专利名称：胶液透明的阴离子瓜尔胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种多糖的改性产品及其制备工艺，尤其是一种胶液透明的阴离子瓜 尔胶及其制备方法。
背景技术：
瓜尔胶，英文名为“guargum”，也称做古耳胶、瓜胶等，是从广泛种植于印巴次大陆 的一种豆科植物_瓜尔豆中提取的一种高纯化天然多糖。瓜尔胶多糖，为天然的半乳甘露 聚糖，其化学结构的主链为(l，4)-i3_D甘露糖为单元，侧链由α-D半乳糖组成并以(1，6) 键与主链相连。每隔一个甘露糖就有一个半乳糖支链，两者的比例大约是2 1。瓜尔胶 多糖能分散在水中，形成高粘度液体，一般瓜尔胶多糖原粉的水溶液的粘度为4000 6000mPa · S。天然瓜尔胶多糖有以下缺点水不溶物含量高；不能快速溶胀水合，溶解速度 慢；粘度不易控制；耐电解质、耐微生物降解性较差，但是经研究发现，对瓜尔胶多糖原粉 进行改性后可以明显改善以上缺点。瓜尔胶多糖的改性研究是基于其不同的应用目的展开的，改性的多糖主要用在日 用化学品、油田化学品、造纸工业、矿山开采等方面，并得到规模的市场认可。瓜尔胶的分子结构上引入阴离子基后显负电性，可用作造纸助剂、增加纸张的印 刷性能、抗压、耐折和耐磨等性能；还可用于洗发香波、护肤用品以及织物印花糊料等方面。 CN101323647A公开了一种阴离子瓜尔胶的制备工艺，但这种技术合成的阴离子瓜尔胶的取 代度低，仅为0. 25 0. 6 ；并且胶液透明度低；从而造成其应用范围较窄，尤其不能适用于 对透明度要求较高领域，如透明日化用品方面。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种取代度高、溶液透明度高的胶液透明的阴离 子瓜尔胶及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明方法采用下述工艺步骤(1)、将20 70重量份固体 碱放入80 320重量份分散介质中，配制成碱液，然后将100重量份的瓜尔胶加入到碱液 中使其充分溶胀，得到分散液；(2)、将50 120重量份的阴离子醚化剂固体缓慢溶解在水中，制成阴离子醚化剂 溶液；(3)、将阴离子醚化剂溶液滴加到分散液中，在30 70°C温度下反应1. 5 4. 5小 时，得到反应液；(4)、将反应液用酸中和至pH为8 9，洗涤、离心、干燥。作为本发明进一步的技术方案，所述步骤(1)中瓜尔胶在碱液中溶胀30 120分钟。作为本发明更进一步的技术方案，所述步骤(3)是在少氧或无氧环境下进行。优选的固体碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或二者的混合物。
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优选的分散介质是甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、石油醚或丙酮中的一种或几种与 水的混合物；分散介质中水的重量分数在10 35%之间。优选的阴离子醚化剂选自氯乙酸、氯乙酸钠或二者的混合物；阴离子醚化剂溶液 的重量浓度为40%至饱和溶液。优选的酸选自盐酸、硫酸、磷酸、乙酸、柠檬酸中的一种或几种。本发明胶液透明的阴离子瓜尔胶采用上述方法制备。本发明胶液透明的阴离子瓜尔胶，其阴离子取代度为0.8 1.2，1衬％胶液的粘 度为80 500mPa · s，分光光度计测定0. 5wt%溶液的透光率可达90%以上。采用上述技术方案所产生的有益效果在于本发明胶液透明的阴离子瓜尔胶的 溶液(胶液)具有较高的透明性，分光光度计测定0. 5衬％该瓜尔胶溶液的透光率可高达 90%以上。粘度位于80 500mPa*s(粘度测试条件质量百分比浓度1%、温度251、3号 转子转速为6rpm)，用酸洗法测定阴离子取代度可达0 · 8 1. 2。本发明阴离子瓜尔胶的 粘度适宜，胶液稳定，非常适合用于透明的个人护理品和纺织印花糊料领域。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例1 将52克固体NaOH放入210克的乙醇和60克水的混合液(分散介质，其中水的重 量分数为22. 