造纸湿端用高支链阳离子淀粉及其制备方法技术

本发明专利技术提供的是一种造纸湿端用高支链阳离子淀粉及其制备方法。它是由下列重量份数的原料制的：木薯淀粉３０－６０份和水４０－７０份经过阳离子醚化步骤和交联反应步骤和烘干步骤获得。将高支链阳离子淀粉添加至纸张中，可以提高纸张的纸力强度或在提高纸张的一次保留率和灰分的条件下，维持纸力强度不变。本发明专利技术提供的制备方法能控制高支链阳离子淀粉合成工艺中交联度对淀粉分子量的影响，将交联程度的递增幅度变小，使其发挥最大的提升淀粉的分子量的效能。联合使用三氯氧磷，三偏磷酸钠，环氧氯丙烷作为交联剂的效果优于单独使用三氯氧磷作为交联剂的效果。该产品对于生产文化用纸，并有连续蒸煮器的造纸企业，该产品都适用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供的是一种造纸用高支链阳离子淀粉，特别是造纸湿端用高支链阳离 子淀粉及其制备方法。
技术介绍
我国变性淀粉行业起步较晚，产能较低，2000年以前国内变性淀粉年产量均在 20万吨以下，国内消费高度依赖进口，进口依存度在30%以上。并且，国内产品的种类 和质量也不能完全适应市场需求。国外玉米变性淀粉已开发出3000多个品种，而我国已 开发出的品种不到100个。目前变性淀粉使用效果最好的为高支链的阳离子淀粉，在造 纸的“Compozil”助留助滤系统中使用的阳离子淀粉，是一种高支链的阳离子淀粉，分 子量是其它普通阳离子淀粉分子量的二至三倍，能很好地配合助留助滤系统的使用。而 且能保持纸的强度指标不下降。目前这种高支链的阳离子淀粉只有美国“National starch and chemical Co.Ltd”有相关生产技术，而且国内多家大型造纸集团都在使用该公司产品。本项目“高支链阳离子淀粉生产和使用技术”是为了打破了国外变性淀粉厂商 的市场垄断，提升国内淀粉生产的技术水平，改善产品结构，增加核心竞争力，更好适 应市场经济的需要。基于低碳经济的发展，和全民环保意识的提高，对可再生、可降解的材料的需 求和使用日益增加。淀粉在造纸中的应用十分广泛，尤其是改性淀粉的应用适应了造纸 的高车速、高剪切、高悬浮物等特点要求。随着现代造纸设备和造纸技术的提高，对变 性淀粉的制造工艺提出了更高的要求和更新的挑战。在上世纪90年代，随着APP (金光纸业)、UMP (亚太纸业)、Lee&Man (理文纸业)和Nine Dragons(九龙纸业)等造纸巨头在江苏、浙江和广东等地落户后，它们 不仅有先进的管理技术，而且带来了领先的造纸设备和造纸技术，使得国内造纸业有了 长足的发展。在造纸技术上不仅实现了从物理造纸向化学造纸的转变，而且也完成了从 传统的酸法造纸向中性、碱性造纸的转型。国内国营造纸厂也在不断地进行技术改造， 但还存在包括设备等方面的种种限制，为了提高纸机车速，降低原材料及能源消耗，提 高经济效益，造纸工作者采取了很多方法，其中使用造纸化学品是目前最热门的研究课 题之一，合理选用特种化学品可以起到投资少、见效快的良好效果。而助留助滤剂是提 高纸机车速、降低原材料及能源消耗的最有效的造纸化学品，合适的助留助滤剂可以使 纸料的细小组分良好的絮聚和留着，改善滤水性能，提高湿纸页干度，从而提高纸机车 速，降低原材料及能源消耗。 随着造纸技术的发展，纸机车速的提高，传统的一元助留助滤体系和二元助留 助滤体系已不能满足生产的要求，因此，从二十世纪八十年代末开始出现微粒助留助滤 体系，在二十世纪九十年代得到了广泛的推广应用，目前，国内外绝大部分高速纸机都 在使用微粒助留助滤体系，且很多中速纸机也已开始使用此体系，因此，这是造纸湿部助留助滤体系发展的一个方向。常规的微粒助留技术是由阳离子聚合物和无机阴离子胶体微粒所组成，典型的 微粒子助留体系包括由胶体二氧化硅与阳离子淀粉所组成的“Compozil” (Eka Nobel) 体系和由改性膨润土与阳离子聚丙烯酸胺所组成的“ Hydrocol，，(developed by Allied Colloids)体系。其中，以由胶体二氧化硅与阳离子淀粉所组成的“Compozil”微粒子 助留体系发展最快，应用也最多。阳离子淀粉是在旋翼筛之前添加的，能与纤维和在旋 翼筛之后添加的胶体二氧化硅形成微粒结构，所形成的微粒结构同时将填料固定在纤维 上，达到助流助虑效果。