CN108914693A - 一种干法粉体施胶剂及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干法粉体施胶剂及其制作方法，采用如下重量比例的原料成分：原淀粉20～50kg、烧碱5～15L、冰醋酸3～10L、架桥剂0.01～10kg、改性剂0.5～10kg、润滑剂10～60kg、增韧剂0.5～5kg；并通过预干燥、碱中和、改性、增韧、酸中和和粉碎步骤制得干法粉体施胶剂。本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用干法工艺，与湿法工艺相比，做到了全过程无三废排放，环保无污染；并且产品疏水性好，活性高，改性后淀粉的活化指数达到98％以上；具有设备要求低、生产成本低、工艺简单、使用效果明显，既可浆内添加，也可做表面施胶，赋予纸张增强效果和疏水性。
Description
技术领域
本发明涉及施胶剂技术领域，具体是指一种干法粉体施胶剂及其制作方法。
背景技术
随着造纸工业水平的提高，表面施胶已经成为纸张加工过程中常见的一道工序，主要应用于高级文化用纸、食品包装纸、牛皮纸、高强瓦楞原纸等纸种上。按施胶剂类型，表面施胶剂可大致分为淀粉类表面施胶剂和合成表面施胶剂两大类。淀粉本身是一种天然的高分子化合物，一般不直接应用作表面施胶剂，淀粉分子是亲水性高分子链，疏水性差，颗粒间易发生团聚，以致粉体流动性差，且在热水中极易糊化，在实际工业应用中受到很大限制，通过对淀粉疏水化改性，可以大大改变淀粉的整体性能，己有众多改性淀粉产品得到了实际的工业开发应用。目前，我国的疏水改性淀粉生产方法主要分为水媒法、溶剂法和干法三种，然而，采用传统工艺的改性淀粉作为表面施胶剂往往无法满足成纸疏水性能的要求，因此，本技术采用干法制备淀粉类施胶剂，通过淀粉与无机盐、架桥剂进行偶联，辅以润滑剂和增韧剂，以此能够用较低的生产成本达到良好的施胶效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种干法粉体施胶剂及其制作方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种干法粉体施胶剂制作方法，包括如下重量比例的原料成分：原淀粉20～50kg、烧碱5～15L、冰醋酸3～10L、架桥剂0.01～10kg、改性剂0.5～10kg、润滑剂10～60kg、增韧剂0.5～5kg；
具体制作方法如下：
a.预干燥：将原淀粉20-50kg通过螺旋输送机加入到带式烘干机中预干燥25～35min，控制其水分在5％以下；
b.碱中和：通电加热高速搅拌机的加热套，将其中的导热油加热至120～140℃，转速控制在1000r/min～1500r/min，将通过a烘干后的原淀粉通过螺旋输送机加入到高速分散机中，然后使用固定在设备内部的高压喷头喷入浓度为2％的烧碱溶液5～15L，控制体系水分低于25％，调节PH值为8～11，并搅拌30min～60min；
c.改性：通过粉体计量设备，加入架桥剂0.01～10kg和改性剂0.5～10kg，转速控制在1500r/min～3000r/min，高速搅拌10min～30min后，停止加热；
e.增韧：通过计量设备加入润滑剂10～60kg和增韧剂0.5～5kg，转速控制在1000r/min～1500r/min，搅拌2～3h；
f.酸中和：通过高压喷头喷入冰醋酸3～10L，调节PH值为6～7，此时施胶剂的水分在10％左右；
g.粉碎：将f制得的材料通过粉碎机进行粉碎，然后过300目的振动筛，最后出料、包装。
优选的，所述的原淀粉采用木薯原淀粉、玉米原淀粉、马铃薯原淀粉、豌豆原淀粉中的一种或者几种。
优选的，所述的改性剂采用硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镉中的一种或者几种。
优选的，所述的架桥剂采用阳离子聚丙烯酰胺、硫酸铝、聚合氯化铝、硼砂、硅烷、铝钛复合偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或者几种。
优选的，所述的润滑剂采用改性滑石粉、改性硫酸镁、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、改性硫酸亚铁或改性硅灰石的一种或者几种。
优选的，所述的增韧剂采用改性酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮中的一种或者几种。
