專利名稱：一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織漿料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)紗上漿漿料主要有淀粉(包括變性淀粉)、PVA (聚こ烯醇)和聚丙烯酸鹽(或酷)三大類。PVA漿料是目前紡織企業(yè)中使用的首選漿料，但PVA漿料溶解性差，退漿困難，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而聚丙烯酸酯漿料的Tg太低，漿膜強(qiáng)度低，再粘性較大，而且價(jià)格比較昂貴，不能作為主漿料使用。變性淀粉漿料具有環(huán)保，漿膜穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，成為經(jīng)紗上漿漿料的有力候選者，但是目前變性淀粉漿料還存在品種、功能單一等問題，如磷酸酯淀粉、氧化淀粉、酸變性淀粉等，使用后漿紗質(zhì)量不盡人意。 復(fù)合改性淀粉是多元變性淀粉中的ー種重要類型，是在陽離子淀粉和陰離子淀粉的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。磷酸型兩性淀粉是其中的ー種，廣泛用于造紙、紡織、水處理、食品和醫(yī)藥エ業(yè)領(lǐng)域。與陰離子或者陽離子淀粉相比，兩性淀粉的應(yīng)用更廣泛，性能更優(yōu)異，也越來越受到淀粉研究者的關(guān)注，對(duì)它的研究也越來越多。國外兩性淀粉的研制自20世紀(jì)70年代開始，磷酸型兩性淀粉的制備和應(yīng)用最初始于世紀(jì)60-70年代Caldwel等人用磷酸鹽作用于陽離子淀粉引入陰離子磷酸基，所得兩性淀粉用于紙張涂料施膠劑能提高顏料吸著率；1986年美國的Hubbard等人報(bào)導(dǎo)了利用蒸汽噴射設(shè)備在淀粉糊化狀態(tài)下ー步和兩步法制備水溶性磷酸型季銨基兩性淀粉的專利；1997年美國的Kwenor等人報(bào)導(dǎo)了用溶劑法ー步或分步合成了磷酸型季銨基兩性淀粉，同時(shí)已開發(fā)出了如CAT073-8002、CAT078-0140、CAT0XX-0220(美國國民淀粉及化學(xué)品公司)及Y9152(英國Stadex公司)等產(chǎn)品，但大多數(shù)都為造紙用助劑。國內(nèi)也有文獻(xiàn)報(bào)道變性的磷酸型淀粉在食品、造紙中的應(yīng)用。但未見復(fù)合改性淀粉漿料用作紡織經(jīng)紗上漿材料的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種適用于棉、滌棉、粘膠富纖等多種類別的紗線上漿的一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法，通過對(duì)原淀粉進(jìn)行特殊的酸化、接枝、醚化、酷化反應(yīng)，使復(fù)合改性淀粉漿料既具淀粉衍生物的功能，又具有轉(zhuǎn)化淀粉的功能，可全部或部份替代PVA，而且使用簡單方便，省時(shí)省氣、高效、環(huán)保，不僅可以提高漿紗質(zhì)量，而且在降低原材料消耗等方面也有較好的成效。
本發(fā)明技術(shù)方案一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法，將原淀粉按先酸解，再接枝、醚化和最后酯化的順序進(jìn)行改性，所述的原淀粉包括玉米淀粉和木薯淀粉中的ー種或二者混合物；所述酸解反應(yīng)包括對(duì)原淀粉進(jìn)行鹽酸酸化處理，所述接枝改性為依此加入引發(fā)劑、單體，攪拌得到接枝改性淀粉漿，所述單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物，醚化反應(yīng)包括以季銨型醚化劑對(duì)淀粉進(jìn)行醚化處理，在淀粉分子上引入季銨鹽陽離子基團(tuán)，酷化反應(yīng)包括以磷酸鹽對(duì)淀粉進(jìn)行酯化處理，在淀粉分子上引入磷酸基團(tuán)。
其制備方法如下
(1)酸解反應(yīng)
在酸化罐中加入1000重量份的原淀粉和3— 6重量份的鹽酸進(jìn)行攪拌，酸化反應(yīng)溫度95—105 °C，反應(yīng)30分鐘，即得酸化淀粉；
(2)接枝反應(yīng)
向上述反應(yīng)得到的酸化淀粉漿依此加入引發(fā)劑、単體，攪拌20分鐘得到接枝改性淀粉
漿；
(3)醚化反應(yīng)
將所述酸化淀粉轉(zhuǎn)入醚化罐后，噴灑液態(tài)醚化劑3—氯ー2—羥丙基三甲基氯化銨 65—75重量份和30被％氫氧化鈉溶液45—55重量份，醚化溫度60—70°C，控制PH值在9一10之間，醚化3. 5—4. 5小時(shí)即得醚化淀粉；
(4)酯化反應(yīng)
將所述醚化淀粉轉(zhuǎn)入真空酷化反應(yīng)罐后，將磷酸ニ氫鈉45— 55重量份、催化劑尿素3-9重量份和磷酸2—6重量份稀釋成30—40%的混合溶液，再噴到所述醚化淀粉中，控制反應(yīng)溫度80— 100°C，當(dāng)含水量降至12 —16%時(shí)，升溫至135— 145°C進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)粘度達(dá)到6—30mpa s后,得復(fù)合改性淀粉楽;料；
