專(zhuān)利名稱(chēng)：膠液透明的陰離子瓜爾膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多糖的改性產(chǎn)品及其制備工藝，尤其是一種膠液透明的陰離子瓜 爾膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
瓜爾膠，英文名為“guargum”，也稱(chēng)做古耳膠、瓜膠等，是從廣泛種植于印巴次大陸 的一種豆科植物_瓜爾豆中提取的一種高純化天然多糖。瓜爾膠多糖，為天然的半乳甘露 聚糖，其化學(xué)結(jié)構(gòu)的主鏈為(l，4)-i3_D甘露糖為單元，側(cè)鏈由α-D半乳糖組成并以(1，6) 鍵與主鏈相連。每隔一個(gè)甘露糖就有一個(gè)半乳糖支鏈，兩者的比例大約是2 1。瓜爾膠 多糖能分散在水中，形成高粘度液體，一般瓜爾膠多糖原粉的水溶液的粘度為4000 6000mPa · S。天然瓜爾膠多糖有以下缺點(diǎn)水不溶物含量高；不能快速溶脹水合，溶解速度 慢；粘度不易控制；耐電解質(zhì)、耐微生物降解性較差，但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)瓜爾膠多糖原粉 進(jìn)行改性后可以明顯改善以上缺點(diǎn)。瓜爾膠多糖的改性研究是基于其不同的應(yīng)用目的展開(kāi)的，改性的多糖主要用在日 用化學(xué)品、油田化學(xué)品、造紙工業(yè)、礦山開(kāi)采等方面，并得到規(guī)模的市場(chǎng)認(rèn)可。瓜爾膠的分子結(jié)構(gòu)上引入陰離子基后顯負(fù)電性，可用作造紙助劑、增加紙張的印 刷性能、抗壓、耐折和耐磨等性能；還可用于洗發(fā)香波、護(hù)膚用品以及織物印花糊料等方面。 CN101323647A公開(kāi)了一種陰離子瓜爾膠的制備工藝，但這種技術(shù)合成的陰離子瓜爾膠的取 代度低，僅為0. 25 0. 6 ；并且膠液透明度低；從而造成其應(yīng)用范圍較窄，尤其不能適用于 對(duì)透明度要求較高領(lǐng)域，如透明日化用品方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種取代度高、溶液透明度高的膠液透明的陰離 子瓜爾膠及其制備方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明方法采用下述工藝步驟(1)、將20 70重量份固體 堿放入80 320重量份分散介質(zhì)中，配制成堿液，然后將100重量份的瓜爾膠加入到堿液 中使其充分溶脹，得到分散液；(2)、將50 120重量份的陰離子醚化劑固體緩慢溶解在水中，制成陰離子醚化劑 溶液；(3)、將陰離子醚化劑溶液滴加到分散液中，在30 70°C溫度下反應(yīng)1. 5 4. 5小 時(shí)，得到反應(yīng)液；(4)、將反應(yīng)液用酸中和至pH為8 9，洗滌、離心、干燥。作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述步驟(1)中瓜爾膠在堿液中溶脹30 120分鐘。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述步驟(3)是在少氧或無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行。優(yōu)選的固體堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或二者的混合物。
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優(yōu)選的分散介質(zhì)是甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、石油醚或丙酮中的一種或幾種與 水的混合物；分散介質(zhì)中水的重量分?jǐn)?shù)在10 35%之間。優(yōu)選的陰離子醚化劑選自氯乙酸、氯乙酸鈉或二者的混合物；陰離子醚化劑溶液 的重量濃度為40%至飽和溶液。優(yōu)選的酸選自鹽酸、硫酸、磷酸、乙酸、檸檬酸中的一種或幾種。本發(fā)明膠液透明的陰離子瓜爾膠采用上述方法制備。本發(fā)明膠液透明的陰離子瓜爾膠，其陰離子取代度為0.8 1.2，1襯％膠液的粘 度為80 500mPa · s，分光光度計(jì)測(cè)定0. 5wt%溶液的透光率可達(dá)90%以上。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明膠液透明的陰離子瓜爾膠的 溶液(膠液)具有較高的透明性，分光光度計(jì)測(cè)定0. 5襯％該瓜爾膠溶液的透光率可高達(dá) 90%以上。粘度位于80 500mPa*s(粘度測(cè)試條件質(zhì)量百分比濃度1%、溫度251、3號(hào) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為6rpm)，用酸洗法測(cè)定陰離子取代度可達(dá)0 · 8 1. 2。本發(fā)明陰離子瓜爾膠的 粘度適宜，膠液穩(wěn)定，非常適合用于透明的個(gè)人護(hù)理品和紡織印花糊料領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1 將52克固體NaOH放入210克的乙醇和60克水的混合液(分散介質(zhì)，其中水的重 量分?jǐn)?shù)為22. 