专利名称：一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，属于分析生 物技术领域。
背景技术：
瓜尔胶是从广泛种植于印巴次大陆的一种豆科植物一瓜尔豆中提取的一 种高纯化天然多糖。瓜尔胶就分子结构来说是一种非离子多糖，它以聚甘露
糖为分子主链，D-吡喃甘露糖单元之间以卩(1-4)苷键连接。而D-吡喃半乳 糖则以a (1-6)键连接在聚甘露糖主链上。瓜尔胶中甘露糖与半乳糖单元之 比为2:1，即每隔一甘露糖单元连接着一个半乳糖分支，结构式如下所示。
相对分子质量2.0x 105~3.0X:103
文献中报道，瓜尔胶的分子量在220000左右。瓜尔胶分子的最大特点也 即最大优点便是与纤维素结构非常相似，这种相似性使它对纤维素有很强的 亲和性。瓜尔胶直链上没有非极性基团，大部分伯羟基和仲羟基都处在外侧， 而且半乳糖支链并没有遮住活性的醇羟基，因而瓜尔胶具有最大的氢键结合 面积，当与纤维素结合时，形成的氢键结合距离短，结合力大。
瓜尔胶原粉在水溶液中溶解慢，水不溶物含量高等缺陷在很大程度上限 制它的应用，可以对瓜尔胶原粉进行化学改性来扩大其应用范围。在瓜尔胶 进行阳离子改性方面有很多的相关文献报道，但是其取代度低、使用量大、助留助滤效果不明显的缺陷限制了它的更广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，采用半干法工艺，提供了一种高效助 留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，在瓜尔胶的分子链上引入阳离子基团，从 而获得一定的正电性，使其可以与带负电的纤维、填料粒子相互作用从而提 高助留、助滤和增强效果。
本发明的技术方案 一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，实 施本发明的关键在于瓜尔胶原粉经过碱化、醚化、冷却、中和、研磨、干 燥、粉碎、过筛，包装即得高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶。
1、 瓜尔胶原粉的碱化本发明采用低温碱化工艺，碱性催化剂的用量是
瓜尔胶原粉重量的0.5%-4.0%，碱化温度为20-50°C，时间为10-100min，反
应体系中的OH—使瓜尔胶的羟基转变成负氧离子，大大增强了瓜尔胶羟基的
亲核能力，从而显著地提高了产物的取代度。而且低温碱化可有效降低瓜尔
胶的分解反应，提高阳离子瓜尔胶产品的粘度。
所述的碱性催化剂选自氢氧化钠或氢氧化钾。使用时配制成溶液，质量 浓度为10%-60%。
2、 瓜尔胶的醚化反应在助剂的作用下，在上述碱化的瓜尔胶中加入阳 离子醚化剂，阳离子醚化剂的用量为瓜尔胶重量的10%-60%，醚化反应时间 为l-5h，反应温度为60-90°C。通过助剂的作用，能有效提高醚化反应的效率， 提高其与带负电的纤维、填料粒子相互作用，从而提高助留助滤和增强效果。
所述的阳离子醚化剂选自2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三 甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基十二烷基二甲基氯化铵。
所述的助剂选自氯化钠或氯化钾。助剂的使用量为瓜尔胶原粉重量的 0.5o/o-10%。
3、 冷却、中和对醚化后的产品冷却后用酸进行中和。 所述的酸选自稀盐酸或醋酸，其质量浓度为10%-50%。
4、 研磨、干燥步骤(3)所得物料经过研磨之后的产物进入气流干燥 机，在105-13(TC条件下干燥2-10min，干燥后的干料含水率在8%-12%。
5、 粉碎、过筛、包装本发明采用粉碎机打粉，经过干燥去湿后的物料 经过粉碎机打粉之后细度达到100目以上，通过振动筛进行筛分，振动筛出 来的粉体及时进行分批、分级包装，即得高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶。
4本发明的有益效果本发明与己有技术相比具有以下优点采用低温碱 化提高了阳离子瓜尔胶产品的粘度，醚化反应条件温和，产品阳离子取代度 高，可以较好的与带负电的纤维、填料粒子相互作用从而提高助留、助滤和 增强效果，使用较少的量就能达到很好的助留助滤效果，是一种高效的助留 助滤剂。
图1高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的生产工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1:
本发明高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法采用以下工艺步骤
在100Kg的瓜尔胶原粉中加入0.5Kg的氢氧化钾，使用时配制成溶液， 质量浓度为10%-60%。在2(TC条件下碱化30min，再加入10Kg的阳离子醚 化剂3-氯-2-羟丙基十二烷基二甲基氯化铵，升温至60°C，在0.5Kg助剂氯化 钾的作用下反应lh，反应结束后冷却，用质量浓度为10%的稀盐酸来进行中 和，中和后的粗产品进入气流干燥机，在105'C条件下干燥5min，干燥后的 干料含水率在10%，经过干燥去湿后的中间产品经过粉碎机打粉之后细度达 到100目，通过振动筛进行筛分，得到高效的助留助滤剂阳离子瓜尔胶。
