[发明专利]一种改性淀粉组合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于提高纤维、填料留着率、改善纸张物理强度和纸张表面性能的助剂的制备方法，尤其是在造纸中用作助留增强剂的那类淀粉组合物的制备方法。

背景技术

造纸化学品的应用对提高造纸工业的效益和提高产品质量有重要意义。我国是造纸大国，但我国造纸工业原料以草类纤维为主。草类纤维的特点是纤维长度短、强度低，造成制浆造纸过程中纤维利用率低和不能抄造高档纸张。因此，开发和应用具有特定功能的造纸化学品对我国造纸工业意义重大。在造纸生产中，纤维素制成纸浆悬浮物，然后将纸浆置于筛网使纤维取向和滤掉液体，经过筛网后，纸张在轴间挤压进一步减少水分含量，再经过最后的干燥就成了纸。典型地，新鲜的纸浆制得的纸比相同质量的纸再制浆制得的纸强度高，而且，每循环一次纸的强度就会降低，因此，人们找到了增加纸张强度的添加剂。已经知道，通过在纸浆中即造纸工艺的湿部添加添加剂能增加纸张的强度。可以使用淀粉或多羟基高分子聚合物作为填料或粘接剂，通常，通过加入离子基团对这些分子进行改性，从而增加粘接能力。

淀粉类作为造纸助剂已经在造纸工业中频繁使用，并逐步成为了纸张生产中的第二大原料，全球造纸业每年消耗各类淀粉类助剂已达千万吨，在造纸工业中，主要使用的是原淀粉、阴、阳离子型淀粉及两性淀粉，但常用的是阳离子型淀粉和两性淀粉。比如。在纸机湿部使用的造纸助剂中，助留剂能提高填料留着率、降低浆耗；助滤剂可改善纸张滤水性、降低纸张抄造中的缸气压、降低能耗，并为提高纸机车速创造条件；絮凝剂可减少白水中流失的纤维，增强剂则可以改善纸张的物理指标；

但上述各种化学助剂的作用常常互相矛盾，例如是用作助留增强剂的改性淀粉，助留和絮凝的效果越好，填料和细小纤维的留着就越高，而这些对纸张的强度会有不利影响。增强和助留有时候是一对矛盾体，在增强的时候，都伴随有助留功能的出现，增强得机理是增加亲水点或结合点，所以随着上述现象的发生，凝聚作用开始发生，就会产生一定助留作用，当助留作用过大时，留着的细小纤维及填料微粒增加，降低了纤维的平均长度，在提高强度和留着率时，其撕裂度会在某一点发生转折，呈下降趋势，所以增强和助留仅能在撕裂度未发生显著下降时，方可达到增强的目的。

多年以来，助留增强剂使用的矛盾是助留不能助滤、助滤不能增强的矛盾。这种矛盾一直困扰着造纸行业的技术人员，但是，至今为止，尚未有人对此提出过解决的方案。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点而提供一种助留增强剂的制备方法，采用该方法制备的淀粉组合物除了能有效地提高纤维、填料留着率外，还能同时提高纸张的物理强度和表面性能。

本发明的目的是这样实现的：

1)脂化：向含水量为10％的粉状淀粉中加入相当于淀粉重量5-10％的食盐、5-10％的纯碱、0.3-0.7％的松香粉，混合均匀后缓慢加热，在1-1.5小时内升温到70-80℃，恒温反应1-3小时，脂化反应完毕；

2)离子化：向脂化反应完毕后的混合物中加入相当于淀粉重量8-12％的尿素粉，混合均匀后再加入相当于淀粉重量8-12％的阴离子酰胺液体和相当于淀粉重量8-12％的阳离子酰胺液体，搅拌升温至80-95℃，反应3-4小时，离子化反应完毕；

3)熟化：向离子化反应完毕的组合物中通入氢气，保持氢气压力在0.1-0.2MPa，熟化1-3小时后，降至常温即得改性淀粉组合物。

需要说明的是，上述制备过程都是在密闭反应器中进行的。

采用本发明制得的改性淀粉组合物，在造纸中的使用和常规的一样，仍需先经过糊化后稀释使用，即将5份改性淀粉组合物加入到95份洁净水中，在带有搅拌和加热装置的反应器中充分混合，使之形成悬混体后，再缓慢加热，加热到温度为85-90℃后，停止搅拌和加热，静置熟化15-30分钟，热化完毕，将该液体加水稀释至2％左右，即可使用。

本发明相比于背景技术有如下优点：

采用本发明提供的方法制备的改性淀粉组合物，絮凝结构牢固、抗剪切力强，再凝聚力高，不受浆泵和急流踹点的影响，补偿效果和谐。组分多元化含有多种活性基团，通过电荷离子作用及桥联功能，采取全微超凝聚法，使纸浆中的半纤维素，游离纤维接枝共聚，使填料微粒与纤维首先絮凝粘接，形成网状结构，从而提高了纤维长度的平均值，不仅有效地提高了细小纤维和填料的留着，避免流失，同时也有效地提高了纸张的物理强度，改善了纸张的外观质量，大幅度降低了成本，减少消耗。并降低了悬浮物，减少了环境污染，可减少长纤维的用量，提高滤水效果，减少短头。

具体实施方式