2 % )中，搅拌溶解得高浓度的碱液，加入100克瓜尔胶原粉，室温搅拌均勻，碱 化溶胀1. 5小时，得到分散液。分散液升温至60°C，滴加质量百分比浓度为65%的氯乙酸 醚化剂溶液140克(其中氯乙酸91克)，恒温反应2. 5小时后，降温得到反应液；将反应液 用30wt%的盐酸调节pH值为8. 5，洗涤、过滤、烘干后得到胶液透明的阴离子瓜尔胶。阴离 子瓜尔胶的产量为154克，用酸洗法测定取代度为0. 88，胶液粘度为130mPa *s，分光 光度计测定0. 5衬％胶液的透光率为90%。实施例2 将42克固体KOH放入200克的异丙醇和52克水的混合液(分散介质，其中水的 重量分数为20. 6% )中，搅拌溶解得高浓度的碱液，在碱液中加入100克瓜尔胶原粉，室温 搅拌均勻，碱化溶胀2小时，得到分散液。将盛放分散液的容器用氮气置换3次，形成无氧 或缺氧环境；然后分散液升温至65°C，滴加质量百分比浓度45%醚化剂溶液200克(其中 氯乙酸钠90克)，恒温反应3. 5小时后，降温得到反应液；将反应液用30wt%的硫酸调节 PH值为8，洗涤、过滤、烘干后得到胶液透明的阴离子化瓜尔胶。阴离子瓜尔胶的产量为159 克，用酸洗法测定取代度为1. 05，Iwt %胶液粘度为300mPa · s，分光光度计测定0. 5%胶液 的透光率为92%。实施例3 将70克固体NaOH放入200克的异丙醇和82克水的混合液(分散介质，其中水的 重量分数为29% )中，搅拌溶解得高浓度的碱液，在碱液加入100克瓜尔胶原粉，室温搅拌 均勻，碱化溶胀2小时，得到分散液；分散液升温至50°C，滴加质量百分比浓度为65%氯乙 酸醚化剂溶液130克(其中氯乙酸84.5克)，恒温反应4. 5小时后，降温得到反应液。将反 应液用60wt%的磷酸调节pH值为9，洗涤、过滤、烘干后得到胶液透明的阴离子化瓜尔胶。
4阴离子瓜尔胶的产量为151克，用酸洗法测定取代度为0. 84，胶液粘度为480mPa · s, 分光光度计测定0. 5衬％胶液的透光率为86%。实施例4 将38克固体NaOH放入210克的甲醇和60克水的混合液(分散介质，其中水的重 量分数为22. 2% )中，搅拌溶解得高浓度的碱液，在碱液中加入100克瓜尔胶原粉，室温搅 拌均勻，碱化溶胀2. 5小时，得到分散液。将盛放分散液的容器用氮气置换3次，形成无氧或 缺氧环境；然后将分散液升温至70°C，滴加质量百分比浓度为50%的氯乙酸钠和氯乙酸混 合物溶液(氯乙酸钠和氯乙酸的质量比为3 2) 180克(其中氯乙酸钠和氯乙酸的质量共 90克)，恒温反应4小时后，降温得到反应液。将反应液用柠檬酸调节pH值约为9，洗涤、过 滤、烘干后得到胶液透明的阴离子化瓜尔胶。阴离子瓜尔胶的产量为175克，用酸洗法测定 取代度为1. 2，胶液粘度为120mPa · s，分光光度计测定0. 5%胶液的透光率为94%。实施例5 将10克固体NaOH和10克KOH放入52克的甲醇和28克水的混合液(分散介质， 其中水的重量分数为35% )中，搅拌溶解得高浓度的碱液，在碱液中加入100克瓜尔胶原 粉，室温搅拌均勻，碱化溶胀30分钟，得到分散液。将盛放分散液的容器用氮气置换3次， 形成无氧或缺氧环境；然后将分散液升温至30°C，滴加质量百分比浓度为40%的氯乙酸钠 125克(其中氯乙酸钠50克)，恒温反应4. 5小时后，降温得到反应液。将反应液用柠檬酸 调节PH值约为8. 7，洗涤、过滤、烘干后得到胶液透明的阴离子化瓜尔胶。阴离子瓜尔胶的 产量为160克，用酸洗法测定取代度为0. 9，Iwt %胶液粘度为210mPa · s，分光光度计测定 0.5%胶液的透光率为91%。实施例6 将45克KOH放入288克的正丁醇和32克水的混合液(分散介质，其中水的重量 分数为10% )中，搅拌溶解得高浓度的碱液，在碱液中加入100克瓜尔胶原粉，室温搅拌均 勻，碱化溶胀75分钟，得到分散液。将分散液升温至45°C，滴加质量百分比浓度为40%的 氯乙酸300克(其中氯乙酸120克)，恒温反应1.5小时后，降温得到反应液。将反应液用 乙酸调节PH值约为8. 2，洗涤、过滤、烘干后得到胶液透明的阴离子化瓜尔胶。阴离子瓜尔 胶的产量为155克，用酸洗法测定取代度为0. 