專利名稱：一種復合改性瓜爾膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種改性瓜爾膠及其制備方法，特別是涉及采用濕法制備復合改性瓜 爾膠。背景技術(shù)：
瓜爾膠是從豆科植物一瓜爾豆中提取出來的，為大分子天然親水膠體，可廣泛用于如 食品、化妝品、造紙、油田等領(lǐng)域。瓜爾膠以聚甘露糖為分子主鏈，D-吡喃甘露糖單元之間 以β (1-4)苷鍵連接，而D -吡喃半乳糖則以α (1-6)鍵連接在聚甘露糖主鏈上。瓜爾膠 中甘露糖與半乳糖單元之摩爾比為2 :1，即每隔一甘露糖單元連接著一個半乳糖分支。天然的瓜爾膠存在不能快速溶脹和水合，熱穩(wěn)定性差，易被酶和細菌分解等缺陷。 瓜爾膠經(jīng)過改性后1其水溶性、水不溶物的含量、黏度的穩(wěn)定性和電解質(zhì)的兼容性顯著改 善，可滿足不同的應用要求，擴大其應用領(lǐng)域。專利USP5733854公開了一種可用于洗滌劑的含有陰、陽兩種離子的改性瓜爾膠， 該膠水溶液具有較好的透明性。專利CN1318694C公開了一種羥烷基陽離子瓜爾膠一步泥 漿制備方法，所制備陽離子取代度高。專利CN100547160C公開了一種高固含量改性瓜爾膠 水溶液的制備方法，用甘露糖酶和半乳糖氧化酶進行酶催化反應，得到低粘度、固含量高的 改性瓜爾膠水溶液。專利CN101323647A公開了一種陰離子瓜爾膠的制備方法，步驟包括原 粉堿化、加入陰離子醚化劑。但上述這些專利技術(shù)存在的主要問題是產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、制備步驟復雜、產(chǎn)品水 溶液初粘力低、凝膠強度差、產(chǎn)品分子中引入化學基團以及應用范圍窄。
發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的
本發(fā)明提供一種復合改性瓜爾膠及其制備方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，利用酸 易在瓜爾膠無定形區(qū)域滲入，糖苷鍵發(fā)生水解，提高瓜爾膠結(jié)晶度，從而改善瓜爾膠性能， 將長鏈瓜爾膠切斷成短鏈瓜爾膠，達到使水溶性物質(zhì)增多的目的。2、技術(shù)方案
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，鹽酸、硫酸或硝酸 中的一種，乙醇、甲醇或異丙醇中的一種；原料配比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照 相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為鹽酸、硫酸或硝酸1.0 10.0%，乙醇、甲醇或異丙醇 150 400% ；鹽酸、硫酸或硝酸的質(zhì)量百分濃度為30%。一種上述復合改性瓜爾膠的制備方法，其特征在于制備方法步驟如下
(1)、按上述比例取原料備用，將瓜爾膠用質(zhì)量百分比為95%的乙醇、甲醇或異丙醇 水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為25 40%的乳液，置于反應釜中，攪拌，并將乳液升溫至 35 75°C，將配方量1 10%的質(zhì)量百分濃度為30%的鹽酸、硫酸或硝酸全部加入乳液中， 恒溫，酸解2 12小時，酸解結(jié)束后，用質(zhì)量百分比濃度為3 6%的氫氧化鈉或碳酸鈉乙 醇、甲醇或異丙醇水溶液將乳液PH值調(diào)至6. 0 7. 0，乳液再經(jīng)過濾、洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅；
(2)、將上述酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)120 250°C高 溫、擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。上述步驟(1)中乳液過濾后，再用含水量低于10%的乙醇、甲醇或異丙醇水溶液洗 滌，得酸解瓜爾膠濕餅。上述步驟(2)中擠壓剪切條件為壓力2 20Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速20 400rpm。所述膨化酸解瓜爾膠的復合順序為先酸解瓜爾膠，再經(jīng)高溫膨化。所述膨化酸解瓜爾膠的復合順序為將瓜爾膠先膨化，后酸解。本發(fā)明利用酸易在瓜爾膠無定形區(qū)域滲入，糖苷鍵發(fā)生水解，提高瓜爾膠結(jié)晶度， 從而改善瓜爾膠性能。利用加溫、加壓使酸解瓜爾膠顆粒中的水分呈過熱狀態(tài)，顆粒變軟， 當高壓迅速變成常壓時，顆粒內(nèi)呈過熱狀態(tài)的水分在瞬間汽化而發(fā)生強烈爆炸，產(chǎn)生的巨 大膨脹壓力能破壞顆粒結(jié)構(gòu)的原理，將長鏈瓜爾膠切斷成短鏈瓜爾膠，水溶性物質(zhì)增多。3、優(yōu)點及效果
本發(fā)明提供了一種復合改性瓜爾膠及其制備方法，具有如下優(yōu)點
(1)、膨化酸解瓜爾膠易于在冷水和熱水中分散與溶解，不產(chǎn)生結(jié)團現(xiàn)象，使其便于應
用；
(2)、產(chǎn)品分子中未引入新的化學基團，質(zhì)量穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)疏松、改性均勻、效率高；
