一种ASA施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法及应用与流程

本发明涉及阳离子淀粉复合应用，具体涉及一种asa施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法及应用。

背景技术：

1、阳离子淀粉是在淀粉大分子中引入叔氨基或季铵基，赋予淀粉阳离子特性。阳离子淀粉的正电荷使它与带负电荷的基质结合，并能将带负电荷的其他添加剂吸附并保持在基质上，由于阳离子淀粉对带阴电荷物质的亲和性，广泛应用于造纸、纺织、油田、粘合剂、采矿业和化妆品等。

2、阳离子淀粉在造纸行业的主要用途是利用其阳离子性和强粘结性在造纸时作内添加剂，能改善纸的耐破度，抗张力，耐折度，抗掉毛性等诸多物理性质，提高松香，矾土的施胶效果，纸浆中阳离子淀粉能够凝集固定填料和细纤维，使纸的滤水性能良好，提高纸的抄写速度，也有利于减少水质的污染，另外，阳离子淀粉对能制造出理想纸质的中性胶料中使用的烷基烯酮二聚体(akd)和烯基琥珀酸酐(asa)的乳化和固定也有效果，还可以应用于纸的表面施胶和涂布。

3、asa施胶剂为不挥发性澄清琥珀色液体，具有长的碳链结构，使其具有疏水性而不溶于水，需要经过乳化后才能在纸机系统中使用；又由于其具有容易水解、贮存稳定性较差的特点，所以须在现场乳化后添加至纸机系统中，现场乳化时，需要通过专业的乳化设备，加入阳离子淀粉或阳电性高分子聚合物，使asa施胶剂胶粒表面包裹一层阳离子电荷，在保证乳液稳定的同时能够很好地吸附在带阴电荷的纤维上，增强asa施胶剂乳液施胶剂的留着。目前，最常用的asa施胶剂的乳化剂为季铵盐阳离子淀粉，为了提高asa施胶剂乳液的稳定性，一般是使用高阳离子取代度的季铵盐阳离子淀粉作为乳化剂。

4、但是高阳离子取代度的季铵盐阳离子淀粉的吸湿性强，影响了阳离子淀粉的贮存稳定性，此外，高阳离子取代度的季铵盐阳离子淀粉还会影响asa施胶剂乳液的粒径，导致asa施胶剂乳液的粒径偏大和不均匀，从而提高了asa施胶剂乳液的用量，还降低了制备的纸张的平滑度；此外，在应用于白卡纸、胶版印刷纸、钞票纸、证券纸、海图纸等需要进行表面施胶的纸时，还会影响纸的抗张指数和光泽度。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种asa施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法及应用，能够降低asa施胶剂用复合阳离子淀粉的吸湿性，而且由制备的asa施胶剂用复合阳离子淀粉乳化制得的asa施胶剂乳液的贮存稳定性强，用量少，制备的纸张平滑度、抗张指数、光泽度高。

2、为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种asa施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法，由以下步骤组成：淀粉处理，阳离子化，制备淀粉颗粒，混合；

4、所述淀粉处理，将高直链玉米淀粉、微晶纤维素、水加入高剪切反应釜中进行高剪切，控制高剪切时的转速为2000-3000rpm，温度为50-55℃，时间为20-25min，高剪切结束后进行高压均质，控制高压均质时的压力为30-50mpa，均质次数为3-5次，高压均质结束后得到高压均质液；将高压均质液置于-18℃至-15℃下冷冻处理15-20min，然后自然恢复至室温后，得到混合物；将混合物加入反应釜中，将反应釜的温度控制至48-52℃，搅拌速度控制至60-80rpm，加入真菌α-淀粉酶，搅拌1-1.5h后，得到处理后的淀粉；

5、所述淀粉处理中，高直链玉米淀粉、微晶纤维素、水、真菌α-淀粉酶的重量比为100-110:8-10:250-300:0.6-0.8；

6、所述真菌α-淀粉酶的酶活性为10000-15000u/g；

7、所述阳离子化，向装有处理后的淀粉的反应釜中加入氢氧化钠，然后将反应釜的温度控制至65-70℃，搅拌速度控制至100-120rpm，搅拌10-15min后，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，将反应釜的温度提高至85-90℃，继续搅拌2-2.5h，将反应釜的温度降低至45-50℃，加入醋酸，继续搅拌20-25min，自然恢复至室温，得到阳离子化淀粉；

8、所述淀粉处理中的高直链玉米淀粉与所述阳离子化中的氢氧化钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、醋酸的重量比为100-110:5-6:18-20:5-6；

