CN111303307B - 一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111303307B
CN111303307B CN202010120863.8A CN202010120863A CN111303307B CN 111303307 B CN111303307 B CN 111303307B CN 202010120863 A CN202010120863 A CN 202010120863A CN 111303307 B CN111303307 B CN 111303307B
Authority
CN
China
Prior art keywords
starch
solution
sizing
surface sizing
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010120863.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111303307A (zh
Inventor
施晓旦
潘航
金霞朝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Changfa New Materials Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Changfa New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Changfa New Materials Co Ltd filed Critical Shanghai Changfa New Materials Co Ltd
Priority to CN202010120863.8A priority Critical patent/CN111303307B/zh
Publication of CN111303307A publication Critical patent/CN111303307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111303307B publication Critical patent/CN111303307B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/18Oxidised starch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/10Coatings without pigments
    • D21H19/14Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16Sizing or water-repelling agents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64Paper recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

本发明公开一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用。该改性施胶淀粉的制备方法包括如下步骤:(1)在pH为3‑6的条件下,将预水解液、淀粉混合,制得物料A;(2)将物料A、催化剂和过氧化氢水溶液混合,保温,制得物料B;(3)将物料B与还原剂混合,制得改性施胶淀粉;步骤(2)中,催化剂为含Fe2+的化合物、含Cr2+的化合物、含V2+的化合物、含Ti3+的化合物、含Co2+的化合物和Cu+的化合物中的一种或多种。本发明中改性施胶淀粉的原料使用预水解液代替部分淀粉,降低成本;不需要再对淀粉进行酶解,节省车间成本;本发明中表面施胶液可有效提高纸张的抗水性能,降低纸张的Cobb值。

Description

一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用
技术领域
本发明具体涉及一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用。
背景技术