93，胶液粘度为IOOmPa ·s，分光光度计 测定0. 5%胶液的透光率为93%。实施例7 将60克固体NaOH放入90克石油醚、90克丙酮和20克水的混合液(分散介质， 其中水的重量分数为10% )中，搅拌溶解得高浓度的碱液，加入100克瓜尔胶原粉，室温搅 拌均勻，碱化溶胀1. 5小时，得到分散液。分散液升温至55°C，滴加氯乙酸醚饱和溶液102 克(其中氯乙酸醚饱和溶液浓度为83wt%、氯乙酸85克)，恒温反应3小时后，降温得到反 应液；将反应液用30wt%的盐酸调节pH值为8. 5，洗涤、过滤、烘干后得到胶液透明的阴离 子瓜尔胶。阴离子瓜尔胶的产量为170克，用酸洗法测定取代度为0. 90，胶液粘度为 200mPa · s，分光光度计测定0. 5衬％胶液的透光率为92%。
权利要求
一种胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在于，该方法采用下述工艺步骤(1)、将20～70重量份固体碱放入80～320重量份分散介质中，配制成碱液，然后将100重量份的瓜尔胶加入到碱液中使其充分溶胀，得到分散液；(2)、将50～120重量份的阴离子醚化剂固体缓慢溶解在水中，制成阴离子醚化剂溶液；(3)、将阴离子醚化剂溶液滴加到分散液中，在30～70℃温度下反应1.5～4.5小时，得到反应液；(4)、将反应液用酸中和至pH为8～9，洗涤、离心、干燥。
2.根据权利要求1所述的胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在于所述步 骤(1)中瓜尔胶在碱液中溶胀30 120分钟。
3.根据权利要求1所述的胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在于所述步 骤(2)中的阴离子醚化剂溶液的重量浓度为40%至饱和溶液。
4.根据权利要求1所述的胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在于所述步 骤(3)是在少氧或无氧环境下进行。
5.根据权利要求1-4所述的任意一种胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在 于所述的固体碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或二者的混合物。
6.根据权利要求1-4所述的任意一种胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在 于所述的分散介质是甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、石油醚或丙酮中的一种或几种与水的混 合物；分散介质中水的重量分数在10 35%之间。
7.根据权利要求1-4所述的任意一种胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在 于所述的阴离子醚化剂选自氯乙酸、氯乙酸钠或二者的混合物。
8.根据权利要求1-4所述的任意一种胶液透明的阴离子瓜尔胶的制备方法，其特征在 于所述的酸选自盐酸、硫酸、磷酸、乙酸、柠檬酸中的一种或几种。
9.权利要求1 8所述的任意一种方法制备的胶液透明的阴离子瓜尔胶。
10.根据权利要求9所述的胶液透明的阴离子瓜尔胶，其特征在于其阴离子取代度为 0. 8 1. 2，Iwt %胶液的粘度为80 500mPa. s，0. 5wt%溶液的透光率可达90%以上。全文摘要
本发明公开了一种胶液透明的阴离子瓜尔胶及其制备方法，该阴离子瓜尔胶的阴离子取代度为0.8～1.2，1wt％胶液的粘度为80～500mPa.s，0.5wt％溶液的透光率可达90％以上。本阴离子瓜尔胶溶液具有较高的透明性，粘度适宜，胶液稳定，非常适合用于透明的个人护理品和纺织印花糊料领域。
文档编号C08B37/00GK101906171SQ20101010783
公开日2010年12月8日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者庄炜玮, 张仕飚, 李绍英, 牛春梅, 王著 申请人:河北科技大学