CN101186652A - 一种羧甲基淀粉钠的制备方法 - Google Patents

一种羧甲基淀粉钠的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高粘度的羧甲基淀粉钠的制备方法，采用脲和醛的预混物为预处理剂，进行淀粉与一氯乙酸的醚化反应，得到粘度达72000mPa.s(2％，25℃)的羧甲基淀粉钠。本发明制备的羧甲基淀粉钠的粘度高，产品应用范围广，制备工艺简单，成本低，适用于工业化生产。

Description

一种羧甲基淀粉钠的制备方法
                        技术领域
本发明涉及淀粉改性技术领域，特别是一种超高粘度的羧甲基淀粉钠的制备方法。
                        背景技术
羧甲基淀粉钠是一种阴离子型高分子电解质，具有优良的润湿性、分散性、粘结性、增稠性、乳化分散性、保水性、表面活性、成膜性和配伍性，广泛应用在食品、医药、纺织印染、造纸、石油、涂料、陶瓷、日化、粘合剂、选矿、农业生产等技术领域。羧甲基淀粉钠的制备，通常由淀粉和氯乙酸或其钠盐在碱性条件下进行醚化反应而得到。按所采用溶剂体系的差异，分为水溶媒法、有机溶媒法、半干法和干法4种不同的工艺方法，但是采用这些工艺得到的羧甲基化产物，其2％水溶液的粘度一般不超过6000mPa.s。
粘度是羧甲基淀粉钠的一个重要指标，一般的方法是通过提高氯乙酸的用量来提高取代度以获得羧甲基淀粉钠的高粘度，如将氯乙酸用量提高到淀粉质量的40％，但是在产物取代度和粘度上升的同时，原材料成本也迅速攀升。
还有一些提高粘度的其它方法，如在CN1259342C中，采用轻度交联、结合醚化的方法制备羧甲基淀粉，将2％水溶液的粘度提高到2600mPa.s。在CN1075516C中，采用低液比，使淀粉与氯乙酸钠的半干混料在滚筒干燥机上通过干燥反应获得羧甲基淀粉钠产物，其水溶液最高粘度可达到5500mPa.s。在CN12274718C中，介绍了采用分批次加料方法，以及对产物严格的洗涤程序，除掉全部含有的无机盐组分，所获得的高纯度羧甲基淀粉钠的粘度达到了6000mPa.s。但是这些方法在提高羧甲基淀粉钠的粘度方面，仍然有一定的局限，最高仅能将其粘度提高到6000mPa.s。
                        发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种粘度高、成本低、工艺简单的超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种羧甲基淀粉钠的制备方法，采用脲和醛的预混物为预处理剂，进行淀粉与一氯乙酸的醚化反应，具体包括下述步骤：(1)首先用溶剂将淀粉调成28～35％质量比的淀粉乳液，然后加入占淀粉绝干质量5～15％的脲和醛的预混物、10～30％的一氯乙酸，再在25～50℃下搅拌活化15～60分钟；然后加入碱调节反应体系的PH值达到并维持在10～11，再于45～55℃下恒温反应3～8小时，得到超高粘度的羧甲基淀粉钠。
所述溶剂是醇和水的混合体系，具体是指甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或一种以上与水的混合体系；优选体积比为70～85∶30～15的乙醇和水的混合体系。
所述脲和醛的预混物为预处理剂，优选尿素和甲醛的预混物，更优选质量比为0.1～3∶3～0.1的尿素与甲醛的预混物。
所述调节反应体系PH值所用的碱，包括碱土金属的氢氧化物、碳酸盐、或有机碱中的一种或几种的混合物；优选NaOH或碳酸钾。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明明制备的羧甲基淀粉钠的粘度高，可达72000mPa.s(2％，25℃)，应用效果好。
(2)本发明的制备工艺简单，成本低，适用于工业化生产。
                      具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将100公斤的玉米淀粉搅拌下加入210公斤的乙醇和水的混合溶液(体积比为78∶22)中，成为均匀的淀粉乳液，然后加入5公斤尿素和甲醛的混合物(质量比为0.1∶3)以及20公斤一氯乙酸加入反应釜中，搅拌均匀后，在38±1℃温度下使淀粉活化15分钟。
