CN109629334A - 一种用于瓦楞纸的施胶剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于瓦楞纸的施胶剂，按重量份数计，包括绝干浆850～900kg、氧化酯化改性淀粉胶35～80kg、硫酸铝1～3kg、表面施胶剂(K‑532)0.2～0.6kg、消泡剂0.01～0.02kg；氧化酯化改性淀粉胶包括如下重量份数计的组分：玉米淀粉45～55kg、硬脂酸(1801)0.3～0.5kg、过硫酸铵0.2～0.4kg、氢氧化钠0.15～0.3kg、水500～800kg、蒸汽20～25kg。本发明的用于瓦楞纸的施胶剂应用在瓦楞纸的表面增大了瓦楞纸的环压强度，提高抗水和抗回潮性能，并且本发明提供的一种制备用于瓦楞纸的施胶剂的工艺，具有工艺简单、反应条件温和和成本低的优点。
Description
技术领域
本发明属于瓦楞纸施胶剂制备技术领域，特别是涉及一种用于瓦楞纸的施胶剂及其制备工艺。
背景技术
表面施胶是一种对瓦楞纸表面处理以提高其应用性能的重要方式。在处理过程中需要在瓦楞纸纸张表面均匀涂布一定量的胶料(一般涂布量控制在0.3～2g/m2之间)。表面施胶处理不仅提高了瓦楞纸的抗液体渗透能力，而且还能提高其机械强度、表面性能和印刷性能，同时降低了浆内施胶剂的用量，减轻了由于浆内施胶造成的机械沾污等问题。然而，南方气候潮湿，瓦楞纸容易回潮，回潮后环压强度下降造成产品档次不高。目前，解决的方法主要是在木薯淀粉熬制时添加PVA，并通过浆内添加松香胶或AKD、ASA以及表面施胶剂来提高纸张的抗水性和抗回潮性。但这几种方法都有一定的局限性：AKD需要熟化期；松香胶、苯丙类表面施胶剂价格高，生产成本高；ASA需要现场配制，并且容易分解；木薯淀粉短缺，售价较高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于瓦楞纸的施胶剂，其具有制作工艺简单，成本低，大大提高瓦楞纸的抗水、抗回潮性能等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于瓦楞纸的施胶剂，按重量份数计，包括：
绝干浆，850～900kg；
氧化酯化改性淀粉胶，35～80kg；
硫酸铝，1～3kg；
表面施胶剂K-532，0.2～0.6kg；
消泡剂，0.01～0.02kg；
其中，所述氧化酯化改性淀粉胶包括如下重量份数计的组分：
玉米淀粉，45～55kg；
硬脂酸1801，0.3～0.5kg；
过硫酸铵，0.2～0.4kg；
氢氧化钠，0.15～0.3kg；
水，500～800kg；
蒸汽，20～25kg。
水作为反应的介质，硬脂酸1801作为酯化剂的作用，过硫酸铵既作为氧化剂又作为引发剂，氢氧化钠用于调节PH值，蒸汽用于加热提高物料的温度。
优选的，所述绝干浆为国内箱板纸再生纸浆，由50％长纤、40％短纤、5％回收浆和5％湿损浆组成。
优选的，所述硫酸铝为40％浓度的硫酸铝溶液。
更优选的，所述用于瓦楞纸的施胶剂，按重量份数计，包括：
绝干浆，900kg；
氧化酯化改性淀粉胶，40～60kg；
硫酸铝，1.5～2kg；
表面施胶剂K-532，0.5～0.6kg；
消泡剂，0.018kg；
其中，所述氧化酯化改性淀粉胶包括如下重量份数计的组分：
玉米淀粉，50～54kg；
硬脂酸1801，0.31kg；
过硫酸铵，0.3～0.4kg；
氢氧化钠，0.15～0.26kg；
水，800kg；
蒸汽，25kg。
最优选的，所述用于瓦楞纸的施胶剂，按重量份数计，包括：
绝干浆，900kg；
氧化酯化改性淀粉胶，50kg；
硫酸铝，1.5kg；
表面施胶剂K-532，0.5kg；
消泡剂，0.018kg；
其中，所述氧化酯化改性淀粉胶包括如下重量份数计的组分：
玉米淀粉，52kg；
硬脂酸1801，0.31kg；
过硫酸铵，0.4kg；
氢氧化钠，0.26kg；
水，800kg；
蒸汽，25kg。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种所述用于瓦楞纸的施胶剂的制备工艺，包括以下步骤：
(1)氧化酯化改性淀粉胶的制备：
S1：在熬胶锅内加入水；
S2：开动搅拌机，调节转速为30rpm进行搅拌；
S3：加入硬脂酸1801和玉米淀粉，搅拌1～2分钟后调制成均匀的淀粉乳液；
