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两性玉米淀粉微晶蜡/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:
一种两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂的制备方法,包括以下步骤:
第一步,将水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水加入第一反应器中在80-85℃时反应1.0-1.5小时,得到氧化降解玉米淀粉,水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1,然后向第一反应器中加入氢氧化钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,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℃,玉米淀粉、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%,即得两性玉米淀粉乳化剂,
第三步,在第二反应器中加入两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD,其中两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD的质量比为120∶120∶100,升高温度至80-90℃,待76#微晶蜡和AKD熔融后,搅拌30-40分钟,在搅拌下加入80-90℃的热水分散调节至固含量至15-20%,制得两性玉米淀粉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%的稳定的两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂。
将此两性玉米淀粉微晶蜡/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,两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂3.0-3.5千克/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7.6-8.1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,用两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂施胶后,每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了7-12元。
本发明制备过程中不使用小分子表面活性剂,有利于环境保护和应用效果的提高。先将玉米淀粉氧化降解然后进行阳离子化,将其作为乳化剂应用于AKD和76#微晶蜡的乳化,制备的中/碱性施胶剂乳液粘度小,稳定性好。制备的乳液颗粒既带正电荷又带负电荷,有助于留着并且与带负电荷的纸张纤维能够紧密结合,不但提高乳液稳定性能和施胶性能,并且降低了施胶成本。
具体实施方式
下面将以具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
一种两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂的制备方法,包括以下步骤:
第一步,将200克水、100克玉米淀粉、2克氢氧化钠和1克双氧水加入第一反应器中在80℃时反应1.0小时,得到氧化降解玉米淀粉,水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1,然后向第一反应器中加入7克氢氧化钠和49克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,升温至90℃反应2小时,降温至50℃加入5克醋酸,再降至20℃,玉米淀粉、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%,即得两性玉米淀粉乳化剂,
第三步,在第二反应器中加入120克两性玉米淀粉乳化剂、120克76#微晶蜡和100克AKD,其中两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD的质量比为120∶120∶100,升高温度至80℃,待76#微晶蜡和AKD熔融后,搅拌40分钟,在搅拌下加入80℃的热水分散调节至固含量至15%,制得两性玉米淀粉AKD亚稳定乳液,将亚稳定乳液经20MPa均质后,冷却至25℃,得到固含量为15%的稳定的两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂。
将此两性玉米淀粉微晶蜡/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65千克/吨纸,两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂3.0千克/吨纸,表面施胶剂后瓦楞原纸的Cobb值为40克/米2,环压指数为7.6牛·米2/克,裂断长为4.5千米,达到A级高强瓦楞原纸质量标准,用两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂施胶后,每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了12元。
实施例二
一种两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂的制备方法,包括以下步骤:
第一步,将200克水、100克玉米淀粉、2克氢氧化钠和1克双氧水加入第一反应器中在81℃时反应1.1小时,得到氧化降解玉米淀粉,水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1,然后向第一反应器中加入7克氢氧化钠和49克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,升温至91℃反应1.8小时,降温至51℃加入5克醋酸,再降至22℃,玉米淀粉、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21%,即得两性玉米淀粉乳化剂,
第三步,在第二反应器中加入120克两性玉米淀粉乳化剂、120克76#微晶蜡和100克AKD,其中两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD的质量比为120∶120∶100,升高温度至82℃,待76#微晶蜡和AKD熔融后,搅拌38分钟,在搅拌下加入82℃的热水分散调节至固含量至16%,制得两性玉米淀粉AKD亚稳定乳液,将亚稳定乳液经22MPa均质后,冷却至26℃,得到固含量为16%的稳定的两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂。
将此两性玉米淀粉微晶蜡/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66千克/吨纸,两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂3.1千克/吨纸,表面施胶剂后瓦楞原纸的Cobb值为39克/米2,环压指数为7.7牛·米2/克,裂断长为4.6千米,达到A级高强瓦楞原纸质量标准,用两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂施胶后,每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了11元。
实施例三
一种两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂的制备方法,包括以下步骤:
第一步,将200克水、100克玉米淀粉、2克氢氧化钠和1克双氧水加入第一反应器中在82℃时反应1.2小时,得到氧化降解玉米淀粉,水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1,然后向第一反应器中加入7克氢氧化钠和49克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,升温至92℃反应1.6小时,降温至52℃加入5克醋酸,再降至24℃,玉米淀粉、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22%,即得两性玉米淀粉乳化剂,
