质混合加热反应，得到改性淀粉，接着将田菁种子粉碎后，与氨水、无水乙醇混合搅拌，过滤得到的滤渣进行酶解，再经加热，过滤，得到混合液，最后将混合液与改性淀粉进行搅拌，即可得到植物基涂布白纸板用胶乳。本发明制备的植物基涂布白纸板用胶乳粘结强度高，粘度到295mpa·s以上，且以多种植物为原材料，在使用时不会污染环境，所需要的原材料成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物基涂布白纸板用胶乳的制备方法，属于胶乳制备技术领域。
背景技术
白板纸因其白度高、强度大成为一种应用广泛的包装用纸，其由面层、芯层、底层构成，经多辊压光制造出来的一种纸张，纸面色质纯度较高，具有较为均匀的吸墨性，有较好的耐折度，主要用于商品包装盒、商品表衬、画片挂图等。白板纸伸缩性小，有韧性，折叠时不易断裂，主要用于印刷包装盒和商品装潢衬纸。在书籍装订中，用于无线装订的书脊和精装书籍的中径纸（脊条）或者封面。
在涂布白板纸的制造过程中，使用的胶乳主要是溶剂型的，严重污染了环境，为此，水性的合成胶乳受到了重视，被使用的合成胶乳包括丁苯乳胶，羧基丁苯乳胶，全丙乳液，丁腈胶乳，醋丙胶乳及全丙胶乳，其中用量最大的是羧基丁苯胶乳和全丙胶乳。但目前水性合成胶乳在涂布白板纸的制造过程存在着耐水性差、粘结强度低的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的溶剂型的胶乳严重污染环境，而水性的合成胶乳在涂布白板纸的制造过程存在着粘结强度低的问题，本发明将木薯淀粉与氢氧化钠溶液、次氯酸钠混合，进行氧化反应得到氧化淀粉，再将其与氯化钠、环氧氯丙烷以及利用大豆酶解制备的大豆多肽混合液等物质混合加热反应，得到改性淀粉，接着将田菁种子粉碎后，与氨水、无水乙醇混合搅拌，过滤得到的滤渣进行酶解，再经加热，过滤，得到混合液，最后将混合液与改性淀粉进行搅拌，即可得到植物基涂布白纸板用胶乳。本发明主要以多种植物为原材料，解决了污染环境的问题，同时制备的胶乳耐水性好，粘结强度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取20～30g大豆，用去离子水洗涤3～5次，并置于粉碎机中进行粉碎，得到大豆粉末，将大豆粉末置于酶解罐中，并分别加入0.3～0.5g胰蛋白酶和300～450mL去离子水，控制温度在35～45℃，搅拌酶解12～14h，待酶解结束后，将温度升至90～100℃，搅拌10～20min，过滤，得到滤液，即大豆多肽混合液，备用；
（2）称取100～200g木薯淀粉加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，升温至40～50℃，再加入300～400mL去离子水，搅拌10～20min，随后加入质量浓度为10～20%氢氧化钠溶液调节pH为9.0～9.2，再加入3～5g次氯酸钠，搅拌氧化5～6h，再加入质量浓度为10%盐酸溶液调节pH为中性，过滤，得到氧化淀粉；
（3）将上述氧化淀粉加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在30～40℃，再依次加入200～300mL去离子水、3～5g氯化钠，搅拌3～5min，再加入2～4g环氧氯丙烷，搅拌反应2～3h，再加入上述步骤（1）备用的大豆多肽混合液，搅拌20～30min，再加入0.1～0.3g过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应3～4h，得到改性淀粉，备用；
（4）称取10～20g田菁种子加入到粉碎机中进行粉碎，过80～100目筛，得到田菁粉，将其置于烧杯中，并分别向烧杯中加入100～200mL无水乙醇和50～60mL质量浓度为25%氨水溶液，搅拌5～6h，过滤，得到滤渣，将其置于酶解罐中，并向酶解罐中依次加入100～200mL去离子水、0.03～0.05g中性蛋白酶和0.01～0.03g纤维素酶，控制温度在35～45℃，酶解2～3h，待酶解结束后，升温至90～100℃，搅拌10～20min后，过滤，得到混合液；