S4：将三分之一的氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液A，随后把氢氧化钠水溶液A加入步骤S3中的淀粉乳液，调节淀粉乳液的PH值至8～9；
S5：打开蒸汽阀门，通入蒸汽将步骤S4中的淀粉乳液升温至46～52℃；
S6：将过硫酸铵加入步骤S5中的淀粉乳液，进行酯化反应15～20min；
S7：再次打开蒸汽阀门，通入蒸汽将步骤S6中的淀粉乳液升温至90～92℃，同时搅拌保温进行氧化反应15min～20min；
S8：将剩余的氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液B，随后把氢氧化钠水溶液B加入步骤S7中的淀粉乳液终止反应，并调节PH值至5～7；
S9：开启热水泵，泵入92～95℃的热水稀释步骤S8中的淀粉乳液，即得氧化酯化改性淀粉胶，之后将氧化酯化改性淀粉胶放料到储存槽中备用。
(2)施胶剂的制备：
S10：将氧化酯化改性淀粉胶从储存槽中取出至供料槽中；
S11：将硫酸铝、消泡剂和绝干浆加入步骤S10的供料槽中，搅拌混合均匀得到混合液；
S12：将表面施胶剂K-532加入至步骤S11中的混合液，搅拌混合均匀，即得施胶剂。
优选的，步骤S5和步骤S7中所述的蒸汽的温度为160℃，压力为4～6kg/cm2。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种用于瓦楞纸的施胶剂，利用过硫酸铵既可做氧化反应的氧化剂,又可做酯化反应的引发剂,再加上硬脂酸做酯化剂对玉米淀粉进行氧化、酯化双变性。经改性之后的氧化酯化改性淀粉胶既有氧化淀粉固有的良好的流动性,又有酯化淀粉良好的成膜性及粘度稳定性，采用该氧化酯化改性淀粉胶做为表面施胶剂用于瓦楞纸施胶后，能在瓦楞纸表面形成一层致密的膜，从而阻隔空气中的水蒸汽渗透至纸纤维中，达到抗回潮的目的。此外，由于使用硬脂酸做酯化剂，而硬脂酸基是疏水性基官能团，能阻碍冷水渗透到瓦楞纸纤维中，从而进一步提高瓦楞纸的抗水和抗回潮性能。
同时，玉米淀粉通过酯化改性后，氧化酯化改性淀粉胶的热粘度稳定性可以达到木薯淀粉胶相同程度，从而用玉米淀粉取代木薯淀粉用于瓦楞纸表面施胶，降低生产成本。
此外，本发明提供的一种制备用于瓦楞纸的施胶剂的制备工艺，其工艺简单，反应条件温和，成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)氧化酯化改性淀粉胶的制备：
在熬煮锅内先加入清水800kg，然后开动搅拌机，调节转速为30rpm进行搅拌；加入硬脂酸(1801)0.31kg和玉米淀粉53kg，搅拌1～2分钟后调制成均匀的淀粉乳液；将0.05kg的氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液A并加入至淀粉乳液中，调节淀粉乳液的PH值至8～9；利用DCS自动控制打开蒸汽阀门，将温度为160℃、压力为4～6kg/cm2的蒸汽通入淀粉乳液升温至46～52℃；接着，将过硫酸铵APS0.3kg加入淀粉乳液中，进行酯化反应15～20min；之后，再次打开蒸汽阀门，通入蒸汽将淀粉乳液升温至90～92℃，同时搅拌保温进行氧化反应15min～20min；将剩余的0.1kg氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液B加入淀粉乳液中终止反应，并调节PH值至5～7；最后，开启热水泵，泵入92～95℃的热水稀释淀粉乳液，即得氧化酯化改性淀粉胶，之后将氧化酯化改性淀粉胶放料到储存槽中备用。
(2)施胶剂的制备：
将制备的氧化酯化改性淀粉胶从储存槽中取出50kg至供料槽中；将硫酸铝溶液1.5kg、消泡剂(DC699)0.018kg和绝干浆900kg加入到供料槽中，搅拌混合均匀得到混合液；接着，将表面施胶剂(K-532)0.6kg加入至混合液中，搅拌混合均匀，即得施胶剂。
实施例2
(1)氧化酯化改性淀粉胶的制备：