一种干法粉体施胶剂，所述的干法粉体施胶剂按照权利要求1所述制作方法制得。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用干法工艺，与湿法工艺相比，做到了全过程无三废排放，环保无污染；并且产品疏水性好，活性高，改性后淀粉的活化指数达到98％以上；具有设备要求低、生产成本低、工艺简单、使用效果明显，既可浆内添加，也可做表面施胶，赋予纸张增强效果和疏水性。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明。
一种干法粉体施胶剂制作方法，包括如下重量比例的原料成分：原淀粉20～50kg、烧碱5～15L、冰醋酸3～10L、架桥剂0.01～10kg、改性剂0.5～10kg、润滑剂10～60kg、增韧剂0.5～5kg；原材料中，所述的原淀粉采用木薯原淀粉、玉米原淀粉、马铃薯原淀粉、豌豆原淀粉中的一种或者几种，所述的改性剂采用硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镉中的一种或者几种，所述的架桥剂采用阳离子聚丙烯酰胺、硫酸铝、聚合氯化铝、硼砂、硅烷、铝钛复合偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或者几种，所述的润滑剂采用改性滑石粉、改性硫酸镁、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、改性硫酸亚铁或改性硅灰石的一种或者几种，所述的增韧剂采用改性酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮中的一种或者几种。
实施案例一
准备原材料原淀粉35kg、烧碱10L、冰醋酸6L、架桥剂2kg、改性剂4kg、润滑剂40kg、增韧剂2kg，并采用如下方法：
a.预干燥：将原淀粉35kg通过螺旋输送机加入到带式烘干机中预干燥40min，控制其水分在5％以下；
b.碱中和：通电加热高速搅拌机的加热套，将其中的导热油加热至130℃，转速控制在1200r/min，将通过a烘干后的原淀粉通过螺旋输送机加入到高速分散机中，然后使用固定在设备内部的高压喷头喷入浓度为2％的烧碱溶液10L，控制体系水分低于25％，调节PH值为9～10，并搅拌45min；
c.改性：通过粉体计量设备，加入架桥剂2kg和改性剂4kg，转速控制在2000r/min，高速搅拌20min后，停止加热；
e.增韧：通过计量设备加入润滑剂40kg和增韧剂2kg，转速控制在1200r/min，搅拌2.5h；
f.酸中和：通过高压喷头喷入冰醋酸8L，调节PH值为6～7，此时施胶剂的水分在10％左右；
g.粉碎：将f制得的材料通过粉碎机进行粉碎，然后过300目的振动筛，最后出料、包装。
实施案例二
准备原材料原淀粉20kg、烧碱5L、冰醋酸3L、架桥剂0.01kg、改性剂0.5kg、润滑剂10kg、增韧剂0.5kg，并采用如下方法：
a.预干燥：将原淀粉20kg通过螺旋输送机加入到带式烘干机中预干燥25min，控制其水分在5％以下；
b.碱中和：通电加热高速搅拌机的加热套，将其中的导热油加热至120℃，转速控制在1000r/min，将通过a烘干后的原淀粉通过螺旋输送机加入到高速分散机中，然后使用固定在设备内部的高压喷头喷入浓度为2％的烧碱溶液5L，控制体系水分低于25％，调节PH值为8～9，并搅拌30min；
c.改性：通过粉体计量设备，加入架桥剂0.01～10kg和改性剂0.5～10kg，转速控制在1500r/min～3000r/min，高速搅拌10min～30min后，停止加热；
e.增韧：通过计量设备加入润滑剂10kg和增韧剂0.5kg，转速控制在1000r/min，搅拌2h；
f.酸中和：通过高压喷头喷入冰醋酸3L，调节PH值为6～7，此时施胶剂的水分在10％左右；
g.粉碎：将f制得的材料通过粉碎机进行粉碎，然后过300目的振动筛，最后出料、包装。
实施案例三
准备原材料原淀粉50kg、烧碱15L、冰醋酸10L、架桥剂10kg、改性剂10kg、润滑剂60kg、增韧剂5kg，并采用如下方法：
a.预干燥：将原淀粉50kg通过螺旋输送机加入到带式烘干机中预干燥35min，控制其水分在5％以下；
b.碱中和：通电加热高速搅拌机的加热套，将其中的导热油加热至140℃，转速控制在1500r/min，将通过a烘干后的原淀粉通过螺旋输送机加入到高速分散机中，然后使用固定在设备内部的高压喷头喷入浓度为2％的烧碱溶液15L，控制体系水分低于25％，调节PH值为10～11，并搅拌60min；