（5）向上述混合液中加入上述步骤（3）备用的改性淀粉，搅拌10～20min，并置于乳化机中，在12000～13000rpm下搅拌5～10min，再依次加入5～8g硬脂酸钠，搅拌1～2h，得到一种植物基涂布白纸板用胶乳。
本发明的应用方法：按重量份数计，选取50～60份碳酸钙粉末，20～25份高岭土，10～15份上述制备的植物基涂布白纸板用胶乳，1～2份聚丙烯酸酯和100～120份去离子水，依次放入搅拌机中进行搅拌混合直至均匀，得到涂布白纸板涂料，再将得到的涂布白纸板涂料利用涂布装置涂布于白纸板上，控制涂布的量为15～25g/m2，待涂布结束后，置于干燥箱中干燥即可，经检测，与加入其他乳胶相比，其粘结强度高，粘度到295mPa·s以上，纸张白度达到83.52％以上。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的植物基涂布白纸板用胶乳粘结强度高，粘度到295mPa·s以上；（2）本发明制备的植物基涂布白纸板用胶乳以多种植物为原材料，在使用时不会污染环境，且所需要的原材料成本低。
具体实施方式
首先称取20～30g大豆，用去离子水洗涤3～5次，并置于粉碎机中进行粉碎，得到大豆粉末，将大豆粉末置于酶解罐中，并分别加入0.3～0.5g胰蛋白酶和300～450mL去离子水，控制温度在35～45℃，搅拌酶解12～14h，待酶解结束后，将温度升至90～100℃，搅拌10～20min，过滤，得到滤液，即大豆多肽混合液，备用；称取100～200g木薯淀粉加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，升温至40～50℃，再加入300～400mL去离子水，搅拌10～20min，随后加入质量浓度为10～20%氢氧化钠溶液调节pH为9.0～9.2，再加入3～5g次氯酸钠，搅拌氧化5～6h，再加入质量浓度为10%盐酸溶液调节pH为中性，过滤，得到氧化淀粉；将上述氧化淀粉加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在30～40℃，再依次加入200～300mL去离子水、3～5g氯化钠，搅拌3～5min，再加入2～4g环氧氯丙烷，搅拌反应2～3h，再加入上述备用的大豆多肽混合液，搅拌20～30min，再加入0.1～0.3g过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应3～4h，得到改性淀粉，备用；再称取10～20g田菁种子加入到粉碎机中进行粉碎，过80～100目筛，得到田菁粉，将其置于烧杯中，并分别向烧杯中加入100～200mL无水乙醇和50～60mL质量浓度为25%氨水溶液，搅拌5～6h，过滤，得到滤渣，将其置于酶解罐中，并向酶解罐中依次加入100～200mL去离子水、0.03～0.05g中性蛋白酶和0.01～0.03g纤维素酶，控制温度在35～45℃，酶解2～3h，待酶解结束后，升温至90～100℃，搅拌10～20min后，过滤，得到混合液；向上述混合液中加入备用的改性淀粉，搅拌10～20min，并置于乳化机中，在12000～13000rpm下搅拌5～10min，再依次加入5～8g硬脂酸钠，搅拌1～2h，得到一种植物基涂布白纸板用胶乳。
实例1
首先称取30g大豆，用去离子水洗涤5次，并置于粉碎机中进行粉碎，得到大豆粉末，将大豆粉末置于酶解罐中，并分别加入0.5g胰蛋白酶和450mL去离子水，控制温度在45℃，搅拌酶解14h，待酶解结束后，将温度升至100℃，搅拌20min，过滤，得到滤液，即大豆多肽混合液，备用；称取200g木薯淀粉加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，升温至50℃，再加入400mL去离子水，搅拌20min，随后加入质量浓度为20%氢氧化钠溶液调节pH为9.2，再加入5g次氯酸钠，搅拌氧化6h，再加入质量浓度为10%盐酸溶液调节pH为中性，过滤，得到氧化淀粉；将上述氧化淀粉加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在40℃，再依次加入300mL去离子水、5g氯化钠，搅拌