第三步,在第二反应器中加入120克两性玉米淀粉乳化剂、120克76#微晶蜡和100克AKD,其中两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD的质量比为120∶120∶100,升高温度至84℃,待76#微晶蜡和AKD熔融后,搅拌36分钟,在搅拌下加入84℃的热水分散调节至固含量至17%,制得两性玉米淀粉AKD亚稳定乳液,将亚稳定乳液经24MPa均质后,冷却至27℃,得到固含量为17%的稳定的两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂。
将此两性玉米淀粉微晶蜡/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67千克/吨纸,两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂3.2千克/吨纸,表面施胶剂后瓦楞原纸的Cobb值为38克/米2,环压指数为7.8牛·米2/克,裂断长为4.7千米,达到A级高强瓦楞原纸质量标准,用两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂施胶后,每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了10元。
实施例四
一种两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂的制备方法,包括以下步骤:
第一步,将200克水、100克玉米淀粉、2克氢氧化钠和1克双氧水加入第一反应器中在83℃时反应1.3小时,得到氧化降解玉米淀粉,水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1,然后向第一反应器中加入7克氢氧化钠和49克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,升温至93℃反应1.4小时,降温至53℃加入5克醋酸,再降至26℃,玉米淀粉、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23%,即得两性玉米淀粉乳化剂,
第三步,在第二反应器中加入120克两性玉米淀粉乳化剂、120克76#微晶蜡和100克AKD,其中两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD的质量比为120∶120∶100,升高温度至86℃,待76#微晶蜡和AKD熔融后,搅拌34分钟,在搅拌下加入86℃的热水分散调节至固含量至18%,制得两性玉米淀粉AKD亚稳定乳液,将亚稳定乳液经26MPa均质后,冷却至28℃,得到固含量为18%的稳定的两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂。
将此两性玉米淀粉微晶蜡/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68千克/吨纸,两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂3.3千克/吨纸,表面施胶剂后瓦楞原纸的Cobb值为37克/米2,环压指数为7.9牛·米2/克,裂断长为4.8千米,达到A级高强瓦楞原纸质量标准,用两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂施胶后,每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了9元。
实施例五
一种两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂的制备方法,包括以下步骤:
第一步,将200克水、100克玉米淀粉、2克氢氧化钠和1克双氧水加入第一反应器中在84℃时反应1.4小时,得到氧化降解玉米淀粉,水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1,然后向第一反应器中加入7克氢氧化钠和49克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,升温至94℃反应1.2小时,降温至54℃加入5克醋酸,再降至28℃,玉米淀粉、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24%,即得两性玉米淀粉乳化剂,
第三步,在第二反应器中加入120克两性玉米淀粉乳化剂、120克76#微晶蜡和100克AKD,其中两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD的质量比为120∶120∶100,升高温度至88℃,待76#微晶蜡和AKD熔融后,搅拌32分钟,在搅拌下加入88℃的热水分散调节至固含量至19%,制得两性玉米淀粉AKD亚稳定乳液,将亚稳定乳液经28MPa均质后,冷却至29℃,得到固含量为19%的稳定的两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂。
将此两性玉米淀粉微晶蜡/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69千克/吨纸,两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂3.4千克/吨纸,表面施胶剂后瓦楞原纸的Cobb值为36克/米2,环压指数为8.0牛·米2/克,裂断长为4.9千米,达到A级高强瓦楞原纸质量标准,用两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂施胶后,每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了8元。
实施例六
一种两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂的制备方法,包括以下步骤:
第一步,将200克水、100克玉米淀粉、2克氢氧化钠和1克双氧水加入第一反应器中在85℃时反应1.5小时,得到氧化降解玉米淀粉,水、玉米淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1,然后向第一反应器中加入7克氢氧化钠和49克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,升温至95℃反应1小时,降温至55℃加入5克醋酸,再降至30℃,玉米淀粉、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25%,即得两性玉米淀粉乳化剂,
第三步,在第二反应器中加入120克两性玉米淀粉乳化剂、120克76#微晶蜡和100克AKD,其中两性玉米淀粉乳化剂、76#微晶蜡和AKD的质量比为120∶120∶100,升高温度至90℃,待76#微晶蜡和AKD熔融后,搅拌30分钟,在搅拌下加入90℃的热水分散调节至固含量至20%,制得两性玉米淀粉AKD亚稳定乳液,将亚稳定乳液经30MPa均质后,冷却至30℃,得到固含量为20%的稳定的两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂。
将此两性玉米淀粉微晶蜡/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70千克/吨纸,两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂3.5千克/吨纸,表面施胶剂后瓦楞原纸的Cobb值为35克/米2,环压指数为8.1牛·米2/克,裂断长为5.0千米,达到A级高强瓦楞原纸质量标准,用两性玉米淀粉微晶蜡/AKD中/碱性施胶剂施胶后,每吨瓦楞原纸的施胶成本降低了7元。
综上所述,本发明采用玉米淀粉氧化降解后进行阳离子化,将其作为乳化剂应用于AKD和76#微晶蜡的乳化,制备的中/碱性施胶剂乳液粘度小,稳定性好,制备的乳液颗粒既带正电荷又带负电荷,有助于留着并且与带负电荷的纸张纤维能够紧密结合,不但提高乳液稳定性能和施胶性能,并且降低了施胶成本。