本发明属于淀粉改性及其在壁纸胶中应用技术领域，特别涉及一种环保型淀粉基壁纸胶用变性淀粉及其制备方法。
背景技术：
壁纸胶主要用来粘贴壁纸和壁布，是建材装潢行业常用的一种胶黏剂，粘住墙纸和保证墙纸的使用寿命是最基本的功能。常见的壁纸胶多以淀粉胶粉配合聚合胶水为主要原料，其中淀粉胶粉由于PH高、盐分含量高，容易对墙纸造成变色等不良影响；聚合胶水中甲醛、苯等有害物含量高，对人体健康产生危害，尤其是在消费者日益重视和追求健康安全和环保性能的时代，化工胶黏剂的市场面临重大的考验，取而代之的是淀粉基壁纸胶。淀粉来源广泛，种类众多，是可再生资源，环保健康，是建筑装饰业胶粘产品中少有的可生物降解、不含甲醛、完全无毒、无害、绿色环保的健康型产品，能有效提高墙纸粘结力并防止墙纸发黄、开裂、翘边等缺陷。
目前生产壁纸胶用淀粉多以变性淀粉、原淀粉为主要原料，由于采用变性淀粉与原淀粉混合配方，造成壁纸胶中淀粉的抗老化性能、抗冻融性、粘结力不均衡等原因，本发明对淀粉进行合适的淀粉改性，同时采用食用级变性淀粉的生产工艺，确保壁纸胶环保健康。
技术实现要素：
本发明提供一种环保型淀粉基壁纸胶用变性淀粉，具有健康环保，成本低，制备方法简单，反应条件温和等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种环保型淀粉基壁纸胶用变性淀粉，其是由以下重量份计的原料制得：原淀粉 100份，碱 2.7～7.8份，柠檬酸钠 0.5～1.4份，乙二胺四乙酸钠 0.2～1.0份，三偏磷酸钠 0.3～1.2份，醋酸酐 3.0～7.5份，水 300份。配方中的柠檬酸钠和乙二胺四乙酸二钠一方面可以有效的去除重金属离子，另一方面使制成的壁纸胶色泽白，不容易变稀化水。
本发明配方中采用碳酸钠和氢氧化钠两者组合使用，对淀粉伤害较小。采用碱液合成效率高，生产的改性淀粉产品杂质更少，效果更好；特别是添加了重金属离子去除剂和用软化水进行最后清洗，大幅度降低了淀粉中的重金属含量，提高了壁纸胶容易变色、腐败的难点。
作为优选，所述的原淀粉为土豆淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉或大米淀粉的一种或几种的混合物。
作为优选，所述的碱选自碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钠中的一种或两种以上的组合。作为优选，所述的碱是碳酸钠和氢氧化钠的组合，其中氢氧化钠 1.5～7.5份，碳酸钠 0.3～1.2份。
一种所述的环保型淀粉基壁纸胶用变性淀粉的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)将碱充分溶解于适量水中，搅拌，确保没有固体沉淀，得到的碱液，并将其降温至15-20℃备用，
将原淀粉、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠加入配方剩余量的水中溶解搅拌25-30min得到淀粉乳，降温至15-20℃；
2)将配置好的碱液缓慢加入淀粉乳中，调节淀粉乳的pH到12.0-12.2范围内，然后加入三偏磷酸钠，同时继续用碱液维持淀粉乳pH稳定在12.0-12.2范围内；
3)步骤2)得到的混合液于28-35℃温度下反应5-7h后，用酸调节pH到8.1-8.3范围内；
4)向步骤3)得到的混合液中，一边滴加碱液，一边滴加醋酸酐，控制两者的滴加速度，使淀粉乳pH维持在8.2-8.3范围内进行乙酰化反应；滴加完毕后，继续反应40-50分钟，用酸调节pH为6.0-6.5，得到变性淀粉浆液；
5)变性淀粉浆液经洗涤、脱水、干燥，得到产品。