2 % )中，攪拌溶解得高濃度的堿液，加入100克瓜爾膠原粉，室溫?cái)嚢杈鶆?，堿 化溶脹1. 5小時(shí)，得到分散液。分散液升溫至60°C，滴加質(zhì)量百分比濃度為65%的氯乙酸 醚化劑溶液140克(其中氯乙酸91克)，恒溫反應(yīng)2. 5小時(shí)后，降溫得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液 用30wt%的鹽酸調(diào)節(jié)pH值為8. 5，洗滌、過(guò)濾、烘干后得到膠液透明的陰離子瓜爾膠。陰離 子瓜爾膠的產(chǎn)量為154克，用酸洗法測(cè)定取代度為0. 88，膠液粘度為130mPa *s，分光 光度計(jì)測(cè)定0. 5襯％膠液的透光率為90%。實(shí)施例2 將42克固體KOH放入200克的異丙醇和52克水的混合液(分散介質(zhì)，其中水的 重量分?jǐn)?shù)為20. 6% )中，攪拌溶解得高濃度的堿液，在堿液中加入100克瓜爾膠原粉，室溫 攪拌均勻，堿化溶脹2小時(shí)，得到分散液。將盛放分散液的容器用氮?dú)庵脫Q3次，形成無(wú)氧 或缺氧環(huán)境；然后分散液升溫至65°C，滴加質(zhì)量百分比濃度45%醚化劑溶液200克(其中 氯乙酸鈉90克)，恒溫反應(yīng)3. 5小時(shí)后，降溫得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液用30wt%的硫酸調(diào)節(jié) PH值為8，洗滌、過(guò)濾、烘干后得到膠液透明的陰離子化瓜爾膠。陰離子瓜爾膠的產(chǎn)量為159 克，用酸洗法測(cè)定取代度為1. 05，Iwt %膠液粘度為300mPa · s，分光光度計(jì)測(cè)定0. 5%膠液 的透光率為92%。實(shí)施例3 將70克固體NaOH放入200克的異丙醇和82克水的混合液(分散介質(zhì)，其中水的 重量分?jǐn)?shù)為29% )中，攪拌溶解得高濃度的堿液，在堿液加入100克瓜爾膠原粉，室溫?cái)嚢?均勻，堿化溶脹2小時(shí)，得到分散液；分散液升溫至50°C，滴加質(zhì)量百分比濃度為65%氯乙 酸醚化劑溶液130克(其中氯乙酸84.5克)，恒溫反應(yīng)4. 5小時(shí)后，降溫得到反應(yīng)液。將反 應(yīng)液用60wt%的磷酸調(diào)節(jié)pH值為9，洗滌、過(guò)濾、烘干后得到膠液透明的陰離子化瓜爾膠。
4陰離子瓜爾膠的產(chǎn)量為151克，用酸洗法測(cè)定取代度為0. 84，膠液粘度為480mPa · s, 分光光度計(jì)測(cè)定0. 5襯％膠液的透光率為86%。實(shí)施例4 將38克固體NaOH放入210克的甲醇和60克水的混合液(分散介質(zhì)，其中水的重 量分?jǐn)?shù)為22. 2% )中，攪拌溶解得高濃度的堿液，在堿液中加入100克瓜爾膠原粉，室溫?cái)?拌均勻，堿化溶脹2. 5小時(shí)，得到分散液。將盛放分散液的容器用氮?dú)庵脫Q3次，形成無(wú)氧或 缺氧環(huán)境；然后將分散液升溫至70°C，滴加質(zhì)量百分比濃度為50%的氯乙酸鈉和氯乙酸混 合物溶液(氯乙酸鈉和氯乙酸的質(zhì)量比為3 2) 180克(其中氯乙酸鈉和氯乙酸的質(zhì)量共 90克)，恒溫反應(yīng)4小時(shí)后，降溫得到反應(yīng)液。將反應(yīng)液用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值約為9，洗滌、過(guò) 濾、烘干后得到膠液透明的陰離子化瓜爾膠。陰離子瓜爾膠的產(chǎn)量為175克，用酸洗法測(cè)定 取代度為1. 2，膠液粘度為120mPa · s，分光光度計(jì)測(cè)定0. 5%膠液的透光率為94%。實(shí)施例5 將10克固體NaOH和10克KOH放入52克的甲醇和28克水的混合液(分散介質(zhì)， 其中水的重量分?jǐn)?shù)為35% )中，攪拌溶解得高濃度的堿液，在堿液中加入100克瓜爾膠原 粉，室溫?cái)嚢杈鶆?，堿化溶脹30分鐘，得到分散液。將盛放分散液的容器用氮?dú)庵脫Q3次， 形成無(wú)氧或缺氧環(huán)境；然后將分散液升溫至30°C，滴加質(zhì)量百分比濃度為40%的氯乙酸鈉 125克(其中氯乙酸鈉50克)，恒溫反應(yīng)4. 5小時(shí)后，降溫得到反應(yīng)液。將反應(yīng)液用檸檬酸 調(diào)節(jié)PH值約為8. 7，洗滌、過(guò)濾、烘干后得到膠液透明的陰離子化瓜爾膠。陰離子瓜爾膠的 產(chǎn)量為160克，用酸洗法測(cè)定取代度為0. 9，Iwt %膠液粘度為210mPa · s，分光光度計(jì)測(cè)定 0.5%膠液的透光率為91%。實(shí)施例6 將45克KOH放入288克的正丁醇和32克水的混合液(分散介質(zhì)，其中水的重量 分?jǐn)?shù)為10% )中，攪拌溶解得高濃度的堿液，在堿液中加入100克瓜爾膠原粉，室溫?cái)嚢杈?勻，堿化溶脹75分鐘，得到分散液。將分散液升溫至45°C，滴加質(zhì)量百分比濃度為40%的 氯乙酸300克(其中氯乙酸120克)，恒溫反應(yīng)1.5小時(shí)后，降溫得到反應(yīng)液。