一种干法制备改性阳离子淀粉的方法技术

本发明专利技术提供了一种干法制备改性阳离子淀粉的方法，包括如下步骤：按重量份计，将100份淀粉、1.5

【技术实现步骤摘要】
一种干法制备改性阳离子淀粉的方法


[0001]本专利技术涉及造纸用阳离子淀粉制备
，尤其涉及一种干法制备改性阳离子淀粉的方法。

技术介绍

[0002]阳离子淀粉是一种重要的造纸助剂，由于阳离子淀粉对纤维具有极强的吸附力，不可逆吸附可达至断良高的比例，阳离子淀粉在浆中与纤维和其它添加剂之间起着离子桥的作用，它还可以优先吸附于细小纤维上，从而提高细小纤维和填料的留着率，并且通过长纤维包围细小纤维，形成内聚网络，提高纸的强度。
[0003]中国专利CN106084078A公开了一种采用干法制备阳离子淀粉的方法，该方法充分利用了挤压膨化机的高温、高压、强剪切力的作用，将淀粉、氢氧化钠、2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵、分散剂与适量蒸馏水混合均匀，随后在挤压膨化机中进行反应，再经恒温恒湿反应，干燥，洗涤，烘干，粉碎等步骤，最后添加助流剂，即制得最终产品。该方法具有更高的反应效率，所制得的阳离子淀粉产品具有更高的接枝率。但采用该阳离子淀粉制备的纸张吸水值较高，内结合强度较低。
[0004]中国专利CN111636241A公开了一种壳聚糖改性阳离子淀粉乳化剂，由壳聚糖、阳离子淀粉和交联剂戊二醛反应得到的，包含有阳离子淀粉、壳聚糖接枝物和未参与反应的壳聚糖和阳离子淀粉。相比阳离子淀粉乳化剂，壳聚糖改性后的阳离子淀粉乳化AKD后的施胶效果更显著。但采用该阳离子淀粉制备的纸张吸水值较高，内结合强度较低。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种干法制备改性阳离子淀粉的方法。
[0006]本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0007]一种干法制备改性阳离子淀粉的方法，包括如下步骤：
[0008]S1，按重量份计，将100份淀粉、1.5
‑
3份氢氧化钠、12
‑
20份醚化剂、3
‑
5份增塑剂、10
‑
20份壳聚糖衍生物、5
‑
20份改性碳纳米管衍生物、1
‑
2份分散剂加入到双螺杆挤压机，加水调节体系水分含量为20～25％；
[0009]S2，控制温度35
‑
45℃和转速100
‑
150r/min下，在双螺杆挤压机中进行双螺杆挤出反应，得到中间产物；
[0010]S3，用乙醇溶液洗涤所述中间产物2
‑
3次，然后将产品放入烘箱中烘干，粉碎，加入1
‑
2份助流剂，即得干法制备改性阳离子淀粉。
[0011]优选的，所述碳纳米管衍生物为氨基化多壁碳纳米管或取向型多壁碳纳米管中的一种。
[0012]进一步的，所述改性碳纳米管衍生物是偶联剂改性的碳纳米管衍生物，具体采用如下方法制备：将所述碳纳米管衍生物与无水乙醇混合，超声分散得碳纳米管悬浮液；将偶联剂溶于无水乙醇中配成偶联剂溶液；将所述碳纳米管悬浮液和偶联剂溶液混合，75
‑
85℃
回流3
‑
5h；冷却至室温，经离心分离、烘干后得到改性碳纳米管衍生物。
[0013]优选的，所述偶联剂选自γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或钛酸酯偶联剂NZD
‑
201中的一种，所述偶联剂的添加量是纳米改性剂重量用量的0.5
‑
1％。
[0014]所述壳聚糖衍生物选自N,O
‑
羧甲基壳聚糖、N
‑
硫酸化壳聚糖、N
‑
乙酰化壳聚糖。
[0015]进一步的，所述淀粉选自玉米淀粉木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉，过100目筛网得到；
[0016]所述醚化剂选自2,4
‑
二(二甲氨基)
‑6‑
氯
‑
[1,3,5]‑
三嗪；羟甲基二甲胺盐酸盐；溴代十六烷；三甲基氯硅烷；N
‑
(2,3
‑
环氧丙基)三甲基氧化铵(GTA)；
[0017]所述增塑剂选自聚乙烯醇、聚氧化乙烯，优选聚氧化乙烯；更优选的，所述聚氧化乙烯为数均分子量2万的聚氧化乙烯、数均分子量30万的聚氧化乙烯、数均分子量500万的聚氧化乙烯中的任意一种；
[0018]所述分散剂选自氯化钠、硫酸钠、硫酸氢钠；