9、所述阳离子化淀粉的取代度为0.382-0.431；

10、所述制备淀粉颗粒，将高直链玉米淀粉、第一次加入的水加入反应釜中，将反应釜的温度控制至93-97℃，搅拌速度控制至120-150rpm，搅拌40-50min，得到淀粉液；将乙酸乙酯、三氯甲烷、司盘80加入反应釜中，将反应釜的温度控制至50-55℃，搅拌速度控制至120-150rpm，搅拌25-35min，得到有机溶液；将淀粉液与有机溶液加入高剪切反应釜中进行高剪切，控制高剪切时的转速为2000-3000rpm，温度为60-65℃，高剪切40-45min后，加入三氯氧磷，继续高剪切25-30min，离心，控制离心时的转速为8000-10000rpm，时间为6-8min，离心结束得到初级淀粉颗粒；将初级淀粉颗粒、γ-聚谷氨酸、第二次加入的水加入反应釜中，将反应釜的温度控制至80-85℃，搅拌速度控制至100-120rpm，搅拌1.5-2h，加入氢氧化钠，搅拌10-15min，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌2-2.5h，离心，控制离心时的转速为8000-10000rpm，时间为5-7min，离心结束后置于110-115℃下烘干，得到淀粉颗粒；

11、所述制备淀粉颗粒中，高直链玉米淀粉、第一次加入的水、乙酸乙酯、三氯甲烷、司盘80、三氯氧磷、γ-聚谷氨酸、第二次加入的水、氢氧化钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为20-22:200-250:3000-3200:800-1000:60-70:0.004-0.005:0.8-1:100-110:6-8:20-22；

12、所述混合，将阳离子化淀粉、淀粉颗粒、壳寡糖、柠檬酸、聚乙烯胺加入反应釜中，将反应釜的温度控制至20-25℃，搅拌速度控制至120-150rpm，搅拌20-30min，得到asa施胶剂用复合阳离子淀粉；

13、所述混合中，阳离子化淀粉、淀粉颗粒、壳寡糖、柠檬酸、聚乙烯胺的重量比为100-105:3-4:2-4:1-1.5:0.002-0.003。

14、所述施胶剂用复合阳离子淀粉的应用，将十六烯基琥珀酸酐、十八烯基琥珀酸酐、复合阳离子淀粉、水加入高剪切反应釜中进行高剪切，控制高剪切时的转速为4000rpm，时间为5min，高剪切结束得到asa施胶剂乳液；

15、十六烯基琥珀酸酐、十八烯基琥珀酸酐、复合阳离子淀粉、水的重量比为20:20:40-80:800。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

17、（1）本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法，通过对淀粉进行处理，能够降低asa施胶剂用复合阳离子淀粉的吸湿性，将制备的asa施胶剂用复合阳离子淀粉置于温度为30℃，湿度为80%的环境中静置10d后，重量变化率为0.02-0.03%；

18、（2）本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法，通过在混合中加入淀粉颗粒，能够降低asa施胶剂用复合阳离子淀粉的用量，降低至与asa施胶剂的重量比为1:1，在asa施胶剂与本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉的重量比为1:2时，应用于书写纸中时，书写纸的cobb值（60s）为23.9-24.6g/m2，应用于白卡纸中时，白卡纸的cobb值（60s）为20.3-20.6g/m2，应用于胶版印刷纸中时，胶版印刷纸的cobb值（60s）为18.5-18.8g/m2；在asa施胶剂与本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉的重量比为1:1时，应用于书写纸中时，书写纸的cobb值（60s）为24.1-24.8g/m2，应用于白卡纸中时，白卡纸的cobb值（60s）为20.5-20.8g/m2，应用于胶版印刷纸中时，胶版印刷纸的cobb值（60s）为18.4-18.7g/m2；

19、（3）本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法，通过在混合中加入淀粉颗粒，能够提高制备的纸张的平滑度、抗张指数、光泽度，在asa施胶剂与本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉的重量比为1:2时，应用于书写纸中时，书写纸的平滑度为36-38s，抗张指数为54-59n·m/g，75°时的光泽度为89-90%，应用于白卡纸中时，白卡纸的平滑度为40-41s，抗张指数为70-72n·m/g，75°时的光泽度为94-96%，应用于胶版印刷纸中时，胶版印刷纸的平滑度为38-40s，抗张指数为64-65n·m/g，75°时的光泽度为91-92%；

20、（4）本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉的制备方法，通过对淀粉进行处理，以及在混合中加入淀粉颗粒，能够提高制备的asa施胶剂乳液的贮存稳定性强，能够保证在3h后仍具有较好的施胶效果；将由本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉制备的asa施胶剂乳液在室温下静置1h，在应用于书写纸后，cobb值（60s）为23.8-24.7g/m2；将由本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉制备的asa施胶剂乳液在室温下静置2h，在应用于书写纸后，cobb值（60s）为24.1-25.0g/m2；将由本发明的asa施胶剂用复合阳离子淀粉制备的asa施胶剂乳液在室温下静置3h，在应用于书写纸后，cobb值（60s）为27.5-28.2g/m2。