(3)、產(chǎn)品粘度穩(wěn)定，其水溶液初粘力強、固含量高，成膜性好，凝膠強度高，糊液透明
好；
(4)、瓜爾膠改性路徑短，改性條件溫和，易于實現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的說明
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，鹽酸、硫酸或硝酸， 乙醇、甲醇或異丙醇或其它溶劑；原料配比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于 干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為鹽酸、硫酸或硝酸1.0 10.0%，乙醇、甲醇或異丙醇150 400%。所述鹽酸、硫酸或硝酸用于酸解瓜爾膠，其質(zhì)量百分比濃度均為30%。一種上述復合改性瓜爾膠的制備方法，其特征在于制備方法步驟如下
(1)、按上述比例取原料備用，將瓜爾膠用質(zhì)量百分比為95%的乙醇、甲醇或異丙醇 水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為25 40%的乳液，置于反應釜中，攪拌，并將乳液升溫至 35 75°C，將配方量1 10%的質(zhì)量百分濃度為30%的鹽酸、硫酸或硝酸全部加入乳液中， 恒溫，酸解2 12小時，酸解結(jié)束后，用質(zhì)量百分比濃度為3 6%的氫氧化鈉或碳酸鈉乙 醇、甲醇或異丙醇水溶液將乳液PH值調(diào)至6. 0 7. 0，乳液再經(jīng)過濾、洗滌得酸解瓜爾膠濕 餅；
(2)、將上述酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)120 250°C高 溫、擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。上述步驟(1)中乳液過濾后，再用含水量低于10%的乙醇、甲醇或異丙醇水溶液洗 滌，得酸解瓜爾膠濕餅。上述步驟(2)中擠壓剪切條件為壓力2 20Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速2(T400rpm。所述膨化酸解瓜爾膠的復合順序為先酸解瓜爾膠，再經(jīng)高溫膨化。
所述膨化酸解瓜爾膠的復合順序為將瓜爾膠先膨化，后酸解。實施例1
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，鹽酸，乙醇；原料配 比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為鹽酸4.0%，乙 醇180%，鹽酸質(zhì)量百分濃度為30%。一種復合改性瓜爾膠的制備方法，包括調(diào)乳、酸解、中和、洗滌、過濾、高溫、擠壓剪 切、干燥、粉碎、篩分，具體步驟如下
將瓜爾膠用質(zhì)量百分數(shù)為95%乙醇水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分濃度為33%的乳液，置于反 應釜中，攪拌，并將乳液升溫至50°C，將配方量的鹽酸全部加入乳液中，恒溫，酸解8小時， 酸解結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉或碳酸鈉乙醇水溶液將乳液pH值調(diào)至6. 0，乳液 過濾后，再用含水量低于10%的乙醇水溶液洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅。將酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)120°C高溫、在壓力 2Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速20rpm的條件下擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。實施例2
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，鹽酸，乙醇；原料配 比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為鹽酸6.0%，乙 醇150%，鹽酸質(zhì)量百分濃度為30%。一種復合改性瓜爾膠的制備方法，包括調(diào)乳、酸解、中和、洗滌、過濾、高溫、擠壓剪 切、干燥、粉碎、篩分，具體步驟如下
將瓜爾膠用質(zhì)量百分數(shù)為95%乙醇水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分濃度為36. 4%的乳液，置于 反應釜中，攪拌，并將乳液升溫至60°C，將配方量的鹽酸全部加入乳液中，恒溫，酸解6小 時，酸解結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉或碳酸鈉乙醇水溶液將乳液pH值調(diào)至7. 0， 乳液過濾后、再用含水量低于10%的乙醇水溶液洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅。將酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)250°C高溫、在壓力 20Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速400rpm的條件下擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。實施例3
