一种高速纸机、阳离子淀粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高速纸机、阳离子淀粉及其制备方法。该制备方法包括:将原淀粉、水、第一碱催化剂在制备槽中进行搅拌混合，得到经碱处理的原淀粉泥浆，在经碱处理的原淀粉泥浆中加入阳离子醚化剂和第二碱催化剂的混合液，搅拌均匀，得到醚化浆液，将醚化浆液放入反应槽中进行反应，得到阳离子淀粉。本发明专利技术还公开了基于上述方法制备得到的阳离子淀粉和应用该阳离子淀粉进行喷淋的高速纸机。通过上述方式，本发明专利技术能够降低阳离子淀粉的糊化温度，使得阳离子淀粉能够提高在高速纸机中糊化程度，提高纸张的层间结合强度。

A high speed paper machine, cationic starch and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高速纸机、阳离子淀粉及其制备方法
本专利技术涉及淀粉改性
，特别是涉及一种高速纸机、阳离子淀粉及其制备方法。
技术介绍
淀粉因其可再生、价廉、可降解等特性被广泛应用于各个领域，通过对淀粉改性可以获得人们期望性质的产品，克服淀粉本身的缺陷，改善淀粉的性能以扩大淀粉的应用范围。目前，在高速纸机喷淋应用中，纸机上喷淋的淀粉都是未经糊化的原淀粉泥浆，通过喷淋头喷到纸张表面，在纸张干燥过程依靠烘缸表面温度进行糊化，从而产生粘合性增加纸张间的结合强度。但随着纸机车速越来越快，烘缸能力有限的情况下，常用的木薯原淀粉和玉米原淀粉，因其糊化温度较高，在纸机车速较高的情况下，糊化程度较低，未糊化的淀粉颗粒无法提高纸张层间结合强度，反而会阻碍纤维的结合。
技术实现思路
本申请主要解决的技术问题是提供一种阳离子淀粉制备方法，通过该制备方法制备得到的阳离子淀粉能够在应用于高速纸机喷淋时，提高淀粉糊化程度，以提升纸张层间结合强度。为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种制备阳离子淀粉方法,包括:将原淀粉、水、第一碱催化剂在制备槽中进行搅拌混合，得到经碱处理的原淀粉泥浆；在所述经碱处理的原淀粉泥浆中加入阳离子醚化剂和第二碱催化剂的混合液，搅拌均匀，得到醚化浆液；将所述醚化浆液，放入反应槽中进行反应，得到阳离子淀粉。其中,所述经碱处理的原淀粉泥浆pH区间为9.0-11.5；所述经碱处理的原淀粉泥浆是在转速为500-1500rpm/min的搅拌条件下混合而成；所述经碱处理的原淀粉泥浆的浓度为30％-45％；所述原淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉中的一种或多种。其中，所述第一碱催化剂是浓度范围为5％-20％，质量为绝干原淀粉质量的0.5％-1.0％的氢氧化钠溶液。其中，所述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵和环氧丙基三甲基氯化铵中的至少一种；所述阳离子醚化剂的质量为所述绝干原淀粉质量的5％-10％。其中，所述第二碱催化剂是浓度范围为5％-20％，质量为所述绝干原淀粉质量的1.0％-2.0％的氢氧化钠溶液；所述第二碱催化剂用于将阳离子醚化剂转化为活性环氧丙基季铵盐。所述醚化浆液是在转速为500-1500rpm/min的搅拌条件下混合而成；其中，所述醚化浆液在所述反应槽中的反应条件为：在搅拌速度为50-200rpm/min，反应浓度为30-45％，反应温度为40-50℃的条件下反应至少8小时。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种阳离子淀粉，所述阳离子淀粉通过上述方法制备得到。其中，所述阳离子淀粉取代度为0.020-0.045，糊化温度为55-75℃；所述糊化温度为6％浓度的阳离子淀粉测试达到峰值粘度对应的温度。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：通过一种高速纸机，包括喷淋结构，所述喷淋结构采用上述阳离子淀粉进行喷淋。其中，用于喷淋的所述阳离子淀粉浓度为5％-10％；所述阳离子淀粉用于喷淋在面层、芯层、底层或者衬层中的任意层。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过将原淀粉浆液进行碱处理以提高后续醚化过程中醚化剂渗透到淀粉颗粒中，提升反应效率和产品取代度，降低淀粉的糊化温度，再对经过碱处理后的原淀粉泥浆进行醚化处理，将经过碱处理后的原淀粉泥浆阳离子化得到阳离子淀粉，有效地降低原淀粉泥浆的糊化温度，以使得阳离子淀粉能够提高在高速纸机烘缸中糊化程度，赋予纸张良好的层间结合强度。附图说明图1是本申请制备阳离子淀粉方法一实施方式的流程示意图；图2是本申请高速纸机一实施方式的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本申请制备阳离子淀粉方法的一实施方式包括以下步骤：S101:将原淀粉、水、第一碱催化剂在制备槽中进行搅拌混合，得到经碱处理的原淀粉泥浆。