实施例2:
本发明高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法采用以下工艺步骤 在100Kg的瓜尔胶原粉中加入1Kg的氢氧化钠，使用时配制成溶液，质 量浓度为10%-60%。在30"C条件下碱化10min，再加入20Kg的阳离子醚化 剂2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，升温至65。C，在4Kg助剂氯化钠的作用下反 应1.5h，反应结束后冷却，用质量浓度为50%醋酸来进行中和，中和后的粗 产品进入气流干燥机，在130'C条件下干燥2min，干燥后的干料含水率在8%， 经过干燥去湿后的中间产品经过粉碎机打粉之后细度达到100目，通过振动 筛进行筛分，得到高效的助留助滤剂阳离子瓜尔胶。 实施例3
本发明高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法采用以下工艺步骤 在100Kg的瓜尔胶原粉中加入4Kg的氢氧化钠，使用时配制成溶液，质 量浓度为10%-60%。在4(TC条件下碱化60min，再加入30Kg的阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，升温至80°C，在6Kg助剂氯化钾的作用下 反应4h，反应结束后冷却，用质量浓度为30%醋酸来进行中和，中和后的粗 产品进入气流干燥机，在115'C条件下干燥10min，干燥后的干料含水率在 10%，经过干燥去湿后的中间产品经过粉碎机打粉之后细度达到100目，通 过振动筛进行筛分，得到高效的助留助滤剂阳离子瓜尔胶。
权利要求
1、一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，其特征是采用以下工艺步骤(1)、碱化瓜尔胶原粉在碱性催化剂作用下进行碱化，碱性催化剂的用量是瓜尔胶原粉重量的0.5％-4.0％，碱化温度为20-50℃，碱化时间为10-100min；(2)、醚化在助剂的作用下，碱化的瓜尔胶中加入阳离子醚化剂，阳离子醚化剂的用量为瓜尔胶重量的10％-60％，醚化反应时间为1-5h，反应温度为60-90℃；(3)、冷却、中和对醚化后的产物冷却后用酸进行中和；(4)、研磨、干燥步骤(3)所得物料经过研磨之后的产物进入气流干燥机，在105-130℃条件下干燥2-10min，干燥后的干料含水率在8％-12％；(5)、粉碎、过筛、包装经过干燥去湿后的物料经过粉碎机打粉之后细度达到100目以上，通过振动筛进行筛分，振动筛出来的粉体及时进行分批、分级包装，即得高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶。
2、 根据权利要求l所述的高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，其 特征在于所述的碱性催化剂选自氢氧化钠或氢氧化钾，使用时配制成溶液， 质量浓度为10%-60%。
3、 根据权利要求l所述的高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，其 特征在于所述的助剂选自氯化钠或氯化钾，助剂的使用量为瓜尔胶原粉重量 的0.5o/o-10%。
4、 根据权利要求l所述的高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，其 特征在于所述的阳离子醚化剂选自2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基 三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基十二烷基二甲基氯化 铵。
5、 根据权利要求l所述的高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，其 特征在于所述的中和用的酸选自稀盐酸或醋酸，酸的质量浓度为10%-50%。
全文摘要
本发明涉及一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，属于分析生物技术领域。其主要取瓜尔胶粉经碱化、醚化、冷却中和、研磨干燥、粉碎过筛，包装即得高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶。本发明采用低温碱化，提高了阳离子瓜尔胶产品的粘度，醚化反应条件温和，产品的阳离子取代度高，可以较好的与带负电的纤维、填料粒子相互作用，从而提高纤维、填料的助留助滤效果，使用较少的量就能达到很好的助留、助滤效果，是一种高效的助留助滤剂。
文档编号B01J20/22GK101648131SQ200910034599
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者荣 张, 超 许, 谈玉琴 申请人:无锡金鑫集团有限公司