將反應(yīng)液用 乙酸調(diào)節(jié)PH值約為8. 2，洗滌、過(guò)濾、烘干后得到膠液透明的陰離子化瓜爾膠。陰離子瓜爾 膠的產(chǎn)量為155克，用酸洗法測(cè)定取代度為0. 93，膠液粘度為IOOmPa ·s，分光光度計(jì) 測(cè)定0. 5%膠液的透光率為93%。實(shí)施例7 將60克固體NaOH放入90克石油醚、90克丙酮和20克水的混合液(分散介質(zhì)， 其中水的重量分?jǐn)?shù)為10% )中，攪拌溶解得高濃度的堿液，加入100克瓜爾膠原粉，室溫?cái)?拌均勻，堿化溶脹1. 5小時(shí)，得到分散液。分散液升溫至55°C，滴加氯乙酸醚飽和溶液102 克(其中氯乙酸醚飽和溶液濃度為83wt%、氯乙酸85克)，恒溫反應(yīng)3小時(shí)后，降溫得到反 應(yīng)液；將反應(yīng)液用30wt%的鹽酸調(diào)節(jié)pH值為8. 5，洗滌、過(guò)濾、烘干后得到膠液透明的陰離 子瓜爾膠。陰離子瓜爾膠的產(chǎn)量為170克，用酸洗法測(cè)定取代度為0. 90，膠液粘度為 200mPa · s，分光光度計(jì)測(cè)定0. 5襯％膠液的透光率為92%。
權(quán)利要求
一種膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在于，該方法采用下述工藝步驟(1)、將20～70重量份固體堿放入80～320重量份分散介質(zhì)中，配制成堿液，然后將100重量份的瓜爾膠加入到堿液中使其充分溶脹，得到分散液；(2)、將50～120重量份的陰離子醚化劑固體緩慢溶解在水中，制成陰離子醚化劑溶液；(3)、將陰離子醚化劑溶液滴加到分散液中，在30～70℃溫度下反應(yīng)1.5～4.5小時(shí)，得到反應(yīng)液；(4)、將反應(yīng)液用酸中和至pH為8～9，洗滌、離心、干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在于所述步 驟(1)中瓜爾膠在堿液中溶脹30 120分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在于所述步 驟(2)中的陰離子醚化劑溶液的重量濃度為40%至飽和溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在于所述步 驟(3)是在少氧或無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任意一種膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在 于所述的固體堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或二者的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任意一種膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在 于所述的分散介質(zhì)是甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、石油醚或丙酮中的一種或幾種與水的混 合物；分散介質(zhì)中水的重量分?jǐn)?shù)在10 35%之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任意一種膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在 于所述的陰離子醚化劑選自氯乙酸、氯乙酸鈉或二者的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任意一種膠液透明的陰離子瓜爾膠的制備方法，其特征在 于所述的酸選自鹽酸、硫酸、磷酸、乙酸、檸檬酸中的一種或幾種。
9.權(quán)利要求1 8所述的任意一種方法制備的膠液透明的陰離子瓜爾膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膠液透明的陰離子瓜爾膠，其特征在于其陰離子取代度為 0. 8 1. 2，Iwt %膠液的粘度為80 500mPa. s，0. 5wt%溶液的透光率可達(dá)90%以上。全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種膠液透明的陰離子瓜爾膠及其制備方法，該陰離子瓜爾膠的陰離子取代度為0.8～1.2，1wt％膠液的粘度為80～500mPa.s，0.5wt％溶液的透光率可達(dá)90％以上。本陰離子瓜爾膠溶液具有較高的透明性，粘度適宜，膠液穩(wěn)定，非常適合用于透明的個(gè)人護(hù)理品和紡織印花糊料領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08B37/00GK101906171SQ20101010783
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者莊煒瑋, 張仕飚, 李紹英, 牛春梅, 王著 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)