CN112940354A - 一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉及其制备方法，触变爽滑性佳的预糊化淀粉包括以下质量份数的组成：淀粉100份、硅酸镁锂0.5～1.5份、焦磷酸钠0.01～0.05份、表面活性剂0.1～1份、水5～25份。相比于现有技术，本发明解决了目前预糊化淀粉用于腻子时手感偏粘、批刮费力的问题，不仅提高了施工速度，还降低了单位面积的材料用量。

Description

一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉及其制备方法。

背景技术

淀粉是一种存在于马铃薯、玉米、大米、木薯等农作物的天然高分子，属于可再生资源，对于淀粉的深加工不仅可以扩大淀粉的利用率，同时更能充分开发淀粉的资源，对拉动经济增长和农业技术进步也有很重要的作用，具有显著的经济效益和社会效益。

通常地，淀粉通过物理和化学等手段进行改性，可以制备成性能多样的淀粉胶黏剂，广泛应用于纺织、造纸、医药、食品、包装、建材等行业。其中，用于建材起胶黏剂作用的主要是预糊化淀粉。目前制备预糊化淀粉生产方法主要有挤压膨化法、热滚法、喷雾法、脉冲喷气法、微波法等，其中，挤压膨化法采用螺杆挤出机对淀粉进行加工，双螺杆在挤出淀粉过程中淀粉处于高温高压的状态，压力可达3-8MPa，温度可达200℃，在如此高的压力下，水分不会沸腾蒸发，淀粉处于熔融状态。在这个状态下淀粉的物理化学性能会发生一系列的变化，而一旦淀粉通过模具口挤出，压力骤然降为常压，水分剧烈沸腾蒸发，淀粉颗粒膨化。通过控制淀粉的成分、温度、压力、含水率等因素，可以制备不同性能的淀粉产物。

然而，现有技术中的预糊化淀粉触变爽滑性较差，将其直接用于腻子存在一些问题，如手感偏粘，批刮较为费力，不仅降低了施工速度，还提高了单位面积的材料用量。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉，旨在解决目前预糊化淀粉触变爽滑性差，用于腻子时手感偏粘、批刮费力的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉，包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂0.5～1.5份、焦磷酸钠0.01～0.05份、表面活性剂0.1～1份、水5～25份。

优选地，触变爽滑性佳的预糊化淀粉包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂1份、焦磷酸钠0.02份、表面活性剂0.3份、水15份。

优选地，所述表面活性剂为α-烯基磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或两种。由于硅酸镁锂是无机材料，而淀粉是有机材料，两者的亲和性较差，因此，本发明中添加了表面活性剂以改善硅酸镁锂和淀粉的亲和性。

更为优选地，所述表面活性剂为质量比为95：5的α-烯基磺酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱。当采用以上两者进行复配时，其效果优于单独采用其中任意一种。

第二方面，本发明提供一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法，包括以下步骤：

1)、将硅酸镁锂溶解于水中，加入焦磷酸钠，搅拌分散，使得硅酸镁锂活化解离充分；

2)、往步骤1)所得中加入表面活性剂，分散，得到硅酸镁锂溶液；

3)、将步骤2)所得的硅酸镁锂溶液加入到淀粉中，搅拌分散，然后静置，得到淀粉混合物；

4)、将步骤3)得到的淀粉混合物通过双螺杆挤出机挤出膨化，得到挤出膨化产物，挤出膨化的温度为80～160℃；

5)、对步骤4)所得挤出膨化产物进行粉碎过筛，得到触变爽滑性佳的预糊化淀粉。

需要说明的是，焦磷酸钠一方面是用于加速硅酸镁锂的溶解速度，另一方面是用于增强硅酸镁锂的活性。挤出膨化时，通过控制温度确保其是处于高温高压条件下，若温度过低(低于80℃)，挤出时黏度太大不利于硅酸镁锂充分分散再淀粉熔融液中，影响触变性，若温度过高(高于160℃)，淀粉容易发生副反应，降低淀粉的性能。挤出膨化过程是连续挤出过程，随着挤压的程度越来越大，温度越来越高，温度是连续变化的。

