[发明专利]一种淀粉基生物胶乳的制备方法及其应用

说明书

本发明属于一种淀粉基生物胶乳的制备方法，包括以下成分：35～55％的绝干淀粉，0.1～10wt％增塑剂，0.1～8wt％润滑剂，0.01～35wt％淀粉改性剂，以及柠檬酸‑磷酸氢二钠配制的缓冲溶液配制成淀粉乳液；制备方法包括以下步骤：1)将原淀粉进行机械预处理，预处理方法为，将干粉经球磨机机械研磨处理0.5～12h；2)将经球磨处理的原淀粉样品用缓冲溶液配制成质量浓度为40～55％的悬浮液，置于30～55℃水浴锅中，加入淀粉改性剂，加热至80～95℃后，保温30～45min；3)将步骤2乳液冷却至室温，加入催化剂，并在25～50℃下加入氧化剂氧化30～120min；4)加入淀粉改性剂，调节乳液pH为7～10，加入交联剂在50～70℃下反应20～90min；5)冷却、过筛得到球磨机械预处理复合生物化学改性法制备的淀粉基生物胶乳。本发明提供的生物胶乳的制备方法相对操作简单易行，产品具有黏度适中、粘结力强、高固含的特点，可以部分或全部替代造纸工业中石油基胶乳。

技术领域

本发明涉及一种淀粉基生物胶乳及其制备方法，主要应用于轻工业造纸领域使用，特别是应用于涂布纸领域。

背景技术

在能源危机、环境污染等全球性问题频发的今天，利用绿色可再生、可生物降解的淀粉和纤维素等生物质材料替代石油基等不可再生产品的可能性成为目前国内外科研人员的研究热点。淀粉主要以碳水化合物的形式储藏在植物体中，是自然界中储存丰富的可再生、可降解的高分子生物质资源，被广泛应用于各种行业中，如：医药、化工、生物、食品、造纸涂布等其他领域内。淀粉基生物胶乳是一种绿色环保的水溶性胶黏剂，是目前造纸涂布、包装、建筑等领域最有可能替代石油基胶乳(如丁苯胶乳、苯丙胶乳)的理想替代品，具有极大应用价值。目前，美国的EcoSynthetix公司已经率先成功研制出一种固态粉末状的淀粉基生物胶乳，该生物胶乳性能优良，且便于运输和使用，成为目前在胶乳领域中最具吸引力的产品，目前该项技术还未在中国企业中进行规模化应用和投产。

如何开发一种可更好地替代涂布纸中石油基胶黏剂的淀粉基生物胶乳，是当下将淀粉高效地应用于造纸工业中极具有价值、并亟待解决的问题。因此，我们研究者需开发一种易加工、易降解、价格低、低碳绿色的淀粉基生物胶乳应用于造纸领域。

发明内容

本发明的目的在于开发一种淀粉基生物胶乳的制备方法，克服现在行业内制备的生物胶乳粘结强度较低的现状，并克服了造纸界涂布纸领域对石油基羧基丁苯胶乳的依赖，降低生产成本，具有低碳环保的特点。

本发明是通过以下技术方案步骤来实现的：

步骤1：将含水量为10～15％的原淀粉进行机械预处理，预处理方法为，将干粉经球磨机机械研磨处理0.5～12h；

步骤2：将经球磨处理的原淀粉样品用缓冲溶液配制成质量浓度为40～55％的悬浮液，置于30～55℃水浴锅中，加入淀粉改性剂，加热至80～95℃后，保温30～45min；

步骤3：将步骤2乳液冷却至室温，加入催化剂，并在25～50℃下加入氧化剂氧化30～120min；

步骤4：加入淀粉改性剂，调节乳液pH为7～10，加入交联剂在50～70℃下反应20～90min；

步骤5：冷却、过筛得到球磨机械预处理复合生物化学改性法制备的淀粉基生物胶乳。

在一种具体的实施方式中，步骤1所述球磨机可以改变转动方向，在研磨中每隔一小时改变一次球磨机旋转方向。

在一种具体的实施方式中，步骤2所述的淀粉糊化温度为80～95℃。

一种淀粉基生物胶乳，其特征在于，含有以下重量配比的组分：

35～55％的绝干淀粉，0.1～10wt％增塑剂，0.1～8wt％润滑剂，0.01～35wt％淀粉改性剂，以及柠檬酸-磷酸氢二钠配制的缓冲溶液作为配制淀粉基生物胶乳的为溶液。