一种交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及变性淀粉技术领域，具体公开了一种交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉及其制备方法。该改性淀粉由以下方法制备：首先，取膨胀抑制剂、醚化试剂1、pH调节剂，加入水中，搅拌均匀后加入淀粉，再加入醚化试剂2，反应；然后加入pH调节剂调节溶液pH＝11.1～11.5，然后加热至42～45℃，加入交联剂，反应；然后再加入膨胀抑制剂，继续反应，之后加入无机酸水溶液调节溶液pH＝6～7.5，然后进行洗涤、脱水处理，即得所述的交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉；所述醚化试剂1为氯乙酸钠；所述醚化试剂2为环氧丙烷。该改性淀粉具有好的成膜性、流动性、粘结力，强的抗电介质和抗冻能力，具备淀粉基胶黏剂所需的优良特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变性淀粉
，具体涉及一种交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉 及其制备方法。
技术介绍
壁纸胶是用于粘贴壁纸或壁布胶黏剂的简称，它不仅要保证墙纸的粘贴性和使用 寿命，同时还要求环保无害。但目前消费者在装修时使用的多为甲醛类胶黏剂、脲醛树脂胶 黏剂和酚醛树脂胶黏剂，这三种胶黏剂在使用过程中会连续不断地释放出甲醛且释放时间 长，严重危害到人类的健康和生态环境。因此，亟需研究开发出一种新型的胶粉替代上述三 种胶黏剂作为壁纸胶，减少建筑装饰用品对人类健康和环境的危害。 淀粉为可再生资源，不仅有良好的粘结性，而且来源广泛、价格低廉、安全无毒、环 保易降解，由于淀粉的上述特性，使其在近年来成为对于新兴环保壁纸胶粉的研究重点，淀 粉基胶黏剂成为最具开发潜力的天然胶黏剂。然而由于天然淀粉存在流动性差、耐水性差、 贮存稳定性差的缺点，使得淀粉胶在市场上的应用受到很大的限制，因此需要研究开发出 一种工艺方法对天然淀粉进行改性处理，使其适用于制备成壁纸用胶黏剂。目前国内对于 壁纸胶黏剂用改性淀粉的制备方法大多是以有机溶剂为媒介进行反应，工艺复杂，由多个 反应步骤组成，上下步骤反应条件差别大，需要经洗涤后再次调浆才能进行下步反应，易造 成环境污染，连续性差，工业化生产困难且成本高。另外，目前国内对于壁纸胶黏剂用改性 淀粉的研究主要对淀粉进行交联和羧甲基化改性，如中国专利CN102229676A公开了一种建 筑涂料专用胶粉的制备工艺，依次分氧化反应、交联反应和醚化反应三步制备获得交联羧 甲基化改性淀粉，该改性淀粉冷水可溶性差、工艺复杂、成本高，无法满足当今市场流行的 壁纸湿胶加工工艺要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种交联羧甲基羟丙基化复合改 性淀粉，该改性淀粉具有好的成膜性、流动性、粘结力、涂抹性，抗冻和抗电解质能力强。 同时，本专利技术的目的还在于提供一种交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉的制备方 法，以水为反应介质，一步反应合成羧甲基羟丙基双重醚化交联的复合改性淀粉，简化工艺 步骤。 为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是： -种交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉，由包括以下操作步骤的方法制备而得： 1)取膨胀抑制剂、醚化试剂1、ρΗ调节剂，加入水中，搅拌均匀后加入淀粉，调成淀 粉浆乳，再加入醚化试剂2，反应，得反应溶液1; 2)在反应溶液1中加入pH调节剂调节反应溶液1的pH= 11.1~11.5，然后加热至42 ~45°C，加入交联剂，反应，得反应溶液2; 3)在反应溶液2中加入膨胀抑制剂，继续反应，得反应溶液3; 4)在反应溶液3中加入无机酸水溶液调节反应溶液3的pH= 6~7.5，然后进行洗 涤、脱水处理，即得所述的交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉； 所述醚化试剂1为氯乙酸钠;所述醚化试剂2为环氧丙烷。其中采用氯乙酸作为醚 化试剂对淀粉进行羧甲基化改性，相比传统的以氯乙酸作为羧甲基化改性的醚化试剂，减 少整个体系的副反应，提尚反应效率。 所述淀粉为普通玉米淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉、土豆淀粉中的一种或任意组 合。 所述步骤1)中搅拌的时间为40~50min。 所述水与淀粉的质量比为110~120:100。所述醚化试剂1与淀粉的质量比为20~35:100。所述醚化试剂2与淀粉的质量比为8~12:100。步骤1)中所述pH调节剂为片碱;所述片碱与淀粉的质量比为0.3~0.5:100。 步骤2)中所述pH调节剂为质量浓度为2.8%~3.0%的氢氧化钠水溶液;所述pH调 节剂与淀粉的质量比为55~60:100。 