优选地，步骤1)中搅拌分散时间为180～300min。更为优选地，搅拌分散时间为240min。

优选地，步骤2)中分散时间为20～40min。更为优选地，分散时间为30min。

优选地，步骤3)中搅拌分散时间为45～75min，静置时间为90～150min。更为优选地，搅拌分散时间为60min，静置时间为120min。

优选地，步骤4)中挤出膨化的温度为120℃。

优选地，步骤5)中过筛目数为90～110目。更为优选地，过筛目数为100目。

相比于现有技术，本发明技术方案的有益效果在于：

本发明先利用焦磷酸钠促进硅酸镁锂在水中充分活化解离，使得硅酸镁锂成带表面带电荷的层片状结构，这些层片状在水中形成卡屋结构，再加入表面活性剂，在双螺杆挤出机的高温高压条件下，淀粉颗粒逐渐熔融形成淀粉浆液，硅酸镁锂从水相转移到淀粉相中，当淀粉在挤出时，淀粉剧烈膨化时使得这种卡屋结构被强力破坏，硅酸镁锂变成层片单独存在，这些层片无序分布在糊化淀粉中，当糊化淀粉处于静态时，层片状阻碍了糊化淀粉的流动，使得腻子静态的时候具较大的稠度，而在批刮的时候受力有序取向，糊化淀粉流动的阻碍变小，稠度变稀，这种特性使得腻子具有良好的触变性和爽滑性，在用于腻子粘结剂时，使得腻子具有良好的施工性，批刮不费力。综上，本发明利用硅酸镁锂和表面活性剂对淀粉进行改进，解决了目前预糊化淀粉用于腻子时手感偏粘，批刮较为费力的问题，不仅提高了施工速度，还降低了单位面积的材料用量。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉，包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂1份、焦磷酸钠0.02份、表面活性剂0.3份、水15份。

其中，表面活性剂为质量比为95：5的α-烯基磺酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱。

该触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法如下：

1)、将硅酸镁锂溶解于水中，加入焦磷酸钠，搅拌分散240min，使得硅酸镁锂活化解离充分；

2)、往步骤1)所得中加入表面活性剂，分散30min，得到硅酸镁锂溶液；

3)、将步骤2)所得的硅酸镁锂溶液加入到淀粉中，搅拌分散60min，然后静置120min，得到淀粉混合物；

4)、将步骤3)得到的淀粉混合物通过双螺杆挤出机挤出膨化，得到挤出膨化产物，挤出膨化的温度为120℃；

5)、对步骤4)所得挤出膨化产物进行粉碎过100目筛，得到触变爽滑性佳的预糊化淀粉。

实施例2

与实施例1不同的是：

本实施例的触变爽滑性佳的预糊化淀粉包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂0.5份、焦磷酸钠0.01份、表面活性剂0.1份、水5份。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例3

与实施例1不同的是：

本实施例的触变爽滑性佳的预糊化淀粉包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂1.2份、焦磷酸钠0.03份、表面活性剂0.5份、水10份。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例4

与实施例1不同的是：

本实施例的触变爽滑性佳的预糊化淀粉包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂1.5份、焦磷酸钠0.05份、表面活性剂1份、水25份。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例5

与实施例1不同的是：

本实施例的挤出膨化温度为80℃。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例6

与实施例1不同的是：

本实施例的挤出膨化温度为100℃。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例7

与实施例1不同的是：

本实施例的挤出膨化温度为140℃。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例8

与实施例1不同的是：

本实施例的挤出膨化温度为160℃。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例9

与实施例1不同的是：

本实施例的表面活性剂为α-烯基磺酸钠。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例10

与实施例1不同的是：

本实施例的表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例1

与实施例1不同的是：

本对比例的预糊化淀粉包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、水5～25份。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例2

与实施例1不同的是：

本对比例的挤出膨化温度为75℃。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例3

与实施例1不同的是：

本对比例的挤出膨化温度为165℃。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例4

与实施例1不同的是：

本对比例的表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例5

与实施例1不同的是：

本对比例的表面活性剂为质量比为90：10的α-烯基磺酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例6

与实施例1不同的是：

本对比例的表面活性剂为质量比为98：2的α-烯基磺酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱。

