本发明涉及一种造纸化学品领域，尤其涉及一种干法磺酸基羟丙基瓜尔胶及其制备方法和应用。
背景技术：
：瓜尔胶作为一种天然的高分子化合物，具有水溶性与交联性好、粘度高等优点，可以作为纸张增强剂，填料和细小纤维的助留剂，纸浆脱水过程的助滤剂和纸张的粘合剂用于造纸工业中。但由于其水不溶物含量较高、水合速率较慢，因此，需要对瓜尔胶原粉进行改性处理，以满足其在造纸工业应用中的需要。目前，对瓜尔胶进行改性，国内主要是进行单一基团的接枝反应，而接多个基团的改性产品很少。阴离子瓜尔胶主要以羧甲基取代基为主，而磺酸基作为一种新的阴离子基团，其在改性瓜尔胶上应用的较少。由于磺酸基和相邻的碳原子形成的正负电荷中心与静电相互吸引和排斥的作用，使得磺酸基团具有一定的耐酸碱性和耐盐性。与当前应用比较广泛的湿法改性相比，干法瓜尔胶改性具有工艺简单、安全环保、基本无三废；且无需加入抗凝胶剂和很多催化剂；反应转化率高等优势。因此，引入磺酸基团，并通过干法瓜尔胶改性得到一种性能更加良好的瓜尔胶是迫切需要的。技术实现要素：为了得到一种使用更佳、应用更广的瓜尔胶，本发明提供了一种干法磺酸基羟丙基瓜尔胶及其制备方法和应用，以3-氯-2-羟基丙磺酸钠、瓜尔胶原粉为原料，在碱性催化剂作用下采用干法合成了磺酸基羟丙基瓜尔胶，与传统的湿法改性相比，该方法改性瓜尔胶具有工艺简单，基本无三废，且无需加入抗凝胶剂和很多催化剂，反应转化率高等优势。一方面，本发明的主题是一种干法磺酸基羟丙基瓜尔胶的制备方法，包括：步骤1：在保护气体条件下，在可喷雾进样的捏合机中加入瓜尔胶原粉，再加入分散剂和亚硫酸氢钠，搅拌使其混合均匀；步骤2：喷入氢氧化钠水溶液，升温至50℃-70℃，进行碱化；步骤3：将3-氯-2-羟基丙磺酸钠与酒精喷入到捏合机内至反应结束；步骤4：冷却至室温，用柠檬酸中和，使pH值为6.5-7.5，并加入助流剂；步骤5：乙醇水溶液洗涤、过滤多次，干燥粉碎得到所述磺酸基羟丙基瓜尔胶。在本发明的一个优选实施例中，所述步骤1，优选为，所述保护气体优选为氮气、惰性气体。优选为，所述瓜尔胶原粉200目过筛率大于90％。优选为，所述亚硫酸氢钠与瓜尔胶原粉的质量比(0.5-1.0)：100。优选为，所述分散剂选自氯化钠、硫酸钠、硫酸氢钠、氯化钾中的任意一种或几种；所述分散剂与瓜尔胶原粉的质量比为(1.0～5.0)：100。所述步骤2，优选为，所述氢氧化钠水溶液，是由氢氧化钠固体与水按一定比例配制，使得氢氧化钠与瓜尔胶原粉的质量比为(3.0-6.0)：100；水与瓜尔胶原粉的质量比为(5.0～15.0)：100。所述步骤3，优选为，所述3-氯-2-羟基丙磺酸钠与瓜尔胶原粉的质量比为(3.5-8.0)：100；酒精的用量为所述3-氯-2-羟基丙磺酸钠质量的5-20倍。所述步骤4，优选为，所述助流剂选自膨润土、胶体硅和聚乙烯亚胺的任意一种或几种；助流剂与瓜尔胶原粉的质量比为(1.0-5.0)：100。所述步骤5，优选为，所述乙醇水溶液为体积浓度为70％的溶液。另一方面，本发明的主题是一种上述所述制备方法得到的磺酸基羟丙基瓜尔胶。再一方面，本发明的主题是一种上述任一方面所述的磺酸基羟丙基瓜尔胶的应用，包括增强剂、助留剂、助滤剂和粘合剂。本发明提供了一种干法磺酸基羟丙基瓜尔胶及其制备方法和应用。其中，磺酸基作为一种新的阴离子基团，在改性瓜尔胶上应用的较少。由于磺酸基和相邻的碳原子形成的正负电荷中心和静电吸引和排斥作用，使得磺酸基团具有一定的 耐酸碱性和耐盐性。具体实施方式本发明提供了一种干法磺酸基羟丙基瓜尔胶的制备方法，包括：步骤1：在保护气体条件下，在可喷雾进样的捏合机中加入瓜尔胶原粉，再加入分散剂和亚硫酸氢钠，搅拌使其混合均匀；步骤2：喷入氢氧化钠水溶液，升温至50℃-70℃，进行碱化；步骤3：将3-氯-2-羟基丙磺酸钠与酒精喷入到捏合机内至反应结束；步骤4：冷却至室温，用柠檬酸中和，使pH值为6.5-7.5，并加入助流剂；步骤5：乙醇水溶液洗涤、过滤多次，干燥粉碎得到所述磺酸基羟丙基瓜尔胶。