5min，再加入4g环氧氯丙烷，搅拌反应3h，再加入上述备用的大豆多肽混合液，搅拌30min，再加入0.3g过硫酸铵，升温至90℃，搅拌反应4h，得到改性淀粉，备用；再称取20g田菁种子加入到粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得到田菁粉，将其置于烧杯中，并分别向烧杯中加入200mL无水乙醇和60mL质量浓度为25%氨水溶液，搅拌6h，过滤，得到滤渣，将其置于酶解罐中，并向酶解罐中依次加入200mL去离子水、0.05g中性蛋白酶和0.03g纤维素酶，控制温度在45℃，酶解3h，待酶解结束后，升温至100℃，搅拌20min后，过滤，得到混合液；向上述混合液中加入备用的改性淀粉，搅拌20min，并置于乳化机中，在13000rpm下搅拌10min，再依次加入8g硬脂酸钠，搅拌2h，得到一种植物基涂布白纸板用胶乳。
按重量份数计，选取60份碳酸钙粉末，25份高岭土，15份上述制备的植物基涂布白纸板用胶乳，2份聚丙烯酸酯和120份去离子水，依次放入搅拌机中进行搅拌混合直至均匀，得到涂布白纸板涂料，再将得到的涂布白纸板涂料利用涂布装置涂布于白纸板上，控制涂布的量为25g/m2，待涂布结束后，置于干燥箱中干燥即可，经检测，与加入其他乳胶相比，其粘结强度高，粘度为296mPa·s，纸张白度达到83.62％。
实例2
首先称取20g大豆，用去离子水洗涤3次，并置于粉碎机中进行粉碎，得到大豆粉末，将大豆粉末置于酶解罐中，并分别加入0.3g胰蛋白酶和300mL去离子水，控制温度在35℃，搅拌酶解12h，待酶解结束后，将温度升至90℃，搅拌10min，过滤，得到滤液，即大豆多肽混合液，备用；称取100g木薯淀粉加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，升温至40℃，再加入300mL去离子水，搅拌10min，随后加入质量浓度为10%氢氧化钠溶液调节pH为9.0，再加入3g次氯酸钠，搅拌氧化5h，再加入质量浓度为10%盐酸溶液调节pH为中性，过滤，得到氧化淀粉；将上述氧化淀粉加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在30℃，再依次加入200mL去离子水、3g氯化钠，搅拌3min，再加入2g环氧氯丙烷，搅拌反应2h，再加入上述备用的大豆多肽混合液，搅拌20min，再加入0.1g过硫酸铵，升温至80℃，搅拌反应3h，得到改性淀粉，备用；再称取10g田菁种子加入到粉碎机中进行粉碎，过80目筛，得到田菁粉，将其置于烧杯中，并分别向烧杯中加入100mL无水乙醇和50mL质量浓度为25%氨水溶液，搅拌5h，过滤，得到滤渣，将其置于酶解罐中，并向酶解罐中依次加入100mL去离子水、0.03g中性蛋白酶和0.01g纤维素酶，控制温度在35℃，酶解2h，待酶解结束后，升温至90℃，搅拌10min后，过滤，得到混合液；向上述混合液中加入备用的改性淀粉，搅拌10min，并置于乳化机中，在12000rpm下搅拌5min，再依次加入5g硬脂酸钠，搅拌1h，得到一种植物基涂布白纸板用胶乳。
按重量份数计，选取50份碳酸钙粉末，20份高岭土，10份上述制备的植物基涂布白纸板用胶乳，1份聚丙烯酸酯和100份去离子水，依次放入搅拌机中进行搅拌混合直至均匀，得到涂布白纸板涂料，再将得到的涂布白纸板涂料利用涂布装置涂布于白纸板上，控制涂布的量为15g/m2，待涂布结束后，置于干燥箱中干燥即可，经检测，与加入其他乳胶相比，其粘结强度高，粘度到297mPa·s，纸张白度达到84.52％。
实例3