所述膨胀抑制剂为氯化钠、硫酸钠或硫酸钙;所述步骤1)中所用膨胀抑制剂与淀 粉的质量比为5~6:100;所述步骤3)中所用膨胀抑制剂与淀粉的质量比为3~5:100。 所述交联剂为环氧氯丙烷;所述交联剂与淀粉的质量比为0.01~0.015:100。 所述无机酸水溶液为质量浓度为10 %的HC1水溶液。 步骤1)中所述反应的时间为1~1.5小时。 步骤2)中所述反应的时间为12~14小时。 步骤3)中所述继续反应的时间为7~9小时。 步骤4)中所述洗涤的具体方法为:采用旋流洗涤器进行洗涤，去除反应残留物质 和杂质，直至电导率<2500ys/cm〇 步骤4)中所述脱水的具体方法为:采用真空转鼓进行脱水，得固形物;所述脱水后 还包括将固形物经气流干燥系统干燥后，用1〇〇目振动筛筛分，包装，制得所述的交联羧甲 基羟丙基化复合改性淀粉。 本专利技术交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉，采用羧甲基化用醚化试剂和羟丙基化 用醚化试剂进行双重醚化后，然后再进行交联改性，形成经过交联、羧甲基化、羟丙基化三 重复合改性的淀粉，弥补单一改性淀粉的弊端，并通过分两次加入膨胀抑制剂的方式，提高 羧甲基和羟丙基的取代度，使制备的改性淀粉成膜性、流动性和粘结力提高，抗电解质及抗 冻性增强，使之具备淀粉基胶黏剂所需的优良特性，能够制备出新型、优质、环保、安全的壁 纸胶黏剂。另外，本专利技术交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉在用于制备胶黏剂时，开胶量是 普通变性淀粉的1.3~1.5倍，尤其适用于用于制备墙布和厚重壁纸用胶黏剂。 本专利技术交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉的制备方法，以水为反应介质，一步合 成双重醚化交联的复合改性淀粉，不仅简化了工艺，缩短了反应时间，降低生产成本，而且 使制备的改性淀粉质量稳定，适合工业化连续生产。另外，该方法工业生产灵活性强，企业 可以根据生产壁纸胶黏剂的成本，单独用普通玉米淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉、马铃薯 淀粉中的一种或任意组合为原料进行复合改性。【具体实施方式】下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。 实施例1本实施例交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉，由以下方法制备而得，具体操作步 骤如下： 1)取氯化钠5份、氯乙酸钠20份、片碱0.5份加入120份水中，搅拌40min，得混合物 料1;然后取100份淀粉加入混合物料1中，混合均匀，得淀粉浆乳;在淀粉浆乳中加入〇. 01份 环氧丙烷8份，搅拌反应1小时，得反应溶液1;。 2)在反应溶液1中加入质量浓度为2.8%的氢氧化钠水溶液55份，调节反应溶液1 的pH= 11.1，然后加热至42°C，加入0.01份环氧氯丙烷，反应12小时，得反应溶液2; 3)在反应溶液2中加入氯化钠3份，继续反应9小时，得反应溶液3; 4)在反应溶液3中加入质量浓度为10%的HC1水溶液调节反应溶液3的pH=7.5,然 后采用旋流洗涤器进行洗涤，去除反应残留物质和杂质，直至电导率<2500yS/cm，再采用 真空转鼓进行脱水，经气流干燥系统干燥后，用100目振动筛筛分，包装，制得所述的交联羧 甲基羟丙基化复合改性淀粉。该实施例交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉中羧甲基的取代度为0.14;羟丙基的 取代度为0.19。 实施例2本实施例交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉，由以下方法制备而得，具体操作步 骤如下： 1)取硫酸钠5.5份、氯乙酸钠30份、片碱0.4份加入115份水中，搅拌45min，得混合 物料1;然后取100份淀粉加入混合物料1中，混合均匀，得淀粉浆乳;在淀粉浆乳中加入环氧 丙烷10份，搅拌反应1.2小时，得反应溶液1;。 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉，其特征在于，由包括以下操作步骤的方法制备而得：1)取膨胀抑制剂、醚化试剂1、pH调节剂，加入水中，搅拌均匀后加入淀粉，调成淀粉浆乳，再加入醚化试剂2，反应，得反应溶液1；2)在反应溶液1中加入pH调节剂调节反应溶液1的pH＝11.1～11.5，然后加热至42～45℃，加入交联剂，反应，得反应溶液2；3)在反应溶液2中加入膨胀抑制剂，继续反应，得反应溶液3；4)在反应溶液3中加入无机酸水溶液调节反应溶液3的pH＝6～7.5，然后进行洗涤、脱水处理，即得所述的交联羧甲基羟丙基化复合改性淀粉；所述醚化试剂1为氯乙酸钠；所述醚化试剂2为环氧丙烷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宗帅，张淑芬，朱津津，吴磊，王真真，褚冰，陈冠杰，张永，胡荣柳，
申请(专利权)人：河南恒瑞淀粉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41