在熬煮锅内先加入清水800kg，然后开动搅拌机，调节转速为30rpm进行搅拌；加入硬脂酸(1801)0.31kg和玉米淀粉52kg，搅拌1～2分钟后调制成均匀的淀粉乳液；将0.08kg的氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液A并加入至淀粉乳液中，调节淀粉乳液的PH值至8～9；利用DCS自动控制打开蒸汽阀门，将温度为160℃、压力为4～6kg/cm2的蒸汽通入淀粉乳液升温至46～52℃；接着，将过硫酸铵APS0.4kg加入淀粉乳液中，进行酯化反应15～20min；之后，再次打开蒸汽阀门，通入蒸汽将淀粉乳液升温至90～92℃，同时搅拌保温进行氧化反应15min～20min；将剩余的0.18kg氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液B加入淀粉乳液中终止反应，并调节PH值至5～7；最后，开启热水泵，泵入92～95℃的热水稀释淀粉乳液，即得氧化酯化改性淀粉胶，之后将氧化酯化改性淀粉胶放料到储存槽中备用。
(2)施胶剂的制备：
将制备的氧化酯化改性淀粉胶从储存槽中取出50kg至供料槽中；将硫酸铝溶液1.5kg、消泡剂(DC699)0.018kg和绝干浆900kg加入到供料槽中，搅拌混合均匀得到混合液；接着，将表面施胶剂(K-532)0.5kg加入至混合液中，搅拌混合均匀，即得施胶剂。
实施例3
本实施例作为对比例。
(1)氧化酯化改性淀粉胶的制备：
在熬煮锅内先加入清水800kg，然后开动搅拌机，调节转速为30rpm进行搅拌；加入木薯淀粉62kg和聚乙烯醇1.34kg，再加过硫酸铵0.1kg搅拌混合均匀得到木薯淀粉乳液；打开蒸汽阀按钮，通入蒸汽升温至90～92℃进行氧化反应，同时搅拌保温维持反应15～20min；接着，将0.08kg的氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液，并加入至木薯淀粉乳液中终止反应，并调节PH值至5～7；最后，开启热水泵，泵入92～95℃的热水稀释木薯淀粉乳液，即得木薯淀粉胶，之后将木薯淀粉胶放料到储存槽中备用。
(2)施胶剂的制备：
将制备的木薯淀粉胶从储存槽中取出50kg至供料槽中；将硫酸铝溶液1.5kg、消泡剂(DC699)0.018kg和绝干浆900kg加入到供料槽中，搅拌混合均匀得到混合液；接着，将表面施胶剂(K-532)1.2kg加入至混合液中，搅拌混合均匀，即得施胶剂。
施胶剂的测试
将实施例1～3制备的施胶剂通过上胶泵泵入至施胶机中，分别在105g/cm2、110g/cm2、120g/cm2、140g/cm2及150g/cm2等不同规格的瓦楞纸上表面施胶，经干燥后制成瓦楞纸成品，测试各个瓦楞纸成品的环压指数和回潮率。
环压强度测定：采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的CT300A压缩强度测试仪检测待测纸样。
产品回潮试验：回潮试验条件为30℃，相对湿度为90％，纸样放置2小时。其中，最大回潮率是指做回潮试验时(一般是指湿度达到90％～95％时)产品环压指数的下降率，平均回潮率是指从湿度由60％变化至95％过程中，产品环压指数下降率。
判定标准：环压指数越高，效果越好，强度越高；最大回潮率和平均回潮率越小，抗回潮性能越好。
表1：将制备的施胶剂施胶不同规格的瓦楞纸的环压强度测试结果
| 环压指数 | 105g/cm<sup>2</sup> | 110g/cm<sup>2</sup> | 120g/cm<sup>2</sup> | 140g/cm<sup>2</sup> | 150g/cm<sup>2</sup> |
| 实施例3 | 7.03 | 7.32 | 8.07 | 8.59 | 8.7 |
| 实施例1 | 7.19 | 7.4 | 8.64 | 9.59 | 10.07 |
| 实施例2 | 7.51 | 7.67 | 9.24 | 9.95 | 10.47 |
表2：将制备的施胶剂施胶不同规格的瓦楞纸的回潮试验结果
表3：制备每吨纸所用施胶剂成本对比
从上述应用结果可以看出，使用本发明实施例1和实施例2制备的施胶剂，与作为对比例的实施例3相比，不但能大幅度提高瓦楞纸的环压强度、显著提高抗回潮性，同时在成本方面，每吨纸表面施胶成本也大大降低。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种用于瓦楞纸的施胶剂，利用过硫酸铵既可做氧化反应的氧化剂,又可做酯化反应的引发剂,再加上硬脂酸做酯化剂对玉米淀粉进行氧化、酯化双变性。经改性之后的氧化酯化改性淀粉胶既有氧化淀粉固有的良好的流动性,又有酯化淀粉良好的成膜性及粘度稳定性，采用该氧化酯化改性淀粉胶做为表面施胶剂用于瓦楞纸施胶后，能在瓦楞纸表面形成一层致密的膜，从而阻隔空气中的水蒸汽渗透至纸纤维中，达到抗回潮的目的。此外，由于使用硬脂酸做酯化剂，而硬脂酸基是疏水性基官能团，能阻碍冷水渗透到瓦楞纸纤维中，从而进一步提高瓦楞纸的抗水和抗回潮性能。