具体地，原淀粉可以是玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉中的任一种单一淀粉，也可以为原淀粉的混合物，按照成本优势，原淀粉最优为玉米淀粉，其次为木薯淀粉，最后是马铃薯淀粉和小麦淀粉。具体地，第一碱催化剂优选为浓度范围为5％-20％，质量为相对绝干原淀粉质量的0.5％-1.0％的氢氧化钠溶液，也可以是其他碱性物质，只要能够起到同等催化作用即可。具体地,第一碱催化剂浓度可以是5％、10％、15％、20％等。第一碱催化剂质量可以是相对绝干原淀粉质量的0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％等。将原淀粉、水和第一碱催化剂在制备槽中以500-1500rpm/min的转速下进行搅拌，得到浓度为30％-45％的经碱处理的原淀粉泥浆。该经碱处理的原淀粉泥浆的pH控制在9.0-11.5这一区间内，其中最优为9.5-11.0。具体地，将原淀粉、水和第一碱催化剂在制备槽中进行搅拌，搅拌速率可以为：500rpm/min、600rpm/min、700rpm/min、800rpm/min、900rpm/min、1000rpm/min、1100rpm/min、1200rpm/min、1300rpm/min、1400rpm/min、1500rpm/min等转速。经碱处理的原淀粉泥浆的浓度可以为30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％等。经碱处理的原淀粉泥浆的pH可以是9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5等。将原淀粉进行碱处理获得经碱处理的原淀粉泥浆，通过第一碱催化剂与原淀粉中的羟基进行结合，破坏淀粉分子中的氢键，使得淀粉中的羟基转变为氧负离子，增强淀粉羟基的亲核能力，从而显著提高反应效率和速率。此外，第一碱催化剂还可渗入淀粉颗粒中的无定型区和结晶区间，破坏淀粉分子间的氢键，使晶格间距增大、变形或者发生破坏，适量的碱有利于淀粉颗粒的膨化或使其结构松弛。因此将pH值控制在9.0-11.5这一区间有助于后续对原淀粉泥浆进行醚化。若第一催化剂使用过量，即当原淀粉泥浆pH值超出11.5，继续增加第一碱催化剂的用量，对后续淀粉泥浆进行醚化反应没有较大帮助，反而可能会使淀粉发生胶化，同时对设备产生腐蚀；若第一催化剂使用量不足，即pH值低于9.0，无法对原淀粉泥浆起到很好地碱处理效果，不利于后续进行醚化。S102:在经碱处理的原淀粉泥浆中加入阳离子醚化剂和第二碱催化剂的混合液，搅拌均匀，得到醚化浆液。其中，阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、4-氯-2-丁烯基三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备阳离子淀粉的方法，其特征在于，包括：/n将原淀粉、水、第一碱催化剂在制备槽中进行搅拌混合，得到经碱处理的原淀粉泥浆；/n在所述经碱处理的原淀粉泥浆中加入阳离子醚化剂和第二碱催化剂的混合液，搅拌均匀，得到醚化浆液；/n将所述醚化浆液，放入反应槽中进行反应，得到阳离子淀粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备阳离子淀粉的方法，其特征在于，包括：
将原淀粉、水、第一碱催化剂在制备槽中进行搅拌混合，得到经碱处理的原淀粉泥浆；
在所述经碱处理的原淀粉泥浆中加入阳离子醚化剂和第二碱催化剂的混合液，搅拌均匀，得到醚化浆液；
将所述醚化浆液，放入反应槽中进行反应，得到阳离子淀粉。


2.根据权利要求1所述的制备阳离子淀粉的方法，其特征在于，
所述经碱处理的原淀粉泥浆pH区间为9.0-11.5；
所述经碱处理的原淀粉泥浆是在转速为500-1500rpm/min的搅拌条件下混合而成；
所述经碱处理的原淀粉泥浆的浓度为30％-45％；
所述原淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的制备阳离子淀粉的方法，其特征在于，
所述第一碱催化剂是浓度范围为5％-20％，质量为绝干原淀粉质量的0.5％-1.0％的氢氧化钠溶液。


4.根据权利要求1所述的制备阳离子淀粉的方法，其特征在于，
所述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵和环氧丙基三甲基氯化铵中的至少一种；
所述阳离子醚化剂的质量为所述绝干原淀粉质量的5％-10％。


5.根据权利要求1所述的制备阳离子淀粉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋燕飞，王俊明，田维实，仇如全，
申请(专利权)人：宁波亚洲浆纸业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33