近年来,生物质资源的提取与应用引起了人们的关注,它主要来源于农林和海产品废弃物,具有来源广、成本低廉、可生物降解的特点。通过对生物质资源进行提炼和改性,可以将原来高污染高浪费的废料转化成高附加价值产品,为替代不可再生资源和高成本原料提供了新思路。专利CN105566259A公开了一种使用桉木预水解液生产糠醛的方法,通过对预水解液进行酸化反应,优化了反应温度、酸用量、采气速率来提高糠醛收率。其中桉木是资源丰富的可再生资源,使用预水解液制备糠醛,避免了生物质资源的大量浪费,实现了高价值转化。但总体来说,我国在这方面的工业应用处于起步阶段,如何将这些庞大数量的生物质资源运用到造纸化学品中仍有待探索。因此研究使用生物质资源制备造纸化学品是一件很有意义的工作,拓宽造纸化学品种类,对生物质资源的综合利用也会起到有益的示范作用。
纸张纤维由于存在大量羟基和毛细管作用具有一定的吸水性,未经表面施胶的原纸表面粗糙,容易掉毛掉粉,不易于印刷和书写,因此很难在实际生活中得到应用。为了解决这些问题,人们常对纸张原纸进行浆内施胶或者表面施胶,使纸张拥有一定的表面或内部强度以及延迟渗透能力,经过施胶的纸张往往具有较好的抗水性,并能提高抗张强度、抗撕裂强度、耐折度、纸内结合强度等性能。
表面施胶是指在纸张表面涂一层施胶液,经过烘干后形成一层均匀的薄膜,是纸厂和纸板厂常用的施胶方式之一。目前比较经济的表面施胶方法是对玉米淀粉进行酶处理再施胶,由于纸厂处理淀粉需要相应的车间成本,而且淀粉的用量无法降低,总成本已经到了难以下降的极限水平。寻找成本更为低廉、使用更为方便的表面施胶淀粉一直是各大纸厂长期以来的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中表面施胶液制备工艺复杂,制备成本高等缺陷而提供一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用。本发明中改性施胶淀粉的制备方法与现有的施胶淀粉相比,使用预水解液代替部分淀粉,使淀粉总体用量下降,降低成本;使用过程中不需要再对淀粉进行酶解,节省车间成本;将本发明制得的改性施胶淀粉与淀粉、表面施胶剂SAE和硫酸铝复配制得的表面施胶液可有效提高纸张的抗水性能,降低纸张的Cobb值,环压强度、环压指数、耐折度、耐破指数等性能与现有的表面施胶液的效果相当。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题:
本发明提供一种改性施胶淀粉的制备方法,其包括下述步骤:
(1)在pH为3-6的条件下,将预水解液、淀粉混合,制得物料A;
(2)将所述物料A、催化剂和过氧化氢水溶液混合,保温,制得物料B;
(3)将所述物料B与还原剂混合,制得改性施胶淀粉;
步骤(2)中,所述催化剂为含Fe2+的化合物、含Cr2+的化合物、含V2+的化合物、含Ti3+的化合物、含Co2+的化合物和含Cu+的化合物中的一种或多种。
步骤(1)中,所述淀粉可为本领域制备改性施胶淀粉常规使用的淀粉,较佳地为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉中的一种或多种,例如木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉或马铃薯淀粉。
步骤(1)中,所述预水解液可为本领域制备溶解木浆过程中常规产生的含有半纤维素和木质素的预水解液。
其中,所述预水解液的制备原料可为桉木、杨木、桦木和玉米芯中的一种或多种。
所述预水解液的制备方法可为本领域常规,例如酸预水解法、水预水解法和汽预水解法中的一种或多种。
一较佳实施方案中,所述预水解液可参照发明专利CN102587179B制得,具体地为:a选取桉木片并进行预气蒸;b按照桉木片与水的质量比为1:(3-10)的比例,用泵将桉木片的水溶液打到独立连续水解塔顶部,桉木片水解反应时间1-4h,反应温度120-180℃,预水解反应之后将预水解液从水解塔下部抽提出。
较佳地,所述预水解液的制备方法为a选取桉木片并进行预气蒸;b按照桉木片与水的质量比为1:5的比例,用泵将桉木片的水溶液达到独立连续水解塔顶部,桉木片水解反应时间2h,反应温度165℃,预水解反应之后将预水解液从水解塔下部抽提出。
步骤(1)中,所述预水解液的固含量可为本领域该类物质常规的固含量,较佳地为10%-30%,更佳地为10-27%,例如16%或24%。
