淀粉涂布胶乳及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种淀粉涂布胶乳及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 涂布纸加工过程中，涂料中胶粘剂的种类、性能及用量对涂料保水性、流变性有重 要的影响。例如，胶粘剂的迁移水平、粘结强度、微孔分布等，这些都对涂层光泽度、油墨吸 收性、耐水性及强度性能等产生重要影响，从而影响涂布纸后续加工性能如印刷适应性。
[0003] 目前常用的涂布胶粘剂主要分石化系列的合成丁苯胶乳和生物质原料改性衍生 物胶乳。由于石化资源日渐短缺，丁苯胶乳中重要的合成单体丁二烯价格不断攀升，使得丁 苯胶乳的成本越来越高。难以适应造纸业新增产能不断发展及激烈的市场竞争环境。因此， 成本较低的生物质原料改性衍生物胶乳的研究及应用成为热点。目前采用的生物原料大部 分为来源广泛、价格相对低廉的淀粉或其衍生物，这类胶粘剂即为淀粉涂布胶乳。现有技术 常见的淀粉涂布胶乳及其制备方法为：将淀粉进行烯类单体接枝共聚合，必要时再经过塑 化、交联改性得到淀粉涂布胶乳。这种方法得到的淀粉涂布胶乳弹性和强度都较差，和丁苯 胶乳混合使用时用量一般在20%以下，若用量过高，涂布纸强度性能明显变差。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，提供一种可以克服上述缺点的淀粉涂布胶乳及其制备方法。
[0005] -种淀粉涂布胶乳的制备方法，其包括以下步骤：将淀粉原料与水充分混合配置 成质量百分含量为30-40%的淀粉乳；向所述淀粉乳中加入分子量调节剂，加热至40-50摄 氏度后，搅拌一段时间，使淀粉乳的粘度达到10-50mPa?s;加入一定量的羟基多元酸或其 衍生物、多元醇胺以及少量的次磷酸二氢钠，加热温度至80-95摄氏度后，反应20-60分钟； 以及，加入少量湿强树脂，在80-95摄氏度的温度下继续反应10-30分钟后，冷却降温。
[0006] -种淀粉涂布胶乳，其包括：一定量淀粉乳，所述淀粉乳包括淀粉原料及水，淀粉 占淀粉乳质量的30-40% ;其中，进一步包括：羟基多元酸或其衍生物；以及多元醇胺。
[0007] 相较于现有技术，本发明提供的淀粉涂布胶乳的制备方法利用羟基多元酸或其衍 生物、多元醇胺以及淀粉分子链之间的多羟基交联反应，形成多维网状的酯化交联结构，同 时采用次磷酸二氢钠对促进酯化进行，大幅度增加了淀粉的强度及弹性，降低了淀粉膜本 身的硬性和脆性给纸张强度的造成的不利影响，因此制备得到的淀粉涂布胶乳具有较高的 弹性和强度，可以较高比例的取代丁苯胶乳；本发明提供的淀粉涂布胶乳的制备方法对经 酯化交联淀粉引入湿强树脂，可以使被涂布的纸张具备一定的湿状态下的强度性能。本发 明所提供的淀粉涂布胶乳在涂料中作为胶粘剂使用时，能够提供较强的粘结性能，胶粘剂 迁移量少，同时能够保证涂料具有较好的流变性能，保证良好的运转性。
【附图说明】
[0008] 无。
【具体实施方式】
[0009]以下将结合具体实施例详细说明本发明提供的淀粉涂布胶乳及其制备方法。
[0010] 本发明提供一种淀粉涂布胶乳的制备方法，其包括以下步骤： 51 :将淀粉原料与水充分混合配置成质量百分含量为30-40%的淀粉乳； 52 :向所述淀粉乳中加入分子量调节剂，加热至40-50摄氏度后，搅拌一段时间，使淀 粉乳的粘度达到10-50mPa?s; 53 :加入一定量的羟基多元酸或其衍生物、多元醇胺，以及少量的次磷酸二氢钠，加热 温度至80-95摄氏度后，反应20-60分钟；以及 54 :加入少量湿强树脂，在80-95摄氏度的温度下继续反应10-30分钟后，冷却降温。