其余同实施例1，这里不再赘述。

性能测试

将实施例和对比例的预糊化淀粉用于配制成重钙基腻子，然后采用常规的施工方法将腻子批刮在建筑物内墙上，测算施工速度和材料用量，并按照JC/T 298-2010《建筑室内用腻子》中一般型(Y)测试粘结强度。其中，重钙基腻子包括以下质量份数的组成：重钙1000份、纤维素醚3份、预糊化淀粉6份和水250份。

测试结果见表1。

表1测试结果

由表1的测试结果可以看出，采用本发明的预糊化淀粉制得的重钙基腻子施工速度快、材料用量少且粘结强度保持良好。这是因为，本发明先利用焦磷酸钠促进硅酸镁锂在水中充分活化解离，使得硅酸镁锂成带表面带电荷的层片状结构，这些层片状在水中形成卡屋结构，再加入表面活性剂，在双螺杆挤出机的高温高压条件下，淀粉颗粒逐渐熔融形成淀粉浆液，硅酸镁锂从水相转移到淀粉相中，当淀粉在挤出时，淀粉剧烈膨化时使得这种卡屋结构被强力破坏，硅酸镁锂变成层片单独存在，这些层片无序分布在糊化淀粉中，当糊化淀粉处于静态时，层片状阻碍了糊化淀粉的流动，使得腻子静态的时候具较大的稠度，而在批刮的时候受力有序取向，糊化淀粉流动的阻碍变小，稠度变稀，这种特性使得腻子具有良好的触变性和爽滑性，在用于腻子粘结剂时，使得腻子具有良好的施工性，批刮不费力。

具体分析如下：

1)由实施例1～4对比可以看出，当硅酸镁锂添加量过少时，其改善效果不够明显，其中，以实施例1的效果最好。

2)由实施例5～8以及对比例2～3对比可以看出，当挤出膨化温度过低时，施工速度有所下降且材料用料有所增多，由此可见，当挤出膨化温度过低时会影响触变性，因为温度低将导致挤出时黏度太大，从而不利于硅酸镁锂充分分散再淀粉熔融液中，进而影响触变性；而当挤出膨化温度过高时，粘结强度会略有降低，因为温度过高，淀粉容易发生副反应，从而降低淀粉的性能。

3)由实施例9～10以及对比例4～6对比可以看出，当表面活性剂采用α-烯基磺酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱两者复合时，其效果优于仅采用其中一者，且当两者的质量比为95：5时，其效果最佳。硅酸镁锂是无机材料，而淀粉是有机材料，两者的亲和性较差，而表面活性剂有利于改善硅酸镁锂和淀粉的亲和性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉，其特征在于，包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂0.5～1.5份、焦磷酸钠0.01～0.05份、表面活性剂0.1～1份、水5～25份。

2.如权利要求1所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉，其特征在于，包括以下质量份数的组成：

淀粉100份、硅酸镁锂1份、焦磷酸钠0.02份、表面活性剂0.3份、水15份。

3.如权利要求1或2所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉，其特征在于，所述表面活性剂为α-烯基磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或两种。

4.如权利要求3所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉，其特征在于，所述表面活性剂为质量比为95：5的α-烯基磺酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱。

5.一种触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将硅酸镁锂溶解于水中，加入焦磷酸钠，搅拌分散，使得硅酸镁锂活化解离充分；

2)、往步骤1)所得中加入表面活性剂，分散，得到硅酸镁锂溶液；

3)、将步骤2)所得的硅酸镁锂溶液加入到淀粉中，搅拌分散，然后静置，得到淀粉混合物；

4)、将步骤3)得到的淀粉混合物通过双螺杆挤出机挤出膨化，得到挤出膨化产物，挤出膨化的温度为80～160℃；

5)、对步骤4)所得挤出膨化产物进行粉碎过筛，得到触变爽滑性佳的预糊化淀粉。

6.如权利要求5所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法，其特征在于，步骤1)中搅拌分散时间为180～300min。

7.如权利要求5所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法，其特征在于，步骤2)中分散时间为20～40min。

8.如权利要求5所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法，其特征在于，步骤3)中搅拌分散时间为45～75min，静置时间为90～150min。

9.如权利要求5所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法，其特征在于，步骤4)中挤出膨化的温度为120℃。

10.如权利要求5所述的触变爽滑性佳的预糊化淀粉的制备方法，其特征在于，步骤5)中过筛目数为90～110目。