作为优选，干燥时采用100-130℃的热风进行气流干燥。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1)利用食用淀粉如马铃薯、木薯、玉米、小麦、糯玉米和糯米及大米淀粉为原料采用先交联后酯化的工艺制备不同粘性壁纸胶用变性淀粉，解决了普通壁纸胶用改性淀粉耐高温剪切差，冬天壁纸胶容易老化变硬等问题，同时整个工艺过程采用食品级改性淀粉生产工艺，进一步提升壁纸胶的环保亲和性。
2)采用碳酸钠作为反应的催化剂，能够在较高温无醇、单纯水相、无需添加无机盐的条件下合成壁纸胶用变性淀粉，碳酸钠即可防止淀粉的糊化，又可以参与催化淀粉酯化反应，增加淀粉反应体系的浓度，提高试剂的反应效率，提高淀粉的反应收率由88～90％增加到92～95％，同时消除了有机醇对环境的污染以及回收费用高的问题；
3)本发明制备方法获得的淀粉具有良好的抗冻性和粘结性，可循环冻融3次以上(在零下30℃冰箱中冷冻24小时，取出在室温解冻24小时为一个循环)，产品不析水，粘度不下降，与冻融前一样，解决了壁纸胶冬天不耐冻，使用不方便等问题；此外，本发明淀粉能够替代常用壁纸胶中添加的化工物质如聚乙烯醇、白乳胶等，做出的胶与全部用化工物质的一致，降低了污染和健康危害，同时降低成本。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1-4
一种环保型淀粉基壁纸胶用变性淀粉，原料重量份组成见表1。
表1(kg)
环保型淀粉基壁纸胶用变性淀粉的制备步骤如下：
1)根据表1中配比，将碳酸钠和氢氧化钠充分溶解于150kg水(此部分水计算在配方量内)中，搅拌60min，确保没有固体沉淀，同时用板式换热器将得到的混合碱液降温至15-20℃备用，
将原淀粉、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠加入150kg水(此部分水计算在配方量内)中溶解搅拌25min得到淀粉乳，用板式换热器将淀粉乳降温至15-20℃；
2)将配置好的混合碱液缓慢加入淀粉乳中，调节淀粉乳的pH到12.0-12.2范围内，然后加入三偏磷酸钠(淀粉交联剂)，同时继续用混合碱液维持淀粉乳pH稳定在12.0-12.2范围内；
3)步骤2)得到的混合液于35℃温度下反应5h后，用质量浓度为10％的盐酸调节pH到8.1-8.3范围内；
4)向步骤3)得到的混合液中，一边滴加混合碱液，一边滴加醋酸酐，控制两者的滴加速度，使淀粉乳pH维持在8.2-8.3范围内进行乙酰化反应。滴加完毕后，继续反应40分钟，用质量浓度为10％的盐酸调节pH为6.0-6.5，得到变性淀粉浆液。
5)变性淀粉浆液的洗涤、脱水、干燥：
洗涤：先用碟片分离机分离上述步骤4)的变性淀粉浆液中有机杂质和反应中残留的类化工物质和杂质，之后采用5级旋流洗涤器进行逆流洗涤，进一步去除各类杂质；
脱水、干燥：洗涤后采用真空转鼓进行脱水，用110℃的热风进行气流干燥，获得环保型淀粉基壁纸胶用变性淀粉。
对获得的变性淀粉进行测定，其性能如表2所示：
表2
应用：壁纸胶的制作
取实施例1制得的壁纸胶用变性淀粉200g，加入800g的水调成淀粉乳，再加入食品级防腐剂和防霉剂，在聚合反应器中加热糊化至透明装，恒温15～30min后，分装即可得到环保型壁纸胶粘剂产成品。
壁纸胶的性能检测数据与市售其它壁纸胶粘剂性能对比数据见表3。
表3
本发明其他实施例也采用上述方法进行检测，其检测结果与实施例1的数据接近。通过上面对比分析，本发明产品生产壁纸胶粘剂性能与市售产品性能接近，或超过市售大部分壁纸胶产品，但生产成本为同类产品最低，产品性价比最高。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。