同时，玉米淀粉通过酯化改性后，氧化酯化改性淀粉胶的热粘度稳定性可以达到木薯淀粉胶相同程度，从而用玉米淀粉取代木薯淀粉用于瓦楞纸表面施胶，降低生产成本。
此外，本发明提供的一种制备用于瓦楞纸的施胶剂的制备工艺，其工艺简单，反应条件温和，成本低。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (7)
1.一种用于瓦楞纸的施胶剂，其特征在于，按重量份数计，包括：
绝干浆，850～900kg；
氧化酯化改性淀粉胶，35～80kg；
硫酸铝，1～3kg；
表面施胶剂K-532，0.2～0.6kg；
消泡剂，0.01～0.02kg；
其中，所述氧化酯化改性淀粉胶包括如下重量份数计的组分：
玉米淀粉，45～55kg；
硬脂酸1801，0.3～0.5kg；
过硫酸铵，0.2～0.4kg；
氢氧化钠，0.15～0.3kg；
水，500～800kg；
蒸汽，20～25kg。
2.根据权利要求1所述的一种用于瓦楞纸的施胶剂，其特征在于，所述绝干浆为国内箱板纸再生纸浆，由50％长纤、40％短纤、5％回收浆和5％湿损浆组成。
3.根据权利要求1所述的一种用于瓦楞纸的施胶剂，其特征在于，所述硫酸铝为40％浓度的硫酸铝溶液。
4.根据权利要求1至3中任一所述的一种用于瓦楞纸的施胶剂，其特征在于，按重量份数计，包括：
绝干浆，900kg；
氧化酯化改性淀粉胶，40～60kg；
硫酸铝，1.5～2kg；
表面施胶剂K-532，0.5～0.6kg；
消泡剂，0.018kg；
其中，所述氧化酯化改性淀粉胶包括如下重量份数计的组分：
玉米淀粉，50～54kg；
硬脂酸1801，0.31kg；
过硫酸铵，0.3～0.4kg；
氢氧化钠，0.15～0.26kg；
水，800kg；
蒸汽，25kg。
5.根据权利要求4所述的一种用于瓦楞纸的施胶剂，其特征在于，按重量份数计，包括：
绝干浆，900kg；
氧化酯化改性淀粉胶，50kg；
硫酸铝，1.5kg；
表面施胶剂K-532，0.5kg；
消泡剂，0.018kg；
其中，所述氧化酯化改性淀粉胶包括如下重量份数计的组分：
玉米淀粉，52kg；
硬脂酸1801，0.31kg；
过硫酸铵，0.4kg；
氢氧化钠，0.26kg；
水，800kg；
蒸汽，25kg。
6.权利要求1～5任一项所述的用于瓦楞纸的施胶剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氧化酯化改性淀粉胶的制备：
S1：在熬胶锅内加入水；
S2：开动搅拌机，调节转速为30rpm进行搅拌；
S3：加入硬脂酸1801和玉米淀粉，搅拌1～2分钟后调制成均匀的淀粉乳液；
S4：将三分之一的氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液A，随后把氢氧化钠水溶液A加入步骤S3中的淀粉乳液，调节淀粉乳液的PH值至8～9；
S5：打开蒸汽阀门，通入蒸汽将步骤S4中的淀粉乳液升温至46～52℃；
S6：将过硫酸铵加入步骤S5中的淀粉乳液，进行酯化反应15～20min；
S7：再次打开蒸汽阀门，通入蒸汽将步骤S6中的淀粉乳液升温至90～92℃，同时搅拌保温进行氧化反应15min～20min；
S8：将剩余的氢氧化钠配制成氢氧化钠水溶液B，随后把氢氧化钠水溶液B加入步骤S7中的淀粉乳液终止反应，并调节PH值至5～7；
S9：开启热水泵，泵入92～95℃的热水稀释步骤S8中的淀粉乳液，即得氧化酯化改性淀粉胶，之后将氧化酯化改性淀粉胶放料到储存槽中备用。
(2)施胶剂的制备：
S10：将氧化酯化改性淀粉胶从储存槽中取出至供料槽中；
S11：将硫酸铝、消泡剂和绝干浆加入步骤S10的供料槽中，搅拌混合均匀得到混合液；
S12：将表面施胶剂K-532加入至步骤S11中的混合液，搅拌混合均匀，即得施胶剂。
7.根据权利要求6中所述的用于瓦楞纸的施胶剂的制备工艺，其特征在于，步骤S5和步骤S7中所述的蒸汽的温度为160℃，压力为4～6kg/cm2。
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