[发明专利]一种阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化学施胶剂技术领域，特别涉及一种阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂的制备方法。

背景技术

现代施胶技术的重大进步是中/碱性施胶技术的推广，酸性造纸转化为中/碱性造纸是世界造纸史上的一大变革。中/碱性施胶是在造纸工艺过程中，将pH值调节到7以上，原则上不用硫酸铝的一种施胶方法。常用的中/碱性施胶剂烷基烯酮二聚体（简称AKD）是20世纪40年代末期研究开发的产品，AKD是一种可与纤维素反应的反应型中/碱性施胶剂，它既能作为浆内施胶剂，又能作为表面施胶剂。其结构特点是由活性基团和疏水基团构成，AKD的熔点较低，在纸机干燥部的高温条件下分子中的活性基团四元内酯环能和纤维素上的羟基反应形成β-酮基酯键并定位在纤维上，疏水性基团长链烷基在纤维表面产生抗水作用。通过AKD中/碱性施胶，纸张白度、手感、抗水性、物理强度、印刷适性、耐老化性和填料的单程留着率等都有明显提高。而且可以采用廉价的重质碳酸钙为填料，减少了白水中有害物质的含量，提高了白水的循环利用率，同时AKD比酸性施胶剂的成本低。采用AKD进行中/碱性施胶能够提高纸品质量和售价、降低能耗、改善环境污染和纸机运行性能等，可取得明显的经济效益和社会效益，因此越来越多的造纸企业认识到使用AKD中/碱性施胶剂的优越性和必要性。我国造纸原料以草浆为主，木材资源短缺，二次纤维用量增多，运用中/碱性施胶技术具有现实意义。伴随AKD中/碱性施胶技术在我国应用领域逐步扩大，工艺技术日益成熟，中/碱性造纸的效益逐步得到体现，加快了造纸工业由酸性造纸向中/碱性造纸转变的趋势，近年来AKD已成为国内纸厂使用最多、最成熟、最有效的中/碱性施胶剂。

AKD中/碱性施胶赋予纸张一些优异性能，同时也有其不足之处。传统AKD乳液采用木薯阳离子淀粉作为AKD的乳化剂，木薯淀粉纯度高，糊化温度低，糊液流动性好，透明度高、凝沉性弱，不易分层。但其价格较高，由此制得的AKD乳液价格较高，市场竞争力差。近年来提高和完善AKD乳液性能的研究日趋活跃，提高AKD的市场竞争力，开发和生产性能优异、价格便宜的AKD中/碱性施胶是我国造纸科研工作者一直努力研究的课题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂的制备方法，所得的中/碱性施胶剂具有很好的稳定性，能够提高纸张的施胶度和表面强度，并且降低了施胶成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

 一种阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，将水、红薯淀粉和真菌α-淀粉酶加入第一反应器中在50-55℃时反应1.0-2.0小时，得到降解红薯淀粉，水、红薯淀粉和真菌α-淀粉酶的质量比为200∶100∶0.6，然后向第一反应器中加入氢氧化钠，升温到60-70℃加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，再升温至90-95℃反应1-2小时，降温至50-55℃加入醋酸，再降至20-30℃，红薯淀粉、氢氧化钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和醋酸的质量比为100∶7∶49∶5，

第二步，向第一反应器中加水，调节体系固含量至20-25%，即得阳离子红薯淀粉乳化剂，

第三步，在第二反应器中加入阳离子红薯淀粉乳化剂、石蜡和AKD，其中阳离子红薯淀粉乳化剂、石蜡和AKD的质量比为110∶110∶120，升高温度至70-75℃，待石蜡和AKD熔融后，搅拌30-40分钟，在搅拌下加入75-80℃的热水分散调节至固含量至15-20%，制得阳离子红薯淀粉AKD亚稳定乳液，将亚稳定乳液经20-30MPa均质后，冷却至25-30℃，得到固含量为15-20%的稳定的阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂，所述的石蜡为半精炼石蜡或精炼石蜡，或两者以任意比例的混合物。

将此阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂用于以100%国内废纸抄造的110克/米²瓦楞原纸中，淀粉用量65-70千克/吨纸，阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂2.5-3.0千克/吨纸，表面施胶剂后瓦楞原纸的Cobb值为35-40克/米²，环压指数为8.0-8.5牛·米²/克,裂断长为4.5-5.0千米，达到A级高强瓦楞原纸质量标准，用阳离子红薯淀粉AKD中/碱性施胶剂施胶后，每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了4-9元。