一種AKD淀粉及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種AKD淀粉及其制備方法，所述方法選用的淀粉原料為玉米原淀粉，包括如下步驟：(1)將玉米原淀粉加入反應器中；(2)將氧化劑、增效劑和水混合得溶液；(3)將步驟(2)得到的溶液噴入步驟(1)所述的反應器中；(4)將步驟(3)所得反應物靜置、升溫、保溫、冷卻、過篩得成品。本發明專利技術制備得到的AKD淀粉pH值為6.5-8.5；60℃時6％的糊液粘度≤30mPa·s。所述方法環保、節能、反應條件溫和，易于操作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉一種以紙和紙板等紙類為對象的表面施膠劑用淀粉，尤其涉及一種AKD淀粉及其制備方法。
技術介紹
我國是造紙的生產和消費的大國，產量和消費量都位居世界第二位。施膠是造紙的一道重要工序，它的目的是使紙或紙板具有抗拒液體(特別是水和水溶液)擴散和滲透的性能。根據施膠的分類方法，施膠劑可分為漿內施膠劑和表面施膠劑。由于酸性抄紙在強度和耐久性方面較中堿性抄紙差，并且在設備腐蝕和廢水處理方面都存在較難解決的問題，因此在國際范圍內，造紙企業已經逐步由原來的酸性施膠轉向中(堿)性施膠，最大的好處是可以用碳酸鈣作填料，使得紙張的白度、不透明度、耐折度、表面強度、耐久性能和印刷性能等均有明顯提高，且紙張的脆性明顯降低；中性抄紙已經成為造紙行業的主流。中性施膠目前主要是AKD (烷基烯酮二聚物)乳液與ASA (烯基琥珀酸酐)乳液，特別是銅版紙、高檔的書刊印刷紙和書寫紙。為達到長期的儲存時間，通常在中性條件下用AKD中性施膠劑進行施膠，添加量在O. 25% (絕干量/絕干漿)左右，而ASA乳液需現場乳化，限制了其使用范圍，AKD乳液可以由專業公司生產，保質期可達3個月。AKD淀粉是生產AKD乳液所用的一種原料，通俗的說AKD淀粉是生產AKD乳液所使用的分散劑。現在所用的AKD淀粉都是用新鮮木薯加工而成的原淀粉作原料，采用濕法氧化生產。新鮮木薯原淀粉在國內受到氣溫的影響，一年只能在10-11月產一季，而在平時只能使用庫存的原淀粉，不僅占據大量的存貯空間，而且隨著貯期的延長，其性質會發生一些變化，直鏈、支鏈的比例發生了改變，所生產的AKD淀粉不夠穩定。目前已有技術用陽離子玉米淀粉替代木薯淀粉，例如黃仕榮，謝毓等用季銨型陽離子玉米淀粉替代木薯原淀粉作為生產煙用接裝原紙時AKD中性施膠的配套助劑，從而節省了成本，并有較高的取代度，助留、增強效果好，節約了大量的漿料。(陽離子玉米淀粉用于生產煙用接裝原紙的效果，黃仕榮，謝毓等，紙和造紙，2005 (5))張光華等利用玉米淀粉、AKD和GCC(重質碳酸鈣)制備造紙用復合填料，并比較了復合填料與GCC填料的基本性能(如微觀形貌、溶解性、溶脹度和接觸角等)以及對紙張力學性能的影響。(AKD-淀粉-碳酸鈣復合填料的制備及應用，張光華，王慧萍等，中國膠粘劑，2010. 19(1))張光華等利用無皂乳液聚合技術通過玉米/木薯淀粉和苯乙、丙烯酸丁酯等乙烯基單體進行接枝共聚反應，制備了一種穩定的淀粉接枝聚合物乳液，并發現利用玉米淀粉接枝乳液與玉米氧化淀粉復配，硫酸鋁加入量為O. 4%，施膠液pH值為4時，其應用效果最好。(無皂乳液接枝共聚法改性淀粉的制備及其表面施膠性能，張光華，張萬斌等，紙和造紙，2010 (I))張國運等發現苯乙烯-馬來酸單辛酯-馬來酸酐共聚物對紙張進行表面施膠時，能提高紙張的施膠度和表面強度，施膠劑(玉米氧化淀粉與共聚物乳液的質量比為40 I)用量為I. Og/m2時，施膠度為9s，抗張強度提高6. 8%，耐破度提高10. I %，印刷表面強度為2. 87m/s，油墨吸收性為420%。(苯乙烯馬來酸單辛酯共聚物乳液表面施膠劑的合成與應用，張國運，鄭爽，中國造紙學報，2008. 23. (I))戴紅旗用自制的苯乙烯-馬來酸酐共聚物鹽(SMA)對經過AKD施膠的漂白麥草抄造的紙進行了表面施膠實驗，實驗發現與SMA共同進行表面施膠的陰離子淀粉對紙頁平滑度和IGT拉毛強度的改善明 顯好于氧化淀粉；木薯淀粉表面施膠性能優于玉米淀粉。