c.改性：通过粉体计量设备，加入架桥剂10kg和改性剂10kg，转速控制在3000r/min，高速搅拌30min后，停止加热；
e.增韧：通过计量设备加入润滑剂60kg和增韧剂5kg，转速控制在1500r/min，搅拌3h；
f.酸中和：通过高压喷头喷入冰醋酸10L，调节PH值为6～7，此时施胶剂的水分在10％左右；
g.粉碎：将f制得的材料通过粉碎机进行粉碎，然后过300目的振动筛，最后出料、包装。
本发明在具体实施时，根据相关实验结果，原淀粉含水量在25％以下时，不会糊化，因此对原淀粉首先进行烘干预处理，减少水分从而使碱液添加之后，粉体局部和体系的含水量都低于25％；进行碱处理后，使淀粉在120-140℃与具有疏水作用的改性剂进行架桥，架桥剂分子中具有两个不同性质的活性基团，一端的亲水基与淀粉分子的羟基形成氢键结合成配合物结构，另一端亲油基则与改性剂进行共价结合，淀粉颗粒形成双层包覆的疏水结构。辅助以润滑剂，提高了新型材料的流动性。在熬制表面施胶剂时，淀粉颗粒糊化膨胀，使包覆形态转变为长链形态，在表面施胶时，淀粉分子的羟基与纸张纤维之间以氢键结合，分子链另一端改性剂疏水长链经过烘干压光之后与增韧剂互相交织形成网络，从而提高了纸张表面强度与疏水性能。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种干法粉体施胶剂制作方法，其特征在于，包括如下重量比例的原料成分：原淀粉20～50kg、烧碱5～15L、冰醋酸3～10L、架桥剂0.01～10kg、改性剂0.5～10kg、润滑剂10～60kg、增韧剂0.5～5kg；
具体制作方法如下：
a.预干燥：将原淀粉20-50kg通过螺旋输送机加入到带式烘干机中预干燥25～35min，控制其水分在5％以下；
b.碱中和：通电加热高速搅拌机的加热套，将其中的导热油加热至120～140℃，转速控制在1000r/min～1500r/min，将通过a烘干后的原淀粉通过螺旋输送机加入到高速分散机中，然后使用固定在设备内部的高压喷头喷入浓度为2％的烧碱溶液5～15L，控制体系水分低于25％，调节PH值为8～11，并搅拌30min～60min；
c.改性：通过粉体计量设备，加入架桥剂0.01～10kg和改性剂0.5～10kg，转速控制在1500r/min～3000r/min，高速搅拌10min～30min后，停止加热；
e.增韧：通过计量设备加入润滑剂10～60kg和增韧剂0.5～5kg，转速控制在1000r/min～1500r/min，搅拌2～3h；
f.酸中和：通过高压喷头喷入冰醋酸3～10L，调节PH值为6～7，此时施胶剂的水分在10％左右；
g.粉碎：将f制得的材料通过粉碎机进行粉碎，然后过300目的振动筛，最后出料、包装。
2.根据权利要求1所述的一种干法粉体施胶剂制作方法，其特征在于：所述的原淀粉采用木薯原淀粉、玉米原淀粉、马铃薯原淀粉、豌豆原淀粉中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的一种干法粉体施胶剂制作方法，其特征在于：所述的改性剂采用硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镉中的一种或者几种。
4.根据权利要求1所述的一种干法粉体施胶剂制作方法，其特征在于：所述的架桥剂采用阳离子聚丙烯酰胺、硫酸铝、聚合氯化铝、硼砂、硅烷、铝钛复合偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中一种或者几种。
5.根据权利要求1所述的一种干法粉体施胶剂制作方法，其特征在于：所述的润滑剂采用改性滑石粉、改性硫酸镁、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、改性硫酸亚铁或改性硅灰石的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的一种干法粉体施胶剂制作方法，其特征在于：所述的增韧剂采用改性酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮中的一种或者几种。
7.一种干法粉体施胶剂，其特征在于：所述的干法粉体施胶剂按照权利要求1所述制作方法制得。
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