所述百分比為重量百分比。本發(fā)明的復(fù)合改性淀粉漿料采用低溫酸化、醚化干法反應(yīng)裝置和酯化真空干法反應(yīng)裝置將原淀粉經(jīng)過酸解，醚化和酯化反應(yīng)改性，具有反應(yīng)效率高，取代度高的特點(diǎn)，制備方法總體流程簡潔，無需要后處理，不需要添加抗糊化劑。本發(fā)明對(duì)棉纖維的粘附カ強(qiáng)，漿膜性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，用作紡織經(jīng)紗上漿材料可提高對(duì)棉纖維的粘附性和耐磨性以及漿料的穩(wěn)定性，降低紗線與紗線及紗線與織機(jī)之間的摩擦系數(shù)。具有下列有益效果
(1)漿液透明，室溫下穩(wěn)定，粘度熱穩(wěn)定性達(dá)85%以上；
(2)與其他漿料混溶性好，克服了PVA難溶的特點(diǎn)；
(3)漿液粘度低，季銨鹽能夠賦予漿料極好的粘著力和參透性；
(4)漿液粘度穩(wěn)定，干分絞容易，并頭少；
(5)結(jié)合磷含量高，漿紗具有很高的耐磨力，漿膜柔性好，提高了織造效率，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明可以通過發(fā)明內(nèi)容中說明的技術(shù)具體實(shí)施，通過下面的實(shí)施例可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩的描述，然而，本發(fā)明的范圍并不限于下述實(shí)施例。I，測(cè)試方法
采用NDJ279型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定漿液(濃度為7. 5%，95 °C)的黏度及其熱穩(wěn)定性。配制400 g濃度為3%的漿液，升溫至95で后保溫30 min,把漿液倒在已調(diào)至水平的玻璃板上，制成試驗(yàn)用衆(zhòng)膜。在Zweigle耐磨儀上用砂皮紙磨500次，計(jì)算各條楽;膜損失的質(zhì)量。配制2000 mL濃度為1%的漿液，升溫95で后保溫30 min,將粗紗條浸入5 min,取出自然晾干，恒溫恒濕平衡，然后在Zwick材料試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試上漿粗紗條的斷裂強(qiáng)力。采用CR — 400色彩色差計(jì)(日本柯尼卡美能達(dá)生產(chǎn))測(cè)試淀粉的色差。實(shí)施例1 :實(shí)施例1接枝取代引發(fā)劑對(duì)淀粉性質(zhì)的影響
在酸化罐中加入1000重量份的原淀粉和4重量份的鹽酸進(jìn)行攪拌，溫度控制在100°C，
反應(yīng)30分鐘，即得酸化淀粉；向上述反應(yīng)得到的酸化淀粉漿依此加入引發(fā)劑、単體，攪拌20
分鐘得到接枝改性淀粉漿，所述單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物，単體的加入量
為原淀粉重量的7%，丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯的重量比為70 :30。引發(fā)劑分別選擇為過硫酸
鉀，過硫酸鉀-草酸其中過硫酸鉀與草酸的重量比為5 :1，過氧化氫，過氧化氫-硫酸亞鐵
其中過氧化氫與硫酸亞鐵的重量比為5 :1。引發(fā)劑中過氧化物或過硫化物的加入量為單體
加入重量的10%。將所述接枝改性淀粉漿轉(zhuǎn)入醚化罐后，噴灑液態(tài)3—氯ー2—輕丙基三甲
基氯化銨70重量份、30被％氫氧化鈉溶液50重量份，在堿性條件下進(jìn)行醚化反應(yīng)，醚化溫度
控制在65°C，醚化時(shí)間4小時(shí)，PH值控制在9一 10之間；即得醚化淀粉；將磷酸ニ氫鈉50
重量份、尿素6重量份、磷酸4重量份稀釋成35%的混合溶液噴到所述醚化淀粉中，混合0. 5
小時(shí)，進(jìn)行加熱反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度90°C，當(dāng)水份干燥到15%時(shí)，將溫度升至135— 145°C進(jìn)
行酷化反應(yīng)I小時(shí)，得多元接枝酯化淀粉；所述百分比為重量百分比。實(shí)施例1得到的多元
接枝酯化淀粉通過CR — 400色彩色差計(jì)測(cè)試淀粉的色差，結(jié)果表I所示
表1:不同引發(fā)劑引發(fā)接枝反應(yīng)得到多元接枝酯化淀粉的差色數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法，其特征是其制備方法如下(1)酸解反應(yīng)在酸化罐中加入1000重量份的原淀粉和3— 6重量份的鹽酸進(jìn)行攪拌，酸化反應(yīng)溫度 95— 105°C，反應(yīng)30分鐘，即得酸化淀粉漿；(2)接枝改性向上述反應(yīng)得到的酸化淀粉漿依此加入引發(fā)劑、單體，攪拌20分鐘得到接枝改性淀粉漿，所述單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物，單體的加入量為原淀粉重量的1_10%， 丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯的重量比為40-80 :60-20，優(yōu)選70 :30，所述引發(fā)劑為自由基引發(fā)劑，引發(fā)劑的加入量為單體加入量的1-10%重量；(3)醚化反應(yīng)將所述接枝改性淀粉漿轉(zhuǎn)入醚化罐后，噴灑液態(tài)醚化劑3—氯一2—輕丙基三甲基氯化銨65— 75重量份和30wt%氫氧化鈉溶液45— 55重量份，醚化溫度60— 70°C，控制PH值在 9—10之間，醚化3. 