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，鹽酸，乙醇；原料配 比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為鹽酸8.0%，乙 醇120%，鹽酸質(zhì)量百分濃度為30%。一種復合改性瓜爾膠的制備方法，包括調(diào)乳、酸解、中和、洗滌、過濾、高溫、擠壓剪 切、干燥、粉碎、篩分，具體步驟如下
將瓜爾膠用質(zhì)量百分數(shù)為95%乙醇水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分濃度為40. 8%的乳液，置于 反應釜中，攪拌，并將乳液升溫至70°C，將配方量的鹽酸全部加入乳液中，恒溫，酸解4小 時，酸解結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉或碳酸鈉乙醇水溶液將乳液pH值調(diào)至6. 5， 乳液過濾后、再用含水量低于10%的乙醇水溶液洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅。將酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)150°C高溫、在壓力 5Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速200rpm的條件下擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。實施例4
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，鹽酸，乙醇；原料配
5比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為鹽酸4.0%，乙 醇300%，鹽酸質(zhì)量百分濃度為30%。一種復合改性瓜爾膠的制備方法，包括調(diào)乳、酸解、中和、洗滌、過濾、高溫、擠壓剪 切、干燥、粉碎、篩分，具體步驟如下
將瓜爾膠用質(zhì)量百分數(shù)為95%乙醇水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分濃度為23. 2%的乳液，置于 反應釜中，攪拌，并將乳液升溫至40°C，將配方量的鹽酸全部加入乳液中，恒溫，酸解10小 時，酸解結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉或碳酸鈉乙醇水溶液將乳液pH值調(diào)至6.0， 乳液過濾后、再用含水量低于10%的乙醇水溶液洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅。將酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)200°C高溫、在壓力 lOMpa，螺桿轉(zhuǎn)速300rpm的條件下擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。實施例5
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，硫酸，甲醇；原料配 比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為硫酸10.0%， 甲醇400%，硫酸質(zhì)量百分濃度為30%。一種復合改性瓜爾膠的制備方法，包括調(diào)乳、酸解、中和、洗滌、過濾、高溫、擠壓剪 切、干燥、粉碎、篩分，具體步驟如下
將瓜爾膠用質(zhì)量百分數(shù)為95%甲醇水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分濃度為25%的乳液，置于反 應釜中，攪拌，并將乳液升溫至35°C，將配方量的硫酸全部加入乳液中，恒溫，酸解2小時， 酸解結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為3%的氫氧化鈉或碳酸鈉甲醇水溶液將乳液pH值調(diào)至7. 0，乳液 過濾后、再用含水量低于10%的甲醇水溶液洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅。將酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)180°C高溫、在壓力 15Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速IOOrpm的條件下擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。實施例6