步骤(1)中,所述淀粉与所述预水解液的重量比可为本领域常规重量比,较佳地为1:(3.3-30),更佳地为1:(10-12),例如1:11或1:11.2。
步骤(1)中,所述混合的温度可为本领域该类操作常规的温度,较佳地为50-55℃,例如52℃。
步骤(1)中,所述pH较佳地为4.8~5.2。
步骤(1)中,,所述pH为3-6的条件可为本领域常规采用的添加pH调节剂的方法进行调整。
其中,所述pH调节剂可为本领域常规使用的pH调节剂,较佳地为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种,更佳地为质量分数为32%的氢氧化钠水溶液或质量分数为40%的氢氧化钾水溶液。
其中,所述pH调节剂与所述预水解液的质量比可为(30-50):1,例如44:1。
步骤(2)中,所述含Fe2+的化合物较佳地为硫化亚铁、氯化亚铁和硫酸亚铁中的一种或多种,更佳地为硫化亚铁。
步骤(2)中,所述含Cr2+的化合物较佳地为一氧化铬、乙酸亚铬和硫化亚铬中的一种或多种,更佳地为一氧化铬。
步骤(2)中,所述含V2+的化合物较佳地为二氯化钒和/或硫酸钒,更佳地为二氯化钒。
步骤(2)中,所述含Ti3+的化合物较佳地为三氯化钛。
步骤(2)中,所述含Co2+的化合物较佳地为氧化亚钴、二氯化钴和硫化钴中的一种或多种。
步骤(2)中,所述含Cu+的化合物较佳地为氧化亚铜、溴化亚铜和硫化亚铜中的一种或多种,更佳地为溴化亚铜。
步骤(2)中,所述过氧化氢水溶液中过氧化氢与所述催化剂的质量比可为1:(0.03~0.25),较佳地为1:(0.04~0.24),例如1:0.054或1:0.11。
步骤(2)中,所述过氧化氢水溶液中的过氧化氢相对于所述过氧化氢水溶液的质量分数可为本领域常规,较佳地为10%-50%,更佳地为28%。
步骤(2)中,所述淀粉与所述过氧化氢水溶液的重量比可为本领域常规重量比,较佳地为1:(0.033-0.3),更佳地为1:(0.1-0.12),例如1:0.11。
步骤(2)中,所述保温的温度可为本领域该类操作常规温度,较佳地为80-90℃,例如75-78℃或78-81℃。
步骤(2)中,所述保温的时间可为本领域该类操作常规时间,较佳地为1-2h,例如1.5h。
步骤(3)中,所述还原剂可为本领域制备改性施胶淀粉常规使用的还原剂,较佳地为亚硫酸氢钠、叠氮化钠、亚硝酸钠、硫代硫酸钠、碘化钾、甲醇、叔丁醇、水杨酸、苯甲酸和苯酚中的一种或多种,例如亚硝酸钠、碘化钾、叔丁醇或硫代硫酸钠。
步骤(3)中,所述淀粉与所述还原剂的重量比可为本领域常规重量比,较佳地为1:(0.01-0.08),更佳地为1:(0.019-0.032),例如1:0.02或1:0.021。
步骤(3)中,所述混合后还可进一步包括冷却处理。
其中,所述冷却的条件和方法可为本领域常规条件和方法,较佳地冷却至室温。
本发明中,所述室温可为本领域技术人员常规认为的10-30℃。
步骤(1)-(3)中,所述混合的条件和方法可为本领域该类操作常规条件和方法,较佳地为在搅拌的条件下进行。
本发明还提供一种由上述制备方法制得的改性施胶淀粉。
本发明中,所述改性施胶淀粉的固含量可为本领域常规固含量,较佳地为8%-32%,更佳地为10%-31%,例如15%或30%。
本发明还提供一种表面施胶液,其包括如前所述改性施胶淀粉。
所述表面施胶液还可包括淀粉、表面施胶剂SAE和硫酸铝中的一种或多种。
所述表面施胶液中,所述改性施胶淀粉的折干质量与所述淀粉的质量比可为本领域常规质量比,较佳地为1:(0.8-5),例如1:1。
其中,所述淀粉较佳地以配置成淀粉水溶液的形式使用,所述淀粉水溶液中所述淀粉的固含量可为本领域常规固含量,较佳地为8%-12%,例如10%。
所述表面施胶液中,所述淀粉可为本领域常规,较佳地为玉米淀粉和/或木薯淀粉。
所述表面施胶液中,所述改性施胶淀粉的折干质量与所述表面施胶剂SAE的质量比可为本领域常规质量比,较佳地为(5-11.25):1,更佳地为8.9:1。
所述表面施胶液中,所述改性施胶淀粉的折干质量与所述硫酸铝的质量比可为本领域常规质量比,较佳地为(100-150):1,更佳地为133.3:1。
所述硫酸铝较佳地以配置成硫酸铝水溶液的形式使用,所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量百分数可为本领域常规,较佳地为25%-40%,例如30%。
