一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于天然高分子化合物改性【技术领域】，公开了一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物及其制备方法与应用。本发明通过将多糖化合物先与阳离子化剂进行阳离子改性反应，然后再与活性聚硅氧烷进行聚硅氧烷改性，或者对多糖化合物同时进行阳离子改性剂聚硅氧烷改性，再通过中和、干燥工序，得到聚硅氧烷改性的阳离子多糖化合物。所得产品具有良好的水分散性及粉体不易飘散性的优点，另外聚硅氧烷的引入也对阳离子多糖化合物的应用性能，如柔软性和顺滑感等具有一定程度的改善，可应用于日用护理产品中。
【专利说明】一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物及其制备方法与应用 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明属于天然高分子化合物改性【技术领域】，具体涉及一种聚硅氧烷改性阳离子 多糖化合物及其制备方法与应用。 【背景技术】
[0002] 阳离子多糖化合物在人类工业生产中具有广泛的应用，如阳离子淀粉、阳离子纤 维素、阳离子瓜尔胶在造纸行业、日用护理产品中的应用等。
[0003] 由于大多数阳离子改性高分子多糖化合物均为粉末性固体，其颗粒较为细小，容 易飞散，因此该产品在包装运输过程中会有较大的困难，并且该细小的颗粒物很容易被包 装人员所吸收，对身体造成伤害。
[0004] 另外阳离子改性多糖化合物在应用时，提高其水分散性一直是本领域研究的热 点。目前有较多专利文献对阳离子多糖化合物进行疏水改性，以提高其水分散性做了较多 的研究，如较为普遍的是用乙二醛对阳离子多糖化合物进行处理，提高其水分散性。但由于 乙二醛对人体具有一定的毒害性，之后研究人员发现用硅烷对阳离子多糖化合物进行处理 也可以取得较好的效果，如在专利CN 101778868A中研究人员对该类方法具有较详细的描 述，但是正如该专利中所描述的传统的采用硅烷对阳离子多糖化合物进行改性得到的产品 会产生溶解不充分和产生很多溶解残余的现象，该现象必须通过特殊的制备工艺和严格的 工艺控制才能避免。本研究人员对该溶解残余的现象进行了深入研究后发现，该溶解残余 物为硅烷自身交联聚合产生。这是因为该类硅烷化合物在水解后会形成众多硅羟基，而硅 羟基具有强烈的自身缩聚交联的倾向，这种倾向导致了硅烷与阳离子多糖化合物的反应变 得困难并且自身缩聚交联成为不溶于水的残余物。
[〇〇〇5] 在日用化妆品领域，阳离子改性多糖化合物是常用的调理剂之一，但这些常规的 阳离子多糖化合物在应用效果上还存在某些不足，例如部分阳离子多糖化合物在头发护理 产品中的应用会存在柔软度不够、光泽性不够好的缺陷，本领域研究人员多通过进一步改 性或者复配来改善其应用效果，如在专利CN 100543037C中则是采用了含有疏水烷基的阳 离子化剂对纤维素进行改性，以达到良好的应用效果；而在专利CN 103191033A中则是采 用硅油乳液与阳离子淀粉进行复配来达到较佳的应用效果。
[0006] 活性聚硅氧烷即含有反应活性基团的聚硅氧烷化合物，含有活性基团的聚硅氧烷 可以通过其活性基团在一定条件下实现与有机化合物的成功反应，从而制备出具有特殊功 能的材料，如在纺织行业中，活性聚硅氧烷大量用于织物处理，其原理正是基于活性聚硅氧 烷可以与织物表面的羟基等活性基团进行复杂的物理化学反应，从而赋予了织物柔软、丝 滑的手感以及抗起毛、起球等良好的特性，如在专利CN 102505494B和专利CN101503859B 中正是描述了活性聚硅氧烷的这类应用。
[0007] 在有机硅合成领域，许多常用的活性聚硅氧烷的制备方法是众所周知的，如含有 氨基的聚硅氧烷、含有环氧基的聚硅氧烷以及含有羟基的聚硅氧烷等。氨基聚硅氧烷的 制备方法在专利CN102477159B和CN102775613A有公开，判断该类产物的重要指标主要 有平均相对分子质量和氨基含量；环氧基聚硅氧烷的制备方法在专利CN101509196B和 CN203393077U有公开，判断该类产物的重要指标主要有平均相对分子质量和环氧值；同 样，羟基硅油、含氢硅油等活性聚硅氧烷的物化指标也是通过平均相对分子质量、羟基含量 以及氢含量来衡量。
【发明内容】
[0008] 为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种聚硅氧烷 改性阳离子多糖化合物的制备方法。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制备得到的聚硅氧烷改性阳离 子多糖化合物。
[〇〇1〇] 本发明的再一目的在于提供上述聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的应用。
[〇〇11] 本发明目的通过以下技术方案实现：
[〇〇12] 一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，包括以下操作步骤：
[〇〇13] (1)多糖化合物的阳离子改性及聚硅氧烷改性工序：在水-有机溶剂中加入质量 分数为20%?80%的多糖化合物，然后加入碱性化合物水溶液并升温至40°C?70°C反应 15?30分钟，之后在40°C?80°C加入阳离子化剂和活性聚硅氧烷对多糖化合物进行改性 反应；
[0014] ⑵中和工序：在步骤⑴的反应液中添加酸，至物料PH值为6?8 ;
