一种淀粉基生物胶乳及其制备方法技术

一种淀粉基生物胶乳，包括以下组分：27-41%的淀粉或淀粉衍生物、1-3%增塑剂、0.8-1.4%软化剂、0.1-1%消泡剂、0.5-1.5%润滑剂、1-1.5%分散剂、6-9%淀粉改性剂以及1-1.4%PVA、46-62%水、0.1-0.2%交联剂和0.2-0.8%%添加剂；制备方法包括以下步骤：1）将27-41%的淀粉或淀粉衍生物、1-3%增塑剂、0.8-1.4%软化剂、0.1-1%消泡剂、0.5-1.5%润滑剂、1-1.5%分散剂、6-9%淀粉改性剂以及1-1.4%PVA、46-62%水混合，制成预混料；2）在80-100℃条件下，低速搅拌熟化，制成半熟料；3）将半熟料在高剪切力作用下进行高速分散，分散完成后，降温出料；具有粘度低、粘结力强、成膜性优良、与石油基胶乳互溶性好、与聚乙烯醇任意比例复配的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于造纸
，具体涉及一种淀粉基生物胶乳及其制备方法。
技术介绍
自蔡伦专利技术造纸术以后，纸作为文化传播介质，为人类文明做出了巨大贡献。同时，随着人类生活水平的不断提高，人们对纸制品的要求越来越高。涂布作为一种主要的纸张性能优化工艺，在造纸工业中有着十分重要的地位。涂料性能直接影响成纸性能，涂料的主要成分是：颜料、胶黏剂、以及其他助剂和水。与涂布颜料一样，胶黏剂对涂料及涂布纸的性质也有重大的影响。胶黏剂作为涂料的重要成分一直受到人们的广泛关注，最早人们使用天然胶黏剂应用于涂料中，随着技术的发展，这类胶黏剂已经不能满足纸张要求，人们开发出了一系列的合成胶黏剂，其中应用较多的是丁苯胶乳。丁苯胶乳的原料来源于石油，由于石油价格不断上涨及石油资源的匮乏，且丁苯胶乳在合成及使用过程中会对环境造成污染，因此人们逐渐将重心集中在了环保型生物产品上。近年来国内外对生物胶乳的研究越来越多，较成熟的方法是将淀粉进行物理、化学、生物改性，得到粘度低、粘结力强的产品。较多的是采用多种方法对淀粉进行复合改性。例如以淀粉或淀粉衍生物为原料，通过酸解、氧化、糊化处理，再添加其他助剂制得具有固含量高、粘度低、成膜性好、流动性好、粘结强度高、抗老化性能好等诸多优点的生物胶乳。较多的研究者采用挤压的方式对其进行改性处理，预混料在挤出机中混合反应，得到性能优良的产品。目前市场上已经存在能够替代石化胶乳的生物胶乳产品，但这些生物胶乳在<br>涂料中只能部分取代石化胶乳，提高取代度会使涂布纸出现许多问题。目前国内外所研制的生物胶乳，其目标均用于替代石化胶乳，用作纸张涂布胶黏剂。已经存在较多的成果，特别是国外的EcoSphere生物胶乳，能够高比例替代石化胶乳，但到目前为止还未见将生物胶乳替代聚乙烯醇应用于彩喷纸涂料中的研究。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种淀粉基生物胶乳及其制备方法，克服大量使用的石化胶乳所带来的环境污染、资源有限、价格昂贵的缺陷；克服聚乙烯醇难以制备高固含量涂料的缺陷；具有价格低廉、制备简单方便、低碳环保的特点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种淀粉基生物胶乳，按重量百分比计，包括以下组分：27-41%的淀粉或淀粉衍生物、1-3%的增塑剂、0.8-1.4%的软化剂、0.1-1%的消泡剂、0.5-1.5%的润滑剂、1-1.5%的分散剂、6-9%的淀粉改性剂、1-1.4%的PVA及46-62%的水。一种淀粉基生物胶乳，按重量百分比计，包括以下组分：27-41%的淀粉或淀粉衍生物、1-3%的增塑剂、0.8-1.4%的软化剂、0.1-1%的消泡剂、0.5-1.5%的润滑剂、1-1.5%的分散剂、6-9%的淀粉改性剂、1-1.4%的PVA、46-62%的水、0.1-0.2%的交联剂、0.2-0.8%的添加剂；所述的淀粉或淀粉衍生物的固含量为36%。所述淀粉为甘薯淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉中的一种或任意几种的组合。所述的淀粉衍生物采用原淀粉、氧化淀粉、酶改性淀粉、阳离子淀粉、磷酸酯淀粉羟乙基淀粉中的一种或任意几种的组合。所述的交联剂为乙二醛、戊二醛、甘油三酯、三偏磷酸钠、硼砂中的一种或他们的组合。所述的添加剂为煅烧工领土、二氧化钛、滑石粉、研磨碳酸钙、膨润土、羧甲基纤维素、矾土，增白剂中的一种或任意几种的组合。所述增塑剂为乙醇、甘油、乙二醇、聚乙二醇、柠檬酸、甘油三酯、丙二醇、聚乙烯醇中的一种或任意几种的组合；所述润滑剂为甘油一酸酯、硬脂酸钙、液体石蜡、甲基硅油、乙基硅油、聚丙乙烯、聚丙二醇、聚酰胺中的一种或任意几种的组合；所述软化剂为丙三醇、乙二醇、丙二醇中的一种或它们的组合；所述消泡剂为二甲基硅油、硬脂酰胺、聚丙二醇、磷酸三丁脂中的一种或它们的组合；所述淀粉改性剂为盐酸、硫酸、丙烯酸、草酸、柠檬酸、α-淀粉酶、丙烯腈、高锰酸钾、过硫酸钾、聚乙烯醇、浓度为10wt%的次氯酸钠水溶液、浓度为30wt%的双氧水、无水亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或任意几种的组合。