本发明一较佳实施方案中,所述表面施胶液包括所述改性施胶淀粉、玉米淀粉、表面施胶剂SAE和硫酸铝;所述改性施胶淀粉的折干质量与所述玉米淀粉的质量比可为1:1;所述改性施胶淀粉的折干质量与所述表面施胶剂SAE的质量比可为8.9:1;所述改性施胶淀粉的折干质量与所述硫酸铝的质量比可为133.3:1。
本发明还提供一种如前所述表面施胶液在制纸施胶过程中作为施胶液的应用。
其中,所述制纸施胶过程可为本领域常规采用的表面施胶过程,较佳地为将如上所述表面施胶液涂布在纸张上。
本发明中,所述固含量为本领域技术人员均知的胶黏剂或涂料在规定条件下烘干后剩余部分的质量占总质量的百分数。
本发明中,所述折干质量为本领域技术人员均知的胶黏剂或涂料在规定条件下烘干后剩余部分的质量。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:本发明采用的技术方案以农林来源的预水解液和淀粉,经过氧化改性即可得到基于生物质的改性施胶淀粉,起到了变废为宝的作用。本发明的制备工艺与传统的施胶淀粉制备方法相比,本发明使用预水解液替代部分淀粉,使淀粉总体用量下降。此外,使用过程中不需要再对淀粉进行酶解,节省车间成本。制得的改性施胶淀粉可以部分替代现有的表面施胶淀粉,体系稳定性佳,并有效提高纸张的抗水性能,降低了纸张的Cobb值,环压强度、环压指数、耐折度、耐破指数等性能与现有的表面施胶淀粉的效果相当。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
本发明实施例、对比例中所用原料来源如下:
预水解液的具体制备工艺为:a选取桉木片并进行预气蒸;b按照桉木片与水的质量比为1:5的比例,用泵将桉木片的水溶液达到独立连续水解塔顶部,桉木片水解反应时间2h,反应温度165℃,预水解反应之后将预水解液从水解塔下部抽提出,预水解液的pH为2.8。
本发明实施例和对比例中使用的木薯淀粉购自乌汶农业能源有限公司;玉米淀粉购自山东百盛生物科技有限公司;马铃薯淀粉购自济南铭源化工有限公司;小麦淀粉购自陕西眉县天一谷物科技有限公司;玉米淀粉原液购自山东太阳宏河纸业有限公司;表面施胶剂SAE购自济宁明升新材料有限公司。
实施例1
一、制备改性施胶淀粉
(1)在pH为4.8~5.2,温度为50℃,且搅拌的条件下,向玻璃反应釜中投入280g固含量为27%的预水解液、6.3g质量百分数为32%的氢氧化钠水溶液、25g木薯淀粉,混合均匀,制得物料A;
(2)在温度为50℃的条件下,向物料A中加入0.08g硫化亚铁和2.5g质量百分数为28%的过氧化氢水溶液,混合,继续升温,在75-78℃的条件下保温搅拌2h,制得物料B;
(3)将所述物料B、0.8g亚硝酸钠和21.8g去离子水混合,冷却至室温,出料,制得固含量为30%的改性表面施胶淀粉。
二、制备表面施胶液
将制得的改性施胶淀粉与固含量为10%的玉米淀粉水溶液按照折干质量比为1:1混合,制得混合施胶淀粉,将混合施胶淀粉稀释到固含量为10%,再与表面施胶剂SAE和硫酸铝水溶液混合,制得表面施胶液。其中,硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为30%。表面施胶液中改性施胶淀粉的折干质量、表面施胶剂SAE的质量和硫酸铝水溶液的质量比为40:4.5:1。
实施例2
一、制备改性施胶淀粉
(1)在pH为4.8~5.2,温度为52℃,且搅拌的条件下,向玻璃反应釜中投入210g固含量为24%的预水解液、4.8g质量百分数为40%的氢氧化钠水溶液、19g玉米淀粉,混合均匀,制得物料A;
(2)在温度为50℃的条件下,向物料A中加入0.03g一氧化铬和2g质量百分数为28%的过氧化氢水溶液,混合,继续升温,在78-81℃的条件下保温搅拌1.5h,制得物料B;
(3)将所述物料B、0.4g碘化钾和98g去离子水混合,冷却至室温,出料,制得固含量为31%的改性表面施胶淀粉。
二、制备表面施胶液
将制得的改性施胶淀粉与固含量为10%的玉米淀粉水溶液按照折干质量比为1:1混合,制得混合施胶淀粉,将混合施胶淀粉稀释到固含量为10%,再与表面施胶剂SAE和硫酸铝水溶液混合,制得表面施胶液。其中,硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为30%。表面施胶液中改性施胶淀粉的折干质量、表面施胶剂SAE的质量和硫酸铝水溶液的质量比为40:4.5:1。
