[发明专利]一种阳离子淀粉生产方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸技术领域，尤其涉及一种阳离子淀粉生产方法。

背景技术

阳离子淀粉是淀粉醚的一种重要衍生物。由于其带有正电荷，能与带负电荷的细小纤维、填料紧密结合，因而广泛应用于造纸湿部，作为增强、助留、助滤剂，可显著改善纸张质量、降低消耗、降低成本。阳离子淀粉市场需求量大、品种繁多，按其氨基化合物的结构可分为：叔胺型、季铵型、伯胺型、仲胺型和杂类(如亚胺等)等阳离子淀粉，其中季铵型阳离子淀粉在中性、碱性等广泛的pH范围下均可使用并稳定存在，因此具有较大的商品价值。高取代度阳离子淀粉在纸机湿部可中和去除阴离子物质对造纸的干扰。通常制备DS＜0.1的阳离子淀粉，可以满足造纸湿部要求。通常用的淀粉阳离子化反应的试剂是季铵型3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵醚化试剂。此醚化试剂在酸性、中性、碱性条件下，都显阳离子态。

从生产工艺上看生产阳离子淀粉，可大致分为四类：(1)半干法；(2)以水为介质的湿法，此法为工业常用生产方法；(3)干法；(4)有机溶剂法。这四种工艺各有优缺点。半干法反应效率高，达92％以上，可制备取代度大于0.05的阳离子淀粉，不足的是产品杂质多，反应不均匀，大多只发生在淀粉颗粒表面，影响使用效果。干法可制备DS＞0.1，更多的是在0.1-1.0，但同样存在试剂残留及杂质含量多的问题，并且对设备工艺要求比较高。有机溶剂法受到成本及环境保护的制约，通常不用此法生产阳离子淀粉。以水为介质的湿法是我国目前最常用的阳离子淀粉生产工艺。湿法工艺具有反应均匀，产品质量好的特点，但只能制备低取代度，通常DS＜0.1的阳离子淀粉，反应效率(RE)也较低，一般RE为60％-63％，醚化剂活化后存放时间短，操作复杂，且在高pH及稍高温度下，淀粉尤其是木薯淀粉易发生糊化，损失大。

现有技术中的湿法合成法包括以下步骤：在碱性条件下配制一定浓度的淀粉悬浮液，加入醚化剂反应。其反应式如下：

Starch-OH+OH^-→Starch-O^-

发明内容

本发明的目的是提供一种阳离子淀粉的制备方法，本方法物料操作安全，设备操作简便，反应效率高，醚化剂反应效率能够达到68％左右，产品收率高，干物收率能够达到99％，制备出的阳离子淀粉品质好，在造纸中使用广泛。

一种阳离子淀粉生产方法，其具体步骤为：

(1)醚化剂活化和调乳：在常温下，加对淀粉质量为2.3～11.5％的含量为69％阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，用循环管道以3000-4000L/h加氢氧化钠溶液调PH至11～12，加5-10％淀粉，然后以10kg/分钟加入对淀粉重量为3.45～7.47％的元明粉，再加入剩余的淀粉，控制淀粉加入速度为100kg/分钟，将PH控制在11.5～11.6，浓度控制23～25波美。

(2)醚化反应：升温，在40～55℃下反应8～12h；

(3)中和：用8～10％盐酸中和制备PH为6～8中性阳离子淀粉；

(4)洗涤、脱水、干燥，得到成品。

淀粉为木薯淀粉或玉米淀粉。

按上述工艺，用8～10％盐酸中和还可以制备PH为2～4酸性阳离子淀粉。

以木薯淀粉、玉米淀粉中任何一种为原料，以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)为醚化剂，在氢氧化钠催化下，采用活化和醚化两步分开的湿法合成方法，合成出低取代度的阳离子淀粉，其通式为：

Starch-OH为淀粉：

阳离子淀粉取代度为0.01～0.045。该产品用于高档文化用和高档包装用纸的增强剂和ASA乳化剂。

本发明的有益效果：本发明所述方法制得的阳离子淀粉物料安全、操作简便实用，反应效率高，淀粉颗粒无糊化，收率高能够达到99％，反应效率达到68％，成品性能稳定。在湿法生产工艺的基础上，将醚化剂活化和调乳同时在一个调乳罐内进行，减少了操作环节，室温下，用循环管线的加碱模式，以有效防止淀粉的糊化，有利于进一步的醚化反应和收率提高。为降低生产成本提供基础，有效降低了能耗、生产成本，制得的阳离子淀粉产品品质好，在造纸中广泛应用，特别适用于高档文化用纸和高档包装用纸的增强作用和ASA乳化。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明的技术方案，但不以实施例为限。

实施例1