首先称取25g大豆，用去离子水洗涤4次，并置于粉碎机中进行粉碎，得到大豆粉末，将大豆粉末置于酶解罐中，并分别加入0.4g胰蛋白酶和400mL去离子水，控制温度在40℃，搅拌酶解13h，待酶解结束后，将温度升至95℃，搅拌15min，过滤，得到滤液，即大豆多肽混合液，备用；称取151g木薯淀粉加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，升温至45℃，再加入350mL去离子水，搅拌15min，随后加入质量浓度为15%氢氧化钠溶液调节pH为9.1，再加入4g次氯酸钠，搅拌氧化5h，再加入质量浓度为10%盐酸溶液调节pH为中性，过滤，得到氧化淀粉；将上述氧化淀粉加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在35℃，再依次加入250mL去离子水、4g氯化钠，搅拌4min，再加入3g环氧氯丙烷，搅拌反应2h，再加入上述备用的大豆多肽混合液，搅拌25min，再加入0.2g过硫酸铵，升温至85℃，搅拌反应3h，得到改性淀粉，备用；再称取15g田菁种子加入到粉碎机中进行粉碎，过90目筛，得到田菁粉，将其置于烧杯中，并分别向烧杯中加入150mL无水乙醇和55mL质量浓度为25%氨水溶液，搅拌5h，过滤，得到滤渣，将其置于酶解罐中，并向酶解罐中依次加入120mL去离子水、0.04g中性蛋白酶和0.02g纤维素酶，控制温度在40℃，酶解2h，待酶解结束后，升温至95℃，搅拌15min后，过滤，得到混合液；向上述混合液中加入备用的改性淀粉，搅拌15min，并置于乳化机中，在12500rpm下搅拌7min，再依次加入6g硬脂酸钠，搅拌1h，得到一种植物基涂布白纸板用胶乳。
按重量份数计，选取55份碳酸钙粉末，22份高岭土，12份上述制备的植物基涂布白纸板用胶乳，1份聚丙烯酸酯和110份去离子水，依次放入搅拌机中进行搅拌混合直至均匀，得到涂布白纸板涂料，再将得到的涂布白纸板涂料利用涂布装置涂布于白纸板上，控制涂布的量为20g/m2，待涂布结束后，置于干燥箱中干燥即可，经检测，与加入其他乳胶相比，其粘结强度高，粘度到298mPa·s，纸张白度达到83.72％。
Claims (1)
1.一种植物基涂布白纸板用胶乳的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取20～30g大豆，用去离子水洗涤3～5次，并置于粉碎机中进行粉碎，得到大豆粉末，将大豆粉末置于酶解罐中，并分别加入0.3～0.5g胰蛋白酶和300～450mL去离子水，控制温度在35～45℃，搅拌酶解12～14h，待酶解结束后，将温度升至90～100℃，搅拌10～20min，过滤，得到滤液，即大豆多肽混合液，备用；
（2）称取100～200g木薯淀粉加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，升温至40～50℃，再加入300～400mL去离子水，搅拌10～20min，随后加入质量浓度为10～20%氢氧化钠溶液调节pH为9.0～9.2，再加入3～5g次氯酸钠，搅拌氧化5～6h，再加入质量浓度为10%盐酸溶液调节pH为中性，过滤，得到氧化淀粉；
（3）将上述氧化淀粉加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在30～40℃，再依次加入200～300mL去离子水、3～5g氯化钠，搅拌3～5min，再加入2～4g环氧氯丙烷，搅拌反应2～3h，再加入上述步骤（1）备用的大豆多肽混合液，搅拌20～30min，再加入0.1～0.3g过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应3～4h，得到改性淀粉，备用；
（4）称取10～20g田菁种子加入到粉碎机中进行粉碎，过80～100目筛，得到田菁粉，将其置于烧杯中，并分别向烧杯中加入100～200mL无水乙醇和50～60mL质量浓度为25%氨水溶液，搅拌5～6h，过滤，得到滤渣，将其置于酶解罐中，并向酶解罐中依次加入100～200mL去离子水、0.03～0.05g中性蛋白酶和0.01～0.03g纤维素酶，控制温度在35～45℃，酶解2～3h，待酶解结束后，升温至90～100℃，搅拌10～20min后，过滤，得到混合液；
（5）向上述混合液中加入上述步骤（3）备用的改性淀粉，搅拌10～20min，并置于乳化机中，在12000～13000rpm下搅拌5～10min，再依次加入5～8g硬脂酸钠，搅拌1～2h，得到一种植物基涂布白纸板用胶乳。
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