实施例3
一、制备改性施胶淀粉
(1)在pH为4.8~5.2,温度为50℃,且搅拌的条件下,向玻璃反应釜中投入160g固含量为16%的预水解液、3.2g碳酸钠、16g小麦淀粉,混合均匀,制得物料A;
(2)在温度为50℃的条件下,向物料A中加入0.02g二氯化钒和1.8g质量百分数为28%的过氧化氢水溶液,混合,继续升温,在75-78℃的条件下保温搅拌1h,制得物料B;
(3)将所述物料B、0.3g叔丁醇和109g去离子水混合,冷却至室温,出料,制得固含量为15%的改性表面施胶淀粉。
二、制备表面施胶液
将制得的改性施胶淀粉与固含量为10%的玉米淀粉水溶液按照折干质量比为1:1混合,制得混合施胶淀粉,将混合施胶淀粉稀释到固含量为10%,再与表面施胶剂SAE和硫酸铝水溶液混合,制得表面施胶液。其中,硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为30%。表面施胶液中改性施胶淀粉的折干质量、表面施胶剂SAE的质量和硫酸铝水溶液的质量比为40:4.5:1。
实施例4
一、制备改性施胶淀粉
(1)在pH为4.8~5.2,温度为50℃,且搅拌的条件下,向玻璃反应釜中投入120g固含量为10%的预水解液、4g碳酸钾、10g马铃薯淀粉,混合均匀,制得物料A;
(2)在温度为50℃的条件下,向物料A中加入0.08g溴化亚铜和1.2g质量百分数为28%的过氧化氢水溶液,继续升温,在75-78℃的条件下保温搅拌1.5h,制得物料B;
(3)将所述物料B、0.2g硫代硫酸钠和117g去离子水混合,冷却至室温,出料,制得固含量为10%的改性表面施胶淀粉。
二、制备表面施胶液
将制得的改性施胶淀粉与固含量为10%的玉米淀粉水溶液按照折干质量比为1:1混合,制得混合施胶淀粉,将混合施胶淀粉稀释到固含量为10%,再与表面施胶剂SAE和硫酸铝水溶液混合,制得表面施胶液。其中,硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为30%。表面施胶液中改性施胶淀粉的折干质量、表面施胶剂SAE的质量和硫酸铝水溶液的质量比为40:4.5:1。
对比例1
取质量分数为10%的玉米淀粉原液,加入淀粉酶,淀粉酶的质量为玉米淀粉原液的0.05%,置于70-80℃水浴中搅拌一段时间,待粘度降至40cPs后,加入硫酸铜灭活,硫酸铜的用量为玉米淀粉原液折干质量的2%,得到酶转淀粉液,将其保温在65℃待用。
将制得的酶转淀粉液稀释到10%后与表面施胶剂SAE和硫酸铝混合,制得表面施胶液,酶转淀粉液的折干质量、表面施胶剂SAE质量和硫酸铝的质量比为40:4.5:1。
对比例2
与实施例1相比,区别仅在于制备改性施胶淀粉时,步骤1的氧化剂为次氯酸钠,其余条件参数同实施例1。
制得的改性施胶淀粉在降温过程中发生凝胶现象,无法继续使用。
对比例3
与实施例1相比,区别仅在于制备改性施胶淀粉时,步骤1的催化剂为过氧化氢酶,其余条件参数同实施例1。
将该样品制成表面施胶液后,测试Cobb值为121.3g/m2,纸张被完全浸透,几乎没有抗吸水能力,后续性能不再进行测试。
效果实施例
施胶方案:以瓦楞纸原纸为原料,在施胶机上,使用实施例1-4和对比例1和3制得的表面施胶液对瓦楞纸原纸进行单面施胶,单面施胶量为2.8g/m2,施胶后的纸样在150℃的条件下烘干20s。检测纸样下机120s时的Cobb值、环压强度、环压指数、耐折度和耐破指数,结果见表1。其中,Cobb值按照国标GB/T 1540-2002测定;环压强度和环压指数按照国标GB/T2679.8-2016测定;耐折度按照国标GB/T 457-2002测定;耐破指数按照国标GB/T 454-2002测定。
表1
Figure BDA0002392930340000101
表1中“--”代表没有测试相关数据。
从上述效果数据可知,本发明提供的制备改性施胶淀粉的方法具有原料廉价易得、反应操作简单、工艺绿色环保等优点,用该方法制备的表面施胶剂减少了淀粉的用量,直接稀释即可使用,节省了酶解步骤的车间成本。与对比例1制得的施胶淀粉相比,使用本发明改性施胶淀粉制得的表面施胶液可有效提高纸张的抗吸水性能,维持环压强度、环压指数、耐折度、耐破指数等指标基本稳定,可在维持成纸质量的同时降低施胶成本。