以镇江金东纸业为例，其三台纸机门幅均为9.77米，车速最高可达1800米/分 钟，是现行造纸业界最大最快的纸机，总产量达到220万吨/年，采用了斜夹网喷浆技 术，两侧同时脱水，减少了纸张两面差。另外，该流程同时使用了两套微粒助留系统， 分别对成浆和白水系统进行处理，来适应两者不同的助留要求，使得两者在流浆箱按 14的比例混合后有更加优异的成型效果。这也就对助留助滤系统提出了更高要求。造纸湿端环节中使用传统淀粉获得的纸样的纸力裂断长、一次保留率和灰分等 指标不尽理想，因而发展高支链阳离子淀粉是十分必要的，对提高我国造纸可再生助剂 的生产水平有着十分重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术提供的是一种造纸用高支链阳离子淀粉，特别是造纸湿端用高支链阳离 子淀粉及其制备方法，本专利技术所获得的高支链阳离子淀粉具有较好的性能。该性能体现在将高支链阳 离子淀粉添加至纸张中，可以提高纸张的纸力强度或在提高纸张的一次保留率和灰分的 条件下，维持纸力强度不变。本专利技术提供的技术方案如下造纸湿端用高支链阳离子淀粉，其中由下列重量份数的原料制的木薯淀粉 30-60份和水40-70份经过阳离子醚化步骤和交联反应步骤和烘干步骤获得。造纸湿端用高支链阳离子淀粉的制备方法，其中由下列重量份数的原料制 的木薯淀粉30-60份和水40-70份经过阳离子醚化步骤和交联反应步骤和烘干碾碎步骤 获得；其中的阳离子醚化步骤为将木薯淀粉和水搅拌均勻后升温至25-40°C，加氢 氧化钠调节pH值至10.8-11.2，按木薯淀粉和水的总重量的6% -8%加入3-氯-2-羟丙 基三甲基氯化铵，36-40°C下反应12-20小时，反应期间维持pH在10.8-11.2 ；其中的交联反应步骤为降温至30°C，按木薯淀粉和水的总重量的 0.03%-0.2%加入三氯氧磷，反应期间维持pH在10.8-11.2，维持30°C恒温，搅拌状态 下，反应1小时。其中的烘干碾碎步骤为加入HCl溶液中和到pH = 6.5-7，抽滤，用蒸馏水洗 涤，然后45°C恒温干燥，冷却后碾碎得到粉末状态的造纸湿端用高支链阳离子淀粉。造纸湿端用高支链阳离子淀粉的制备方法，其中由下列重量份数的原料制 的木薯淀粉30-60份和水40-70份经过阳离子醚化步骤和交联反应步骤和烘干碾碎步骤获得；其中的阳离子醚化步骤为将木薯淀粉和水搅拌均勻后升温至25-40°C，加氢 氧化钠调节pH值至10.8-11.2，按木薯淀粉和水的总重量的6% -8%加入3-氯-2-羟丙 基三甲基氯化铵，36-40°C下反应12-20小时，反应期间维持pH在10.8-11.2 ；其中的交联反应步骤为降温至30°C，按木薯淀粉和水的总重量的0.03%加入 三氯氧磷，按木薯淀粉和水的总重量的0.02%加入三偏磷酸钠，按木薯淀粉和水的总重 量的0.04%加入环氧氯丙烷，反应期间维持pH在10.8-11.2，维持30°C恒温，搅拌状态 下，反应1小时；其中的烘干碾碎步骤为加入HCl溶液中和到pH = 6.5-7，抽滤，用蒸馏水洗 涤，然后45°C恒温干燥，冷却后碾碎得到粉末状态的造纸湿端用高支链阳离子淀粉。本专利技术的优点和创新点体现在本专利技术提供的制备方法能控制高支链阳离子淀粉合成工艺中交联度对淀粉分子 量的影响，将交联程度的递增幅度变小，使其发挥最大的提升淀粉的分子量的效能。“单独使用三氯氧磷作为交联剂；或者联合使用三氯氧磷，三偏磷酸钠，环氧 氯丙烷作为交联剂”所获得的高支链阳离子淀粉具有较好的性能。该性能体现在将高支 链阳离子淀粉添加至纸张中，可以提高纸张的纸力强度或在提高纸张的一次保留率和灰 分的条件下，维持纸力强度不变。而且联合使用三氯氧磷，三本文档来自技高网...

【技术保护点】
造纸湿端用高支链阳离子淀粉，其特征在于：由下列重量份数的原料制的：木薯淀粉３０－６０份和水４０－７０份经过阳离子醚化步骤和交联反应步骤和烘干步骤获得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明辉，蔡建信，邓燕芳，周华，田建文，
申请(专利权)人：上高县三洪精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]