一種用于玻纖浸潤劑中變性淀粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃纖維紗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于玻纖浸潤劑中變性淀粉及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃纖維是一種增強(qiáng)型無機(jī)材料，具有強(qiáng)度高、吸濕低、耐腐蝕、比重小、電絕緣性 好等優(yōu)異特性，廣泛運(yùn)用于建筑，交通，電子，航空航天，能源化工及國防等領(lǐng)域。浸潤劑的 使用能增加玻璃纖維的強(qiáng)度，集束單絲潤滑并保護(hù)纖維表面不受到損害。淀粉型浸潤劑具 有原料無毒害、后處理簡單、清洗容易、分解溫度低、經(jīng)處理后的布面潔白整潔的優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 根據(jù)淀粉與陽離子基團(tuán)間化學(xué)鍵類型可將陽離子淀粉分為醚化型、酯化型及接枝 共聚型，其中醚化型陽離子淀粉是淀粉分子中的羥基與陽離子醚化劑通過醚化反應(yīng)結(jié)合而 成，醚化型陽離子淀粉的化學(xué)鍵穩(wěn)定，又較接枝共聚陽離子淀粉合成工藝簡單，所以到目前 為止最受關(guān)注。
[0004] 但是，當(dāng)前浸潤劑中變性淀粉都是采用高鏈玉米淀粉為原料，原料成本高，而且現(xiàn) 有技術(shù)采用采用氧化醚化或者交聯(lián)醚化復(fù)合變性，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本進(jìn)一步提高。變性淀 粉作為成膜劑，是玻纖浸潤劑的主要成分之一，主導(dǎo)了玻纖浸潤劑的成本，因此，尋找性能 良好、價(jià)格低廉的變性淀粉成膜劑一直是玻纖行業(yè)努力的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于玻纖浸潤劑中變性淀 粉的制備方法，在玻纖浸潤劑中，該變性淀粉膜強(qiáng)度高，彈性好，使浸潤劑分布均勻，并能減 少浸潤劑迀移傾向和形成凝膠傾向，改善薄膜干燥，減少纖維折斷。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種用于玻纖浸潤劑的變性淀粉的制備方法，包括下列步驟：
[0008] (1)將淀粉用水調(diào)成淀粉乳，往所述淀粉乳中加入膨脹抑制劑；
[0009] (2)用NaOH溶液調(diào)節(jié)步驟（1)所得淀粉乳的pH值為10~12,加入相當(dāng)于淀粉質(zhì) 量5%~10%的堿催化劑，再加入相當(dāng)于淀粉質(zhì)量5%~10%的醚化劑，在40~45°C溫度 下攪拌反應(yīng)，然后再加入鹽酸調(diào)節(jié)淀粉乳pH值至4~5,結(jié)束反應(yīng)，得到反應(yīng)后的淀粉乳；
[0010] (3)將步驟⑵所述反應(yīng)后的淀粉乳用乙醇進(jìn)行抽洗，再用蒸餾水洗滌，然后將洗 滌所得物干燥，粉碎，過篩，得到陽離子淀粉；
[0011] (4)將步驟（3)所得陽離子淀粉與直鏈淀粉按照1:1~1:2質(zhì)量比混合均勾，得所 述用于玻纖浸潤劑的變性淀粉；
[0012] 所述的膨脹抑制劑為硫酸鈉或/和氯化鈉；
[0013] 所述的堿催化劑為氫氧化鈉或/和氫氧化鈣；
[0014] 所述的醚化劑為3 -氯-2 -羥丙基三甲銨氯化物（以下簡稱CHPTMA)或N- (2, 3 -環(huán)氧丙基）三甲銨氯化物（以下簡稱GTA)。
[0015] 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述膨脹抑制劑的加入量為淀粉質(zhì)量5%~ 10%〇
[0016] 優(yōu)選地，所述攪拌反應(yīng)的時間為10~16小時。
[0017] 優(yōu)選地，步驟（1)所述淀粉為玉米直鏈淀粉、玉米淀粉、錯質(zhì)玉米淀粉、大米淀粉、 蠟質(zhì)大米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、綠豆淀粉和豌豆淀粉中的一種或多種。
[0018] 優(yōu)選地，步驟（1)所述淀粉乳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%~45%。
[0019] 優(yōu)選地，所述直鏈淀粉為直鏈淀粉含量范圍50%~70%的玉米直鏈淀粉。
[0020] 優(yōu)選地，所述NaOH溶液的濃度為0? 1~lmol/L;所述鹽酸濃度為0? 1~lmol/L〇
[0021] 優(yōu)選地，所述乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)95% ;步驟（3)所述用乙醇進(jìn)行抽洗的次數(shù)為4~ 5次；步驟（3)所述蒸餾水洗滌的次數(shù)為2~3次；所述干燥是在45~55°C鼓風(fēng)干燥箱中 烘干；所述過篩的篩孔為100目
[0022] 優(yōu)選地，所述醚化劑3 -氯-2 -羥丙基三甲銨氯化物的制備方法為：將等摩爾環(huán) 氧氯丙烷與三甲胺或三甲胺鹽酸鹽水溶液于25~60°C反應(yīng)制得；