Claims (18)

1.一种表面施胶液,其特征在于,其包括:
改性施胶淀粉、第一淀粉、表面施胶剂SAE和硫酸铝;所述改性施胶淀粉的折干质量与所述第一淀粉的质量比为1:(0.8-5);
所述改性施胶淀粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)在pH为3-6的条件下,将预水解液、第二淀粉混合,制得物料A;所述预水解液的固含量为10%-30%,所述第二淀粉与所述预水解液的重量比为1:(3.3-30);所述预水解液的制备方法为:a.选取桉木片并进行预气蒸;b.按照桉木片与水的质量比为1:(3-10)的比例,用泵将桉木片的水溶液打到独立连续水解塔顶部,桉木片水解反应时间1-4h,反应温度120-180℃,预水解反应之后将预水解液从水解塔下部抽提出;
(2)将所述物料A、催化剂和过氧化氢水溶液混合,保温,制得物料B;所述第二淀粉与所述过氧化氢水溶液的重量比为1:(0.1-0.12),所述保温的温度为75-78℃或78~81℃,所述保温的时间为1-2h;
(3)将所述物料B与还原剂混合,制得改性施胶淀粉;
步骤(2)中,所述催化剂为含Fe2+的化合物、含Cr2+的化合物、含V2+的化合物、含Ti3+的化合物、含Co2+的化合物和含Cu+的化合物中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的表面施胶液,其特征在于,步骤(1)中,所述第二淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉中的一种或多种;
和/或,步骤(1)中,所述预水解液为制备溶解木浆过程中产生的含有半纤维素和木质素的预水解液;
和/或,步骤(1)中,所述预水解液的固含量为10-27%;
和/或,步骤(1)中,所述第二淀粉与所述预水解液的重量比为1:(10-12);
和/或,步骤(1)中,所述混合的温度为50-55℃;
和/或,步骤(1)中,所述pH为4.8~5.2;
和/或,所述pH为3-6或4.8~5.2的条件采用添加pH调节剂的方法进行调整,所述pH调节剂与所述预水解液的质量比为(30-50):1。
3.如权利要求2所述的表面施胶液,其特征在于,所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉或马铃薯淀粉;
和/或,步骤(1)中,所述混合的温度为52℃;
和/或,所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种;
和/或,所述pH调节剂与所述预水解液的质量比为44:1。
4.如权利要求3所述的表面施胶液,其特征在于,所述pH调节剂为质量分数为32%的氢氧化钠水溶液或质量分数为40%的氢氧化钾水溶液。
5.如权利要求1所述的表面施胶液,其特征在于,步骤(2)中,所述含Fe2+的化合物为硫化亚铁、氯化亚铁和硫酸亚铁中的一种或多种;
和/或,步骤(2)中,所述含Cr2+的化合物为一氧化铬、乙酸亚铬和硫化亚铬中的一种或多种;
和/或,步骤(2)中,所述含V2+的化合物为二氯化钒和/或硫酸钒;
和/或,步骤(2)中,所述含Ti3+的化合物为三氯化钛;
和/或,步骤(2)中,所述含Co2+的化合物为氧化亚钴、二氯化钴和硫化钴中的一种或多种;
和/或,步骤(2)中,所述含Cu+的化合物为氧化亚铜、溴化亚铜和硫化亚铜中的一种或多种;
和/或,步骤(2)中,所述过氧化氢水溶液中过氧化氢与所述催化剂的质量比为1:(0.03~0.25);
和/或,步骤(2)中,所述过氧化氢水溶液中的过氧化氢相对于所述过氧化氢水溶液的质量分数为10%-50%;
和/或,步骤(2)中,所述保温的时间为1.5h。
6.如权利要求5所述的表面施胶液,其特征在于,步骤(2)中,所述含Fe2+的化合物为硫酸亚铁;
和/或,步骤(2)中,所述含Cr2+的化合物为一氧化铬;
和/或,步骤(2)中,所述含Cu+的化合物为溴化亚铜;
和/或,步骤(2)中,所述过氧化氢水溶液中过氧化氢与所述催化剂的质量比为1:(0.04~0.24);
和/或,步骤(2)中,所述过氧化氢水溶液中的过氧化氢相对于所述过氧化氢水溶液的质量分数为28%。