[0019]所述助流剂选自膨润土、胶体硅、聚乙烯亚胺。
[0020]碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料，其径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上封口，由于其具有优异的导电性能，在本领域中通常用于合成具有导电功能的纸张。专利技术人意外的发现，通过引入增塑剂及壳聚糖衍生物、改性碳纳米管衍生物，借助双螺杆挤压机的物料混合、输送、蒸煮、剪切、灭菌、成型等作用，制备得到的阳离子淀粉可以有效改善纸张的抗水效果和内结合强度。具体机理不十分清楚，可能是多壁碳纳米管表面具有大量的活泼基团，同壳聚糖衍生物一起在淀粉表面形成接枝反应，并且在增塑剂的协同作用下形成具有优异抗水性的接枝层，从而可以显著提高纸张的抗水效果。本专利技术采用的方法具有生产过程连续,反应时间短等优点，在造纸、水处理等领域具有广泛应用价值。
具体实施方式
[0021]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，但不用来限制本专利技术的范围，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[0022]本专利技术中的仪器或原料未注明生产厂商的，均为常规商业化仪器或原料。下述实施例中使用的主要仪器及原料如下：
[0023]原料：氨基化多壁碳纳米管为江苏先丰纳米材料科技有限公司，牌号1000345，外径8
‑
15纳米，长度50微米的产品，取向型多壁碳纳米管为江苏先丰纳米材料科技有限公司，牌号100343，外径10
‑
20纳米，长度30
‑
100微米的产品。
[0024]改性碳纳米管衍生物采用如下方法制备：将碳纳米管衍生物与无水乙醇按质量比1：10混合，超声分散得碳纳米管悬浮液；将γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂溶于无水乙醇中按质量比1：10配成偶联剂溶液；将所述碳纳米管悬浮液和偶联剂溶液按质量比100：0.6混合，75
‑
85℃回流3
‑
5h；冷却至室温，经离心分离、烘干后得到改性碳纳米管衍生物。
[0025]本专利技术实施例中涉及的检测指标如未提及，均采用本领域常规检测方法进行检
测，具体指标检测方法如下：
[0026]纸张的吸水值按照GB T 1540
‑
2002纸和纸板吸水性的测定(可勃法)标准标准测定，内结合强度按照GB/T 26203
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干法制备改性阳离子淀粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，按重量份计，将100份淀粉、1.5
‑
3份氢氧化钠、12
‑
20份醚化剂、3
‑
5份增塑剂、10
‑
20份壳聚糖衍生物、5
‑
20份改性碳纳米管衍生物、1
‑
2份分散剂加入到双螺杆挤压机，加水调节体系水分含量为20～25％；S2，控制温度35
‑
45℃和转速100
‑
150r/min下，在双螺杆挤压机中进行双螺杆挤出反应，得到中间产物；S3，用乙醇溶液洗涤所述中间产物2
‑
3次，然后将产品放入烘箱中烘干，粉碎，加入1
‑
2份助流剂，即得干法制备改性阳离子淀粉。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管衍生物为氨基化多壁碳纳米管或取向型多壁碳纳米管中的一种。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性碳纳米管衍生物是偶联剂改性的碳纳米管衍生物，具体采用如下方法制备：将所述碳纳米管衍生物与无水乙醇混合，超声分散得碳纳米管悬浮液；将偶联剂溶于无水乙醇中配成偶联剂溶液；将所述碳纳米管悬浮液和偶联剂溶液混合，75
‑
85℃回流3
‑
5h；冷却至室温，经离心分离、烘干后得到改性碳纳米管衍生物。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，沈安成，尹东华，
申请(专利权)人：浙江邦成化工有限公司，
类型：发明
国别省市：