所述淀粉基生物胶乳固含量为30%时，25℃下的粘度为140mPa·s至333mPa·s。所述的淀粉基生物胶乳的制备方法，包括以下步骤：1）将27-41%的淀粉或淀粉衍生物、1-3%增塑剂、0.8-1.4%软化剂、0.1-1%消泡剂、0.5-1.5%润滑剂、1-1.5%分散剂、6-9%淀粉改性剂以及1-1.4%PVA、46-62%水混合，制成预混料；2）在80-100℃条件下，低速搅拌熟化，转速为700-1000r/min，制成半熟料；3）将半熟料在高剪切力作用下进行高速分散，高速分散的转速为3500-4500r/min，分散完成后，降温出料。所述步骤3）还需将预混料经微波处理，微波处理与高速分散交替进行。所述步骤1）中加入淀粉或淀粉衍生物，增塑剂，软化剂，分散剂等；在步骤3）中加入交联剂及添加剂。所述低速搅拌的转速为700-850r/min。所述高速分散的转速为4000-4500r/min。本专利技术的有益效果是：本专利技术的淀粉基生物胶乳粘度低，可部分替代造纸领域应用的石油基丁苯胶乳和聚乙烯醇，属于环保型胶黏剂。本专利技术的淀粉基生物胶乳制备过程环保无污染，克服了大量使用的石化胶乳所带来的环境污染、资源有限、价格昂贵的缺陷；克服了聚乙烯醇难以制备高固含量涂料的缺陷；减少了现有生物胶乳需要螺杆挤出机挤出等复杂操作，制备过程简单易操作，制得的产品具有价格低廉、低碳环保能够部分或全部替代丁苯胶乳应用于普通涂布纸的特点。相比之前研究者研究出的生物胶乳，该产品还能部分替代聚乙烯醇应用于彩喷纸涂料中；可以部分或全部替代造纸用丁苯胶乳，克服丁苯胶乳价格昂贵、污染环境、原料来源有限等缺点，也可以部分替代彩喷纸胶黏剂聚乙烯醇；具有粘度低、粘结力强、成膜性优良、与石油基胶乳互溶性好、与聚乙烯醇任意比例复配的特点。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1，一种淀粉基生物胶乳，按质量百分数计，包括以下组分：甘薯淀粉27%淀粉改性剂9%硬脂酸钙1.5%聚丙烯酰胺1.5%磷酸三丁脂1%乙二醇3%乙二醛0.2%丙三醇1.3%PVA1.4%添加剂0.6%水53.5%工艺过程：将甘薯淀粉与水配成淀粉乳，按配方加入淀粉改性剂，调节溶液pH至弱酸性，50℃条件下反应3h后，加入硬脂酸钙、聚丙烯酰胺、磷酸三丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淀粉基生物胶乳，按重量百分比计，其特征在于，包括以下组分：27‑41%的淀粉或淀粉衍生物、1‑3%的增塑剂、0.8‑1.4%的软化剂、0.1‑1%的消泡剂、0.5‑1.5%的润滑剂、1‑1.5%的分散剂、6‑9%的淀粉改性剂、1‑1.4%的PVA及46‑62%的水。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基生物胶乳，按重量百分比计，其特征在于，包括以下组分：27-41%的淀粉
或淀粉衍生物、1-3%的增塑剂、0.8-1.4%的软化剂、0.1-1%的消泡剂、0.5-1.5%的润滑剂、1-
1.5%的分散剂、6-9%的淀粉改性剂、1-1.4%的PVA及46-62%的水。
2.一种淀粉基生物胶乳，按重量百分比计，其特征在于，包括以下组分：27-41%的淀粉
或淀粉衍生物、1-3%的增塑剂、0.8-1.4%的软化剂、0.1-1%的消泡剂、0.5-1.5%的润滑剂、1-
1.5%的分散剂、6-9%的淀粉改性剂、1-1.4%的PVA、46-62%的水、0.1-0.2%的交联剂、0.2-
0.8%的添加剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种淀粉基生物胶乳，其特征在于，所述淀粉为甘薯淀粉、
玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉中的一种或任意几种的组合。
4.根据权利要求1或2所述的一种淀粉基生物胶乳，其特征在于，所述的淀粉衍生物采
用原淀粉、氧化淀粉、酶改性淀粉、阳离子淀粉、磷酸酯淀粉羟乙基淀粉中的一种或任意几
种的组合。
5.根据权利要求2所述的一种淀粉基生物胶乳，其特征在于，所述的交联剂为乙二醛、
戊二醛、甘油三酯、三偏磷酸钠、硼砂中的一种或他们的组合。
6.根据权利要求2所述的淀粉基生物胶乳，其特征在于，所述的添加剂为煅烧工领土、
二氧化钛、滑石粉、研磨碳酸钙、膨润土、羧甲基纤维素、矾土，增白剂中的一种或任意几种
的组合。
7.根据权利要求1或2所述的一种淀粉基生物胶乳，其特征在于，所述增塑剂为乙醇、甘
油、乙二醇、聚乙二醇、柠檬酸、甘油三酯、丙二醇、聚乙烯醇中的一种或任意几种的组合；
所述润滑剂为甘油一酸酯、硬脂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，邹娟，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61