7.如权利要求6所述的表面施胶液,其特征在于,步骤(2)中,所述过氧化氢水溶液中过氧化氢与所述催化剂的质量比为1:0.054或1:0.11。
8.如权利要求1所述的表面施胶液,其特征在于,步骤(3)中,所述还原剂为亚硫酸氢钠、叠氮化钠、亚硝酸钠、硫代硫酸钠、碘化钾、甲醇、叔丁醇、水杨酸、苯甲酸和苯酚中的一种或多种;
和/或,步骤(3)中,所述第二淀粉与所述还原剂的重量比为1:(0.01-0.08);
和/或,步骤(3)中,所述混合后还进一步包括冷却处理。
9.如权利要求8所述的表面施胶液,其特征在于,步骤(3)中,所述还原剂为亚硝酸钠、碘化钾、叔丁醇或硫代硫酸钠;
和/或,步骤(3)中,所述第二淀粉与所述还原剂的重量比为1:(0.019-0.032)。
10.如权利要求9所述的表面施胶液,其特征在于,步骤(3)中,所述第二淀粉与所述还原剂的重量比为1:0.02或1:0.021。
11.如权利要求1所述的表面施胶液,其特征在于,所述改性施胶淀粉的固含量为8%-32%。
12.如权利要求11所述的表面施胶液,其特征在于,所述改性施胶淀粉的固含量为10%-31%。
13.如权利要求12所述的表面施胶液,其特征在于,所述改性施胶淀粉的固含量为15%或30%。
14.如权利要求1所述的表面施胶液,其特征在于,
所述第一淀粉以配置成淀粉水溶液的形式使用;
和/或,所述第一淀粉为玉米淀粉和/或木薯淀粉;
和/或,所述改性施胶淀粉的折干质量与所述表面施胶剂SAE的质量比为(5-11.25):1;
和/或,所述改性施胶淀粉的折干质量与所述硫酸铝的质量比为(100-150):1;
和/或,所述硫酸铝以配置成硫酸铝水溶液的形式使用。
15.如权利要求14所述的表面施胶液,其特征在于,所述淀粉水溶液中所述淀粉的固含量为8%-12%;
和/或,所述改性施胶淀粉的折干质量与所述表面施胶剂SAE的质量比为8.9:1;
和/或,所述改性施胶淀粉的折干质量与所述硫酸铝的质量比为133.3:1;
和/或,所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量百分数为25%-40%。
16.如权利要求15所述的表面施胶液,其特征在于,所述淀粉水溶液中所述淀粉的固含量为10%;
和/或,所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量百分数为30%。
17.如权利要求1所述的表面施胶液,其特征在于,所述表面施胶液包括所述改性施胶淀粉、玉米淀粉、表面施胶剂SAE和硫酸铝;所述改性施胶淀粉的折干质量与所述玉米淀粉的质量比为1:1;所述改性施胶淀粉的折干质量与所述表面施胶剂SAE的质量比为8.9:1;所述改性施胶淀粉的折干质量与所述硫酸铝的质量比为133.3:1。
18.一种如权利要求1~17中任一项所述表面施胶液在制纸施胶过程中作为施胶液的应用。
CN202010120863.8A 2020-02-26 2020-02-26 一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用 Active CN111303307B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010120863.8A CN111303307B (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010120863.8A CN111303307B (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111303307A CN111303307A (zh) 2020-06-19
CN111303307B true CN111303307B (zh) 2022-06-07

Family