[0023] 所述醚化劑N- (2, 3 -環(huán)氧丙基）三甲銨氯化物的制備方法為：將等摩爾環(huán)氧氯 丙烷或3 -氯丙烯與三甲胺于25~60°C反應(yīng)制得。
[0024] -種用于玻纖浸潤劑的變性淀粉，由上述的制備方法制得。
[0025] 上述冷卻、干燥、粉碎等都是當(dāng)前食品加工領(lǐng)域中的通用技術(shù)。
[0026] 所述變性淀粉為無異味、無雜物、細(xì)膩的白色粉末。
[0027] GTA和CHPTMA在不同的pH條件下可以互相迅速轉(zhuǎn)化。
[0028] 現(xiàn)有淀粉研究技術(shù)人員對于淀粉原料的應(yīng)用，如果需要對淀粉改性，已經(jīng)開發(fā)了 多種改性方法，在實(shí)際中有多方面的應(yīng)用。但是這種應(yīng)用都是直接應(yīng)用改性淀粉，而將未改 性淀粉和改性淀粉混合使用尚未發(fā)現(xiàn)，可能現(xiàn)有技術(shù)人員認(rèn)為這樣的混合使用將產(chǎn)生相互 影響。而本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將變性淀粉產(chǎn)品和原淀粉混合使用，由于高直鏈淀粉天然 具有優(yōu)異的成膜性、柔韌性、抗張強(qiáng)度及水不溶性；醚化型陽離子淀粉具有良好的成膜性、 粘度穩(wěn)定性、對纖維的親合力等優(yōu)點(diǎn)，使用陽離子淀粉和直鏈淀粉的混合物形成變性淀粉 產(chǎn)品，作為淀粉型玻纖浸潤劑主要成分，可以兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)，這種變性淀粉膜強(qiáng)度高，彈 性好，浸潤劑分布均勾，并能減少浸潤劑迀移傾向和形成凝膠傾向，改善薄膜干燥，減少纖 維折斷，非常適用于玻纖浸潤劑中，而且由于陽離子變性淀粉原料為普通淀粉，成本相對較 低，有效克服了采用復(fù)合改性（交聯(lián)醚化或氧化醚化）方法得到的變性淀粉的不足和生產(chǎn) 成本高的問題。
[0029] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0030] 1)本發(fā)明混合陽離子改性淀粉與直鏈淀粉克服了原淀粉和單一變性淀粉的不足， 用于玻纖浸潤劑中，這種變性淀粉膜強(qiáng)度高，彈性好，使浸潤劑分布均勻，并能減少浸潤劑 迀移傾向和形成凝膠傾向，改善薄膜干燥，減少纖維折斷。
[0031] 2)本發(fā)明采用陽離子改性淀粉與直鏈淀粉混合制備變性淀粉的方法，制備一種用 于玻纖浸潤劑中的變性淀粉。其中，陽離子淀粉實(shí)用性的關(guān)鍵在于對于帶陰電荷物質(zhì)的親 和性，浸潤劑中的其他成分容易與之緊密結(jié)合，使浸潤劑分布均勻；陽離子淀粉的灰分較其 他變性淀粉低，膜的耐磨性更好，保護(hù)玻纖的性能更強(qiáng)，飛絲較少或無；
[0032] 3)直鏈淀粉具有優(yōu)異的成膜性和凝膠化特性，其凝膠特性的存在能夠阻止浸潤劑 的迀移，但直鏈淀粉水溶性較差，溶液粘度較高，會降低浸潤劑的工藝性能，引起玻纖紗起 毛；
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的實(shí) 施方式不限于此。
[0034] 實(shí)施例1
[0035] -種用于玻纖浸潤劑中變性淀粉，由陽離子淀粉和直鏈淀粉混合而得，其制備方 法如下：
[0036] (1)將玉米淀粉用蒸餾水調(diào)成質(zhì)量濃度為35%的淀粉乳，往所述淀粉乳中加入相 當(dāng)于淀粉質(zhì)量5%的硫酸鈉；
[0037] ⑵用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)步驟⑴所得淀粉乳的pH為10. 0,加入相當(dāng)于淀 粉質(zhì)量5 %的堿催化劑NaOH，再加入相當(dāng)于淀粉質(zhì)量8 %的醚化劑CHPTMA，在40°C溫度下攪 拌反應(yīng)10小時，然后再加入lmol/L的HC1溶液調(diào)節(jié)淀粉乳pH至4. 0,結(jié)束反應(yīng)，得到反應(yīng) 后的淀粉乳；
[0038] (3)將步驟⑵所述反應(yīng)后的淀粉乳用乙醇進(jìn)行抽洗4次，再用蒸餾水洗滌2次， 然后將洗滌所得物在45°C鼓風(fēng)干燥箱中烘干，粉碎，過100目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到陽離子淀粉；
[0039] (4)將步驟（3)所得陽離子淀粉與直鏈淀粉（直鏈淀粉是直鏈淀粉含量為50 %的 玉米直鏈淀粉）按照1:1的質(zhì)量比例混合均勻，即為所述用于玻纖浸潤劑的變性淀粉。
[0040] (5)按現(xiàn)有技術(shù)方式配制和使用浸潤劑：將實(shí)施例1制得的變性淀粉產(chǎn)品與去離 子水混合，配制成質(zhì)量百分含量為5%的溶液，將溶液加熱至90°C，恒溫30min糊化，升溫過 程不宜太快（升溫速度控制在1. 5~3. 0°C/min)。糊化完成后，再加入適量溫水調(diào)節(jié)溫度 至75°C(成為淀粉糊）