在本发明的一个优选实施例中，所述步骤1，所述保护气体优选为氮气、惰性气体。所述瓜尔胶原粉200目过筛率大于90％。所述亚硫酸氢钠与瓜尔胶原粉的质量比(0.5-1.0)：100。所述分散剂选自氯化钠、硫酸钠、硫酸氢钠、氯化钾中的任意一种或几种；所述分散剂与瓜尔胶原粉的质量比为(1.0～5.0)：100。所述步骤2，所述氢氧化钠水溶液，是由氢氧化钠固体与水按一定比例配制，使得氢氧化钠与瓜尔胶原粉的质量比为(3.0-6.0)：100；水与瓜尔胶原粉的质量比为(5.0～15.0)：100。所述步骤3，所述3-氯-2-羟基丙磺酸钠与瓜尔胶原粉的质量比为(3.5-8.0)：100；酒精的用量为所述3-氯-2-羟基丙磺酸钠质量的5-20倍。所述步骤4，所述助流剂选自膨润土、胶体硅和聚乙烯亚胺的任意一种或几种；助流剂与瓜尔胶原粉的质量比为(1.0-5.0)：100。所述步骤5，所述乙醇水溶液为体积浓度为70％的溶液。本发明还提供了一种上述所述制备方法得到的磺酸基羟丙基瓜尔胶。本发明还提供了一种上述任一方面所述的磺酸基羟丙基瓜尔胶的应用，包括增强剂、助留剂、助滤剂和粘合剂。实施例1步骤1：在氮气作为保护气体条件下，在可喷雾进样的捏合机中加入200g瓜尔胶原粉，再加入6g氯化钠和2.0g亚硫酸氢钠，充分搅拌使其混合均匀；步骤2：喷入26g质量浓度为32％的氢氧化钠水溶液，升温至50℃-70℃，进行碱化；步骤3：将10g3-氯-2-羟基丙磺酸钠与酒精喷入到捏合机内至反应结束；步骤4：冷却至室温，用柠檬酸中和，使pH值为7.0；步骤5：体积浓度为70％的乙醇水溶液洗涤，加入3.0g膨润土，过滤多次，干燥粉碎得到所述磺酸基羟丙基瓜尔胶。实施例2步骤1：在氮气作为保护气体条件下，在可喷雾进样的捏合机中加入200g瓜尔胶原粉，再加入6g氯化钠和1.5g亚硫酸氢钠，充分搅拌使其混合均匀；步骤2：喷入30g质量浓度为25％的氢氧化钠水溶液，升温至50℃-70℃，进行碱化；步骤3：将12g3-氯-2-羟基丙磺酸钠与酒精喷入到捏合机内至反应结束；步骤4：冷却至室温，用柠檬酸中和，使pH值为7.0；步骤5：体积浓度为70％的乙醇水溶液洗涤，加入3.0g胶体硅，过滤多次，干燥粉碎得到所述磺酸基羟丙基瓜尔胶。实施例3步骤1：在氮气作为保护气体条件下，在可喷雾进样的捏合机中加入200g瓜尔胶原粉，再加入10g氯化钠和2.0g亚硫酸氢钠，充分搅拌使其混合均匀；步骤2：喷入26g质量浓度为32％的氢氧化钠水溶液，升温至50℃-70℃，进行碱化；步骤3：加入10g3-氯-2-羟基丙磺酸钠中间体到捏合机内，至反应结束；步骤4：冷却至室温，用柠檬酸中和，使pH值为7.0；步骤5：体积浓度为70％的乙醇水溶液洗涤，加入3.0g膨润土，过滤多次，干燥粉碎得到所述磺酸基羟丙基瓜尔胶。实施例4步骤1：在氮气作为保护气体条件下，在可喷雾进样的捏合机中加入200g瓜尔胶原粉，再加入6g氯化钠和2.0g亚硫酸氢钠，充分搅拌使其混合均匀；步骤2：喷入20g质量浓度为40％的氢氧化钠水溶液，升温至50℃-70℃，进行碱化；步骤3：加入15g3-氯-2-羟基丙磺酸钠中间体到捏合机内，至反应结束；步骤4：冷却至室温，用柠檬酸中和，使pH值为7.0；步骤5：体积浓度为70％的乙醇水溶液洗涤，加入3.0g聚乙烯亚胺，过滤多次，干燥粉碎得到所述磺酸基羟丙基瓜尔胶。对比测试例所得产物磺酸基羟丙基瓜尔胶指标如下：实施例1实施例2实施例3实施例4水不溶物含量为(％)4.955.125.095.32表观粘度为(mPa.s)779821809833以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。当前第1页1 2 3