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，硝酸，異丙醇；原料 配比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為硝酸1.0%， 異丙醇200%，硝酸質(zhì)量百分濃度為30%?！N復合改性瓜爾膠的制備方法，包括調(diào)乳、酸解、中和、洗滌、過濾、高溫、擠壓剪 切、干燥、粉碎、篩分，具體步驟如下
將瓜爾膠用質(zhì)量百分數(shù)為95%異丙醇水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分濃度為40%的乳液，置 于反應釜中，攪拌，并將乳液升溫至75V，將配方量的硝酸全部加入乳液中，恒溫，酸解12 小時，酸解結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為6%的氫氧化鈉或碳酸鈉異丙醇水溶液將乳液pH值調(diào)至 6. 5，乳液過濾后、再用含水量低于10%的異丙醇水溶液洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅。將酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)220°C高溫、在壓力 8Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速50rpm的條件下擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。用本發(fā)方法明制備的改性瓜爾膠可用于膠姆糖、果凍、紡織經(jīng)紗漿料、造紙表面施 膠劑、包裝與建筑粘合劑等，具有溶解快，使用方便、初粘力強特點。尤其是以本發(fā)明制備的 改性瓜爾膠替代紡織品上漿用變性淀粉或聚乙烯醇，因加入冷水就可溶解本品，而省去加 熱工序，既省工省時、節(jié)省能源，又使用非常方便，適于工業(yè)應用。
權(quán)利要求
一種復合改性瓜爾膠，其特征在于由以下原料制備而成瓜爾膠，鹽酸、硫酸或硝酸中的一種，乙醇、甲醇或異丙醇中的一種；原料配比以干瓜爾膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干瓜爾膠質(zhì)量的百分比為鹽酸、硫酸或硝酸1.0～10.0％，乙醇、甲醇或異丙醇150～400％；鹽酸、硫酸或硝酸的質(zhì)量百分濃度為30%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的復合改性瓜爾膠的制備方法，其特征在于制備方法步驟 如下(1)、按上述比例取原料備用，將瓜爾膠用質(zhì)量百分比為95%的乙醇、甲醇或異丙醇 水溶液調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為25 40%的乳液，置于反應釜中，攪拌，并將乳液升溫至 35 75°C，將配方量1 10%的質(zhì)量百分濃度為30%的鹽酸、硫酸或硝酸全部加入乳液中， 恒溫，酸解2 12小時，酸解結(jié)束后，用質(zhì)量百分比濃度為3 6%的氫氧化鈉或碳酸鈉乙 醇、甲醇或異丙醇水溶液將乳液PH值調(diào)至6. 0 7. 0，乳液再經(jīng)過濾、洗滌得酸解瓜爾膠濕 餅；(2)、將上述酸解瓜爾膠濕餅加入膨化機的喂料機，使酸解瓜爾膠再經(jīng)120 250°C高 溫、擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分，即得膨化酸解瓜爾膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復合改性瓜爾膠的制備方法，其特征在于步驟(1)中乳 液經(jīng)過濾后，再用含水量低于10%的乙醇、甲醇或異丙醇水溶液洗滌，得酸解瓜爾膠濕餅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復合改性瓜爾膠的制備方法，其特征在于步驟(2)中擠 壓剪切條件為壓力2 20Mpa，螺桿轉(zhuǎn)速20 400rpm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復合改性瓜爾膠的制備方法，其特征在于膨化酸解瓜 爾膠的復合順序為先酸解瓜爾膠，再經(jīng)高溫膨化。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復合改性瓜爾膠的制備方法，其特征在于膨化酸解瓜 爾膠的復合順序為將瓜爾膠先膨化，后酸解。
全文摘要
本發(fā)明提供一種復合改性瓜爾膠及其制備方法，制備原料包括瓜爾膠，鹽酸、硫酸或硝酸，乙醇、甲醇或異丙醇，制備方法包括調(diào)乳、酸解、中和、洗滌、過濾、高溫、擠壓剪切、干燥、粉碎、篩分。所制備的改性瓜爾膠具有易于在冷水和熱水中分散與溶解，而不產(chǎn)生結(jié)團，且其水溶液初始粘度高、凝膠強度大。制備方法簡單、效率高，改性條件溫和，易于實現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C08B37/00GK101974100SQ201010552958
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者唐洪波, 孫敏, 李艷平 申請人:沈陽工業(yè)大學