(SMA在麥草漿AKD施膠紙上的應用，戴紅旗，冀萍等，中國造紙學報，2001. 16(2) : 130-133)CN101691702A公開了一種高厚度米色靜電復印紙及其生產方法，是采用10% -25%漂白化學針葉漿、25% -45%漂白化學闊葉漿和30% -50% APMP漿為紙漿原料，在配漿池中添加化學輔料和染料，其中輔料包括堿式氧化鋁，并采用玉米原淀粉和淀粉改性劑作為表面處理劑，配漿后的漿料通過帶施膠機的長網紙機進行抄紙后，通過后加工設備進一步處理制得成紙。CN101506436將蠟質種玉米淀粉經酶改性得到的重均分子量為26000-50000的分解糊精相對于單體成分總量100重量份為20-40重量份，且使用含有(a)至少I種(甲基)丙烯酸烷基酯(a) 10-35重量％、(b)其他能共聚的疏水性單體40-80被％和(c)含強酸基單體I-IOwt %的單體成分。杭州市化工研究所與磐安造紙淀粉工業公司開發了一種中性施膠專用變性淀粉HR-1，其是中性抄紙助留劑和增強劑。該研究成果解決了醚化劑在水中不穩定的工業化難題，可以以低的成本生產高質量的產品，明顯地提高了市場競爭的能力；該技術的淀粉醚化采用半干法工藝。(中性施膠專用變性淀粉HR-1，杭州市化工研究所，項目年度編號94205252)杭州紙友科技有限公司也公開了一種AKD中性施膠專用變性淀粉HR-3，具有網絡結構的陽離子淀粉，能顯著提高施膠效果，減少施膠劑的用量，又能明顯提高紙張強度。廣西明陽生態科技股份有限公司公開了一種陰離子表面施膠淀粉和中性施膠專用淀粉，復合變性淀粉，能明顯提高紙張表面強度及印刷適性，提高填料及細小纖維的留著率。牛高峰將玉米原淀粉應用于文化紙的制備，其采用降粘劑配合玉米淀粉使用才能夠達到良好的施膠效果，但是該方法為濕法制備，沒有解決濕法制備的環境污染問題。綜上，在現有技術中，AKD淀粉多為木薯粉，原料來源不穩定，影響產品質量。雖然已經有研究將玉米淀粉用于造紙，但是所采用的方法，操作復雜，使用的原料也比較昂貴，并沒有解決將玉米淀粉大規模的應用于造紙行業所面臨的問題。同時，現有的AKD淀粉的生產過程多為濕法制備，耗水耗能大，一般每噸變性淀粉需要消耗25噸水，O. 9噸蒸汽；對環境污染嚴重，離心出來的廢水呈乳濁狀，COD 一般為4000-5000，而且所產生的污水含有氯離子，處理難度較大，一般的生物處理很難降低其COD和BOD值。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的之一在于提供一種AKD淀粉的制備方法，所述方法為半干法制備AKD淀粉，選用的淀粉原料為玉米原淀粉。原淀粉是以谷類、薯類、豆類以及各種植物為原料，不經過任何化學方法處理，也不改變淀粉內在的物理和化學特性而生產的各類淀粉。本專利技術所述的玉米原淀粉就是以玉米為原料，經濕磨法加工制成的，是玉米中所保存的多糖物質，呈小顆粒狀(15-20 μ m)，白色或微帶淺黃色陰影的粉末，且具有光澤，是一種天然高分子化合物，粘度高，流動性差，本身并不適用于表面施膠，但是本專利技術采用半干法將玉米原淀粉進行氧化，降低了玉米原淀粉的粘度，達到AKD淀粉需要的粘度。 本領域技術人員所熟知的任何一種玉米原淀粉均可用于本專利技術，例如普通玉米原淀粉和蠟質玉米原淀粉。優選地，本專利技術采用蠟質玉米原淀粉。AKD淀粉的制備方法包括濕法、干法等，半干法是繼干法之后發展起來的一種制備方法，是本領域技術人員所熟知的一種方法，其工藝簡單，成本低，有較大的靈活性，且環境污染小。本專利技術依靠攪拌裝置使淀粉充分相互剪切，以達到充分攪拌混合均勻的目的，攪拌均勻的淀粉通過與反應器壁充分接觸，達到傳熱均勻的目的。本專利技術所述的攪拌裝置可以是攪拌葉片單層排列的攪拌裝置(可商購本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭明理，傅朝亮，
申請(專利權)人：浙江益紙淀粉有限公司，
類型：發明
國別省市：