5—4. 5小時(shí)即得醚化淀粉；(4)酯化反應(yīng)將所述醚化淀粉轉(zhuǎn)入真空酯化反應(yīng)罐后，將磷酸二氫鈉45— 55重量份、催化劑尿素 3-9重量份和磷酸2—6重量份用水稀釋成30—40%的混合溶液，再噴到所述醚化淀粉中， 控制反應(yīng)溫度80— 100°C，當(dāng)含水量降至12 —16%時(shí)，升溫至135— 145°C進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)粘度達(dá)到6 — 30mpa · s后，得復(fù)合改性淀粉漿料；上述百分比為重量百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法，其特征是其特征是其制備方法如下(1)、酸解反應(yīng)在酸化罐中加入1000重量份的原淀粉和4重量份的鹽酸進(jìn)行攪拌，溫度控制在100°C， 反應(yīng)30分鐘，即得酸化淀粉；(2)、接枝改性向上述酸化淀粉漿依此加入引發(fā)劑、單體，攪拌20分鐘得到接枝改性淀粉漿，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀-草酸引發(fā)劑，過硫酸鉀與草酸的重量比為5 :1，所述單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物，丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯的重量比為70 30 ;上述單體的加入量為原淀粉重量的7-10%，引發(fā)劑中過硫酸鉀的加入量為單體加入重量的10% ；(3)、醚化反應(yīng)將所述接枝改性淀粉漿轉(zhuǎn)入醚化罐后，噴灑液態(tài)3—氯一2—羥丙基三甲基氯化銨70重量份、30wt%氫氧化鈉溶液50重量份，在堿性條件下進(jìn)行醚化反應(yīng)，醚化溫度控制在65°C，醚化時(shí)間3. 5—4. 5小時(shí)，PH值控制在9一10之間；即得醚化淀粉；(4)、酯化反應(yīng)將磷酸二氫鈉50重量份、尿素6重量份、磷酸4重量份用水稀釋成35%的混合溶液噴到所述醚化淀粉中，混合O. 15—0. 5小時(shí)，進(jìn)行加熱反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度90°C，當(dāng)水份干燥到15%時(shí)，將溫度升至135— 145°C進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)粘度達(dá)到6 — 30mpa ·s后，得多元酯化淀粉；上述百分比為重量百分比。
3.一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法，其特征是將原淀粉按先酸解，再接枝、醚化和最后酯化的順序進(jìn)行改性，所述的原淀粉包括玉米淀粉和木薯淀粉中的一種或二者混合物； 所述酸解反應(yīng)包括對(duì)原淀粉進(jìn)行鹽酸酸化處理，所述接枝改性為依此加入引發(fā)劑、單體，攪拌得到接枝改性淀粉漿，所述單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物，醚化反應(yīng)包括以季銨型醚化劑對(duì)淀粉進(jìn)行醚化處理，在淀粉分子上引入季銨鹽陽離子基團(tuán)，酯化反應(yīng)包括以磷酸鹽對(duì)淀粉進(jìn)行酯化處理，在 淀粉分子上引入磷酸基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種復(fù)合改性淀粉漿料的制備方法，其特征是將原淀粉按先酸解，再接枝、醚化和最后酯化的順序進(jìn)行改性，酸解反應(yīng)包括對(duì)原淀粉進(jìn)行鹽酸酸化處理，接枝為依此加入引發(fā)劑、單體，攪拌得到接枝改性淀粉漿，單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物，醚化反應(yīng)包括以季銨型醚化劑對(duì)淀粉進(jìn)行醚化處理，在淀粉分子上引入季銨鹽陽離子基團(tuán)，酯化反應(yīng)包括以磷酸鹽對(duì)淀粉進(jìn)行酯化處理，在淀粉分子上引入磷酸基團(tuán)。制備的復(fù)合改性淀粉漿料具有粘度低，對(duì)棉纖維的粘附力強(qiáng)，漿膜性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，用作紡織經(jīng)紗上漿材料可提高對(duì)棉纖維的粘附性和耐磨性以及漿料的穩(wěn)定性，降低紗線與紗線及紗線與織機(jī)之間的摩擦系數(shù)，提高織造效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C08F8/40GK103012680SQ20131000417
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者樂晉峰, 陳洪虹, 李國輝, 黃良清 申請(qǐng)人:江西宏大化工有限公司