[0011] 在步骤S1中，配置淀粉乳的过程可以在室温下进行。具体过程可以为：先称取一 定质量的淀粉原料（即绝干淀粉的质量）；将所述淀粉原料加入至适量的水中，配置成淀粉 原料质量百分含量为30%~40%的淀粉乳。所述淀粉原料包括淀粉或者淀粉衍生物，可以 是玉米淀粉、马铃薯淀粉或者红薯淀粉。
[0012] 在步骤S2中，所述分子量调节剂可以为有机酸，如马来酸、柠檬酸、草酸中一种或 多种。所述分子量调节剂的质量为淀粉原料质量的0.5%~2%。由于所述淀粉原料的分子 量大小不一，加入分子量调节剂可以得到合适的分子量和一定数量的可改性的官能团，同 时也可以降低淀粉乳的粘度。一般情况下，淀粉分子链段越短，淀粉乳的粘度越低。但是，从 最终胶乳产品的用途考虑，如果淀粉分子链段太短，涂布应用后的纸张涂层强度会有所降 低，而且淀粉分子链段越短导致亲水性的极性官能团数量太多，对于涂层的耐水性能也会 产生一定的影响。因此，分子量调节剂的量不宜太多。在保证一定分子量的情况下，要想得 到合适应用粘度，保证胶乳配置的涂料的流变性能，需要加入一定量的减粘剂，从而保证分 子量和粘度的双重有益效果。所述减粘剂可以为多双氰胺、脂肪酸酯、水性树脂中的一种或 几种。例如，脂肪酸酯可以选择硬脂酸丁酯，水性树脂可以为聚二甲基硅氧烷聚氧乙烯共聚 物。所述减粘剂的质量为淀粉原料质量的5%~20%。本发明引入减粘剂，能够进入到淀粉 基的分子链中，与淀粉中的羟基作用减低氢键结合，形成低表面能，同时具有一定的润滑作 用，使得整个淀粉基胶粘剂应用于涂料体系中能够减低胶粘剂分子间或者其与颜料间的作 用力，使分子运动时具有较小的粘滞力，从而减小了淀粉基生物胶乳对涂布运转性的影响， 具有较好的流变性能。当然，可以理解，在当采用的淀粉原料得到的淀粉乳的粘度适中时， 也可以不加入减粘剂。
[0013] 在步骤S3中，所述一定量的羟基多元酸或其衍生物、多元醇胺，以及少量的次磷 酸二氢钠包含两种情况：第一种是羟基多元酸、多元醇胺以及次磷酸二氢钠；第二种是羟 基多元酸衍生物、多元醇胺以及次磷酸二氢钠。所述羟基多元酸或其衍生物、多元醇胺以及 淀粉分子链发生多羟基交联反应，形成多维网状的酯化交联结构。所述羟基多元酸或其衍 生物的质量为淀粉原料质量的〇. 5%~5%。所述多元醇胺的质量为淀粉原料质量的3%~ 8%。所述羟基多元酸或其衍生物可以是2-羟甲基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸氢二铵和2，3-二 羟基丁二酸中的一种或几种。所述多元醇胺可以是二乙醇胺、三乙醇胺和二异丙醇胺中的 一种或几种。所述次磷酸二氢钠的质量为淀粉原料质量的0. 3%~1. 5%。次磷酸二氢钠是 作为反应的催化促进剂，加快化学反应。当温度达到80-95°C后，次磷酸二氢钠能够促进羟 基多元酸或其衍生物的羧基与多元醇胺中的氨基、羟基的结合，促进酰胺化、酯化反应，增 强反应产物淀粉涂布胶乳成膜后的强度及弹性。反应时间控制在20-60分钟，由于反应过 程中存在羟基多元酸或其衍生物、多元醇胺以及淀粉分子链之间发生的多羟基交联反应， 控制时间可以使该交联反应发生的更加彻底，保证淀粉主体完全彻底的糊化。反应20-60 分钟之后，液体的粘度达到100_500mpa?s。步骤S3中，利用羟基多元酸或其衍生物、多元 醇胺以及淀粉分子链之间的多羟基反应，形成多维网状的酯化交联结构，同时采用次磷酸 二氢钠促进酯化进行，大幅度增加了淀粉涂布胶乳成膜后的强度及弹性，降低了淀粉涂布 胶乳膜本身的硬性和脆性给纸张强度的
文档序号 :
【 8469283 】
技术研发人员：王春雁,王仁荣,李俊,刘春
技术所有人：金东纸业（江苏）股份有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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