[0015] (3)干燥工序：将中和后的物料在真空状态下干燥脱除溶剂，得到聚硅氧烷改性 的阳离子多糖化合物。
[0016] 所述改性反应的步骤为：先加入阳离子化剂反应2?8h，然后加入活性聚硅氧烷 进一步反应〇. 5?4h反应完成；或者将阳离子化剂和活性聚娃氧烧同时加入反应2?10h 反应完成。
[0017] 所述的多糖化合物优选淀粉、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟 乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、木 质素或壳聚糖。
[0018] 所述的有机溶剂优选乙醇、丙醇、异丙醇或二甲基亚砜（DMS0);水-有机溶剂的质 量比优选为1 :3?19。
[〇〇19] 所述碱性化合物优选氢氧化钠、氢氧化钾、醇钠或者醇钾。
[0020] 所述阳离子化剂优选2, 3-环氧丙基三甲基氯化铵、2, 3-环氧丙基三甲基氯化铵 水溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵水溶液；阳离子化 剂的添加量为多糖化合物质量的5%?30%。
[0021] 所述活性聚硅氧烷优选含有氨基、环氧基、羧基、羟基、氯烃基和活泼氢的聚硅氧 烷；更优选具有以下结构式的聚硅氧烷：
[0022]
【权利要求】
1. 一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤： (1) 多糖化合物的阳离子改性及聚硅氧烷改性工序：在水-有机溶剂中加入质量分数 为20%?80%的多糖化合物，然后加入碱性化合物水溶液并升温至40°C?70°C反应15? 30分钟，之后在40°C?80°C加入阳离子化剂和活性聚硅氧烷对多糖化合物进行改性反应； (2) 中和工序：在步骤⑴的反应液中添加酸，至物料PH值为6?8 ; (3) 干燥工序：将中和后的物料在真空状态下干燥脱除溶剂，得到聚硅氧烷改性的阳 离子多糖化合物。
2. 根据权利要求1所述的一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特征在 于：所述改性反应的步骤为：先加入阳离子化剂反应2?8h，然后加入活性聚硅氧烷进一步 反应0. 5?4h反应完成；或者将阳离子化剂和活性聚娃氧烧同时加入反应2?10h反应完 成。
3. 根据权利要求1或2所述的一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特 征在于：所述的多糖化合物是指淀粉、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟 乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、木 质素或壳聚糖。
4. 根据权利要求1或2所述的一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特 征在于：所述的有机溶剂是指乙醇、丙醇、异丙醇或二甲基亚砜；水-有机溶剂中，水：有机 溶剂的质量比为1 :3?19 ;所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、醇钠或者醇钾。
5. 根据权利要求1或2所述的一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特 征在于：所述的阳离子化剂为2, 3-环氧丙基三甲基氯化铵或其水溶液或者3-氯-2-羟丙 基三甲基氯化铵或其水溶液；阳离子化剂的添加量为多糖化合物质量的5%?30%。
6. 根据权利要求1或2所述的一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特 征在于：所述活性聚硅氧烷为含有氨基、环氧基、羧基、羟基、氯烃基和活泼氢的聚硅氧烷； 活性聚硅氧烷的添加量为多糖化合物质量的0. 5%?10%。
7. 根据权利要求6所述的一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特征在 于：所述聚硅氧烷具有以下结构式：
其中 R 表示-CZH2ZNH2、-CZH2ZNHC 2H4NH2、
-CZH2ZC00H、-CZH2Z0H、-C ZH2ZC1、-0H 或者-η ;x 为 10 ?10000 的整数，y 为 1 ?1000 的整数； m为0?2的整数，η为1?3的整数，且m+n = 3 ;Z为1?6的整数。
8. 根据权利要求1或2所述的一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物的制备方法，其特 征在于：所述干燥是指在温度为80°C?150°C的条件下干燥；所述干燥工序前先将中和后 的物料通过离心或者过滤工序脱除溶剂，然后用80%?100%质量分数的乙醇或者异丙醇 水溶液进行洗漆。
9. 一种聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物，其特征在于：通过权利要求1?8任一项所 述的制备方法制备得到。
10. 权利要求9所述的聚硅氧烷改性阳离子多糖化合物在日用护理产品中的应用。
【文档编号】A61K8/73GK104086780SQ201410367674
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】雷秋芬, 张利萍 申请人:广州天赐高新材料股份有限公司, 九江天赐高新材料有限公司