ID=71145194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010120863.8A Active CN111303307B (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111303307B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116589926B (zh) * 2023-05-18 2024-04-09 广东电网有限责任公司 一种复合横担用高效外绝缘修复涂层材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1102829A1 (ru) * 1983-03-28 1984-07-15 Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности Способ изготовлени влагопрочного волокнистого материала
FI114159B (fi) * 2002-05-20 2004-08-31 Raisio Chem Oy Menetelmä tärkkelyksen käsittelemiseksi
CN101456917B (zh) * 2008-11-26 2010-12-08 杭州纸友科技有限公司 一种氧化淀粉高效清洁制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111303307A (zh) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yáñez‐S et al. Fuel ethanol production from Eucalyptus globulus wood by autocatalized organosolv pretreatment ethanol–water and SSF
CN109680556B (zh) 一种防油包装纸及其制备方法
LU500846B1 (en) Method for pulping wheat straw by using xylanase and pectinase
CN102633891B (zh) 一种akd淀粉及其制备方法
CN110835377B (zh) 一种疏水改性纳米纤维素及其制备方法和应用
CN105672049A (zh) 一种包装纸用防油涂层及其制备方法
CN112012045B (zh) 一种牛卡纸及其制备方法
CN103321099B (zh) 一种造纸用表面施胶剂及其制备方法
CN111303307B (zh) 一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用
CN115125760B (zh) 一种用于白卡纸的表面施胶剂及其制备方法
CN113089380B (zh) 一种热封自粘型高强度医用透析纸及其加工方法
Clauser et al. Design of nano and micro fibrillated cellulose production processes from forest industrial wastes in a multiproduct biorefinery
CN111364284B (zh) 一种改性施胶淀粉、表面施胶液及其制备方法和应用
CN102492235A (zh) 环氧大豆油酸钙锌复合pvc用稳定剂及其制备方法
CN103290720B (zh) 浆料的制备方法,浆料及由其制得的纸张
CN101874997A (zh) 淀粉基复配型asa配套乳化剂的生产工艺
CN103696320B (zh) 一种氧化阳离子施胶淀粉的制备工艺
CN101054784A (zh) 阳离子松香中碱性施胶剂的制备方法
Arce et al. Use of green solvents as pre-treatment of dissolving pulp to decrease CS 2 consumption from viscose production
CN116427208A (zh) 高强度耐磨型纱管原纸的加工工艺
CN115182197B (zh) 抗压型高强度瓦楞原纸及其制备方法
CN102493274B (zh) 一种淀粉胶的制备方法
CN111548503B (zh) 一种染料分散剂及其制备方法
CN109610218B (zh) 防油植物微纤丝或防油纳米纤维素的制备方法和应用
CN103469688B (zh) 一种玉米芯改性制备纸张增强剂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant