陽離子淀粉及其制備方法、由陽離子淀粉制備的造紙增強劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及造紙生產技術領域，尤其涉及陽離子淀粉及其制備方法、由陽離子淀 粉制備的造紙增強劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 陽離子淀粉為淀粉透過醚化劑接入陽離子基團，使得淀粉帶正電荷后能和漿料 中的纖維、填料等帶負電荷的物質吸引結合后提高了纖維之間的結合力，從而改善了紙機 濕部的濾水性和留著率，提高紙張的強度，并由此使紙機車速加快，提高纖維和填料的利用 率，降低廢水污染負荷。
[0003]目前陽離子淀粉制備方法分為濕法、干法和半干法。
[0004] 濕法產品因具有白度高、反應均勻，取代度容易控制等優點而受到使用者的歡迎， 但同時存在著醚化劑在反應物含水量高的情況下容易水解的情況，導致反應效率低，反應 時間長等缺陷，有的還需要加入抗凝膠劑，并且產品需要脫水后干燥，對環境存在一定的污 染。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明提供了陽離子淀粉及其制備方法、由陽離子淀粉制備的造紙增 強劑及其制備方法，克服了現有制備方法醚化劑易水解，反應效率低，反應時間長，反應會 產生廢水的問題，并且。
[0006] 本發明采用的技術手段如下：
[0007] 陽離子淀粉的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 將淀粉、醚化劑、堿性催化劑和水混合為混合物I，經過第一次攪拌制得混合 物II第一次攪拌時間為30s~60s，第一次攪拌溫度為25 °C~35°C，第一次攪拌速度為 800RPM~3000RPM。
[0009] 所述醚化劑添加量為淀粉質量的3%~10%，堿性試劑添加量為淀粉質量的 1. 0%~3. 5%，加入水后將溶液配成質量百分比為20%~40%，所述質量濃度為所述淀粉 與所述混合物I的質量百分比。
[0010] 將混合物II再經過第二次攪拌，攪拌時間為12h~36h，攪拌溫度為30°C~50°C， 攪拌速度為10~30RPM，即制得所述陽離子淀粉。
[0011] 優選地，所述醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨。
[0012] 優選地，所述堿性催化劑為濃度為5w/w%~10w/w%氫氧化鈉溶液。
[0013] 優選地，所述第一次攪拌時間為35s~55s，第一次攪拌溫度為常溫27°C~32°C， 第一次攪拌速度為900RPM~2500RPM。
[0014] 本發明還提供一種由所述陽離子淀粉的制備方法制得的陽離子淀粉。
[0015] 本發明還提供一種造紙增強劑的制備方法，將所述的一種陽離子淀粉的制備方法 制得的所述陽離子淀粉加入水稀釋至質量百分比為5%~10%的混合液III，所述質量百分 比為所述陽離子淀粉與所述混合液III的質量百分比，再將所述混合液III進行蒸煮處理，蒸 煮溫度為90°C~150°C，蒸煮時間為8s~20s，再加水稀釋至質量百分比為2%~10%的混 合液IV，所述質量百分比為所述陽離子淀粉與所述混合液IV的質量百分比，將所述混合物 IV保溫處理，保溫溫度75°C~95°C即制得所述造紙增強劑。
[0016] 本發明還提供一種由所述造紙增強劑的制備方法制得的造紙增強劑。
[0017] 采用本發明所提供的一種高轉化率陽離子淀粉的制備方法，改善了濕法制備的轉 化流程，利用原淀粉中帶有的羥基與醚化劑在堿性及溫度條件下反應制得，使不帶電荷的 原淀粉帶上正電荷，該制備方式通過分批次攪拌、不同攪拌速度的合理控制，高效利用醚化 劑，減少其水解，且制備過程中使用的堿性催化劑用量較少，反應后的最終產品中游離堿的 量較少，不需要對其中和。不僅減少了反應試劑的使用量，而且有效的提高了反應效率，制 備的陽離子淀粉具有高轉化效率，高分子量，且可直接透過蒸煮器蒸煮后供應給紙機使用， 減少因脫水干燥產生的廢水污染，具有較為廣泛的應用價值。
[0018] 將所述的一種陽離子淀粉的制備方法制得的所述陽離子淀粉采用本發明提供的 一種造紙增強劑的制備方法制得的造紙增強劑，有效的提高了紙張的物理性質，例如：紙張 的內聚力、耐折度和抗張強度等，具有廣泛的應用價值。
【具體實施方式】
[0019] 以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實施例只用于解釋本發明，并非用于 限定本發明的范圍。
[0020] 實施例1
[0021] -種高轉化率陽離子淀粉的制備方法，包括以下步驟：
[0022] 將1200kg木薯淀粉干粉投入料倉中，在通過螺旋喂料器緩慢輸送到混合槽，同時 加入4752kg水，36kg的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶液和12kg5%的氫氧化鈉溶液混 合為混合物I，再進行第一次攪拌，第一次攪拌速度為800RPM，第一次攪拌時間為30s，第 一次攪拌溫度為25 °C，制得混合物II，一方面防止淀粉沉積，另一方面將3-氯-2-羥丙基三 甲基氯化銨快速打散，高效與淀粉、水、堿性催化劑混合，防止在淀粉改性反應開始前被水 解。
[0023] 在反應槽外表面套上保溫套，保溫套的夾層中通入恒溫為30°C的水，再開啟栗將 混合物II輸送至反應槽，再開啟攪拌器進行第二次攪拌，第二次攪拌溫度控制在30°C，攪拌 速度為10RPM，第二次攪拌時間為12h，即制得陽離子淀粉。
[0024] 實施例2
[0025] 將1000kg木薯淀粉干粉投入料倉中，在通過螺旋喂料器緩慢輸送到混合槽，同 時加入2263kg水攪拌制得木薯淀粉溶液，再加入50kg的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨 溶液和20kg8 %的氫氧化鈉溶液混合為混合物I，再進行第一次攪拌，第一次攪拌速度為 1000RPM，第一次攪拌時間為45s，第一次攪拌溫度為常溫30°C，制得混合物II，一方面防止 淀粉沉底，另一方面將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨快速打散，高效與淀粉、水、堿性催化 劑混合，防止在淀粉改性反應開始前被水解。
[0026]在反應槽外表面套上保溫套，保溫套的夾層中通入恒溫為40°C的水，再開啟栗將 混合物II輸送至反應槽，再開啟攪拌器進行第二次攪拌，第二次攪拌溫度控制在40°C，攪拌 速度為20RPM，第二次攪拌時間為24h，即制得陽離子淀粉。
[0027] 實施例3
[0028] 將1500kg木薯淀粉干粉投入料倉中，在通過螺旋喂料器緩慢輸送到混合槽，同時 加入3180kg水攪拌制得木薯淀粉溶液，再加入120kg的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶 液和45kg10 %的氫氧化鈉溶液混合為混合物I，再進行第一次攪拌，第一次攪拌速度為 3000RPM，第一次攪拌時間60s，第一次攪拌溫度為35°C，制得混合物II，一方面防止淀粉沉 底，另一方面將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨快速打散，高效與淀粉、水、堿性催化劑混合， 防止在淀粉改性反應開始前被水解。
[0029] 在反應槽外表面套上保溫套，保溫套的夾層中通入恒溫為50°C的水，再開啟栗將 混合物輸送至反應槽，再開啟攪拌器進行第二次攪拌，第二次攪拌溫度控制在50°C，攪拌速 度為30RPM，第二次攪拌時間為36h，即制得陽離子淀粉。
[0030] 實施例4
[0031] 將1200kg木薯淀粉干粉投入料倉中，在通過螺旋喂料器緩慢輸送到混合槽，同時 加入4752kg水，36kg的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶液和12kg10%的氫氧化鈉溶液 混合為混合物I，再進行第一次攪拌，第一次攪拌速度為3000RPM，第一次攪拌時間為30s， 第一次攪拌溫度為35 °C，制得混合物II，一方面防止淀粉沉積，另一方面將3-氯-2-羥丙基 三甲基氯化銨快速打散，高效與淀粉、水、堿性催化劑混合，防止在淀粉改性反應開始前被 水解。
[0032] 在反應槽外表面套上保溫套，保溫套的夾層中通入恒溫為40°C的水，再開啟栗將 混合物輸送至反應槽，再開啟攪拌器進行第二次攪拌，第二次攪拌溫度控制在40°C，攪拌速 度為15RPM，第二次攪拌時間為12h，即制得陽離子淀粉。
[0033] 實施例5
[0034] 將實施例1所述的一種陽離子淀粉的制備方法制得的所述陽離子淀粉加入水稀 釋至質量百分比為5%的混合液III，所述質量百分比為所述陽離子淀粉與所述混合液III的 質量百分比，再將所述混合液III進行蒸煮處理，蒸煮溫度為90°C，蒸煮時間為8s，再加水稀 釋至質量百分比為2%的混合液IV，所述質量百分比為所述陽離子淀粉與所述混合液IV的 質量百分比，將所述混合物IV保溫處理，保溫溫度75°C即制得所述造紙增強劑。
[0035] 實施例6
[0036] 將實施例2的一種陽離子淀粉的制備方法制得的所述陽離子淀粉