同时缓慢滴加20公斤质量浓度为31％的NaOH溶液，维持体系的PH值在10.5。然后于48℃下继续反应5小时结束反应，得到羧甲基淀粉钠。在25℃下测得其2％水溶液粘度为2700mPa.s。
实施例2
搅拌下将100公斤的玉米淀粉加入210公斤的乙醇和水的混合溶液(体积比为78∶22)中，成为均匀的淀粉乳液，采用13公斤尿素和甲醛的混合物(质量比为3∶0.1)，25公斤一氯乙酸，40±1℃温度下使淀粉活化50分钟，以31％氢氧化钠和碳酸钾维持体系PH值在10.5，在52℃下恒温反应5小时，其它反应条件同实施例1。制得的羧甲基淀粉钠的2％水溶液粘度为5700mPa.s(25℃)。
实施例3
采用160公斤淀粉，300公斤乙醇和水的混合液(体积比为85∶15)，22公斤尿素和甲醛的混合物(质量比为1.4∶1)，25公斤一氯乙酸，48±1℃温度下使淀粉活化40分钟。PH值维持在11，在50℃下恒温反应5小时，其它反应条件同实施例1，制得的羧甲基淀粉钠的2％溶液粘度为25000mPa.s(25℃)。
实施例4
采用160公斤淀粉，310公斤乙醇和水的混合液(体积比为70∶30)，16公斤尿素和甲醛的混合物(质量比为2.0/1.3)，30公斤一氯乙酸，40±1℃温度下使淀粉活化30分钟。PH维持在11，在50℃下恒温反应6小时，其它反应条件同实施例1。制得的羧甲基淀粉钠的2％溶液粘度为32000mPa.s(25℃)。
实施例5
采用160公斤淀粉，320公斤乙醇和水的混合液(体积比为80∶20)，18公斤尿素和甲醛的混合物(质量比为1.6/2.8)，25公斤一氯乙酸，25±1℃温度下使淀粉活化60分钟。PH值维持在10，在40℃下恒温反应8小时，其它反应条件同实施例1。制得的羧甲基淀粉钠的2％溶液粘度为7000mPa.s(25℃)。
实施例6
采用160公斤淀粉，320公斤乙醇和水的混合液(体积比为85∶15)，18公斤尿素和甲醛混合物(质量比为3.0∶0.8)，36公斤一氯乙酸，35±1℃温度下使淀粉活化60分钟。PH值维持在11，在55℃下恒温反应6小时，其它反应条件同实施例1。制得的羧甲基淀粉钠的2％溶液粘度为40000mPa.s(25℃)。
实施例7
采用180公斤淀粉，340公斤乙醇和水的混合液(体积比为70∶30)，20公斤尿素和甲醛的混合物(质量比为2.6∶1.1)，40公斤一氯乙酸，45±1℃温度下使淀粉活化40分钟。PH值维持在10.5，在52℃下恒温反应5小时，其它反应条件同实施例1。制得的羧甲基淀粉钠的2％溶液粘度为72000mPa.s(25℃)。

Claims (5)

1.一种羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：采用脲和醛的预混物为预处理剂，进行淀粉与一氯乙酸的醚化反应。
2.根据权利要求1所述的羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)首先用溶剂将淀粉调成28～35％质量比的淀粉乳液，然后加入占淀粉绝干质量5～15％的脲和醛的预混物、10～30％的一氯乙酸，再在25～50℃下搅拌活化15～60分钟；然后加入碱调节反应体系的PH值达到并维持在10～11，再于45～55℃下恒温反应3～8小时，得到超高粘度的羧甲基淀粉钠。
3.根据权利要求2所述的羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：所述溶剂是体积比为70～85∶30～15的乙醇和水的混合体系。
4.根据权利要求2所述的羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：所述脲和醛的预混物是质量比为0.1～3∶3～0.1的尿素与甲醛的预混物。
5.根据权利要求1所述的羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：所述调节反应体系PH值所用的碱是碱土金属的氢氧化物、碳酸盐或有机碱中的一种或几种的混合物。
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