一种氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纺织浆料技术领域，特别涉及一种氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料及制备 方法。
【背景技术】
[0002] 上浆的目的就是为了降低经纱断头率，提高经纱的可织造性及产品质量，赋予经 纱更强的耐磨性，贴伏纱线表面纤维毛羽，提高纱线强度，并尽可能的保持经纱原有的弹 性，达到理想的织造效果。因此要选用优质的浆料来浆纱。
[0003] 常用的纺织浆料有三大类：聚乙烯醇（PVA)、淀粉及变性淀粉、丙烯酸或丙烯酸 酯。其中淀粉类浆料约占70%，聚乙烯醇为20%左右，聚丙烯酸和其它浆料占10%左右。 PVA退浆后在自然环境下很难降解，会造成严重的环境污染，丙烯酸类浆料对环境也有一定 的污染且价格相对偏高，而且PVA和丙烯酸类浆料都是来源于不可再生资源的石油化工产 品，淀粉及变性淀粉与PVA相比淀粉类浆料成膜性差，尤其对合成纤维的粘附力较差，浆纱 效果不如PVA。由于淀粉是天然聚合物，来源广泛，价格低廉，易生物降解，对环境的污染程 度较小，同时又是可再生资源，因此淀粉浆料长期以来一直是重要的原料。然而原淀粉粘度 偏高，成膜性能差，尤其对合成纤维的粘附力差，经变性后的淀粉浆液粘度低，稳定性好，浆 膜性能好，扩大了淀粉的应用范围，所以变性淀粉仍将是今后发展的一类重要浆料。
[0004] 羟丙基淀粉（HPS)是由淀粉在碱性条件下与环氧丙烷醚化反应而制得，属非离子 淀粉醚，有很好的耐酸碱性、抗盐性及耐多价金属离子性；取代醚键的稳定性高，在水解、氧 化、交联等化学反应过程中，醚键不会断裂，取代基也不会脱落。由于受制备工艺、成本等因 素制约，以往文献报道涉及纺织浆料的羟丙基淀粉取代度都较低，大多HPS取代度都小于 0. 1，对淀粉的改性程度较低，变性后淀粉不具有冷水可溶性，作为纺织浆料性能表现一般， 主要用作食品添加剂。羧甲基淀粉（CMS)是原淀粉与氯乙酸在碱性条件下发生醚化反应而 制得的水溶性淀粉衍生物，该浆料成膜性强，浆膜柔韧，浆液渗透性强，能增强纤维间的粘 合力，浆纱不易断头，其退浆性能好，有优良的亲水性和分散性，利于后续的漂白及印染加 工。氧化处理，可以将浆液粘度调整到需要的范围。但未见氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料用 作纺织经纱上浆的报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种低粘度氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料及制备方法，通过 对原淀粉进行先碱化、再环氧丙烷醚化、氧化和氯乙酸醚化反应，淀粉中加入尿素可以改善 其浆膜性能，浆液的粘附性及浆纱性能。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供以下技术方案： 一种氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料，它是由下述重量份数的原料制成的：玉米淀粉 95~105份、尿素3~15份、乙醇水溶液160~200份、氢氧化钠2~10份、环氧丙烷5~40份、 H2020. 1~2份、氯乙酸5~10份；所述氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料羟丙基取代度（MS)为 0. 1~0. 5,羧甲基取代度（DS)为 0. 05~0. 40,粘度为 5~20mPa.s。
[0007] 所述的氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 将玉米淀粉与尿素加入到乙醇水溶液中，搅拌均匀，然后加入氢氧化钠，在25~35°C 的条件下进行碱化反应25~35min; (2) 碱化结束后加入环氧丙烷，升温至60~75°C，搅拌均匀后进行醚化反应8~10h，反应 结束后降温至50~55°C，然后加入H202氧化反应lh; (3) 氧化反应结束后加入氯乙酸，升温至65~75°C反应2h，反应结束后降温至35~40°C， 洗涤、抽滤、80 °C烘干、粉碎后即得产品。
[0008] 所述步骤（1)中乙醇水溶液的质量分数为80~95%。
[0009] 所述步骤（2)中H202的质量分数为50%。
[0010] 所述的氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料用于纺织上浆。
[0011] 本发明的有益效果：（1)本发明的氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料工艺简单，成本低， 羟丙基淀粉（HPS)是由淀粉在碱性条件下与环氧丙烷醚化反应而制得，属非离子淀粉醚。 由于受制备工艺、成本等因素制约，以往文献报道涉及纺织浆料的羟丙基淀粉取代度都较 低，大多HPS取代度都小于0. 1，对淀粉的改性程度较低，变性后淀粉不具有冷水可溶性， 作为纺织浆料性能表现一般，主要用作食品添加剂。（2)本发明制备了较高取代度（MS在 0. 1~0. 5)的羟丙基淀粉，在淀粉中引入的羟丙基数量使淀粉颗粒内大分子充分吸水溶胀溶 解和伸展，同时其浆液粘度稳定性好、透明且具有良好的流动性。（3)羟丙基化反应结束体 系内还含有大量的NaOH，加入一定摩尔比的氯乙酸，与剩余的碱进行醚化反应，省去了HC1 中和，并在淀粉大分子内引入了强极性的羧甲基基团，进一步提高了浆液的粘附性和浆纱 性能。（4)氧化可以降低浆液的粘度，将浆液粘度调整到需要的范围；加入尿素可以改善其 浆膜性能，浆液的粘附性及浆纱性能。氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料羟丙基取代度（MS)在 0. 1~0. 5之间，羧甲基取代度（DS)在0. 05~0. 4之间，浆液粘度5~20mPa*s，有良好的浆膜性 能、粘附性及浆纱效果。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1 本实施例的氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料的制备方法，步骤如下： (1) 将95g玉米淀粉与2g尿素加入到160mL质量分数为80%的乙醇水溶液中，搅拌均 匀，然后加入2g氢氧化钠，在25°C的条件下进行碱化反应35min; (2) 碱化结束后加入5g环氧丙烷，升温至60°C，搅拌均匀后进行醚化反应10h，反应结 束后降温至50°C，然后加入0.lg质量分数问题50%的H202氧化反应55min; (3) 氧化反应结束后加入5g氯乙酸，升温至65°C反应135min，反应结束后降温至35°C， 洗涤、抽滤、80 °C烘干、粉碎后即得产品。
[0013] 实施例2 本实施例的氧化羟丙基羧甲基淀粉浆料的制备方法，步骤如下： (1) 将105g玉米淀粉与15g尿素加入到200mL质量分数为95%的乙醇水溶液中，搅拌 均匀，然后加入l〇g氢氧化钠，在35°C的条件下进行碱化反应25min; (2) 碱化结束后加入40g环氧丙烷，升温至75°C，搅拌均匀后进行醚化反应8h，反应结 束后降温至55°C，然后加入H202氧化反应lh; (3)氧化反应结束后加入氯乙酸，升温至75°C反应2h，反应结束后降温至40°C，洗涤、 抽