CN107629139A - 一种透明瓜尔胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种透明瓜尔胶及其制备方法，本发明将瓜尔胶片直接加入到碱液中，在实现瓜尔胶片溶胀过程中即可实现碱液对瓜尔胶的碱化过程，便于后续与羟烷基醚化剂中羟烷基基团的以醚键的形式结合，再与阳离子基醚化剂混合后，通过进一步接枝反应过程，实现阳离子以醚键的形式键合到瓜尔胶分链上，结合后续的氧化过程，使得阳离子化瓜尔胶的主链断裂，得到透明瓜尔胶。实施例的结果表明，本发明制备方法简单，可直接以瓜尔胶片为原料得到透明瓜尔胶。

Description

一种透明瓜尔胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及瓜尔胶改性技术领域，尤其涉及一种透明瓜尔胶及其制备方法。

背景技术

瓜尔胶是从一种原产地为印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取而来的，主要成分为半乳甘露聚糖，其结构由D甘露糖通过β-1,4糖苷键连接形成的主链，在某些甘露糖上D-半乳糖通过α-1,6糖苷键形成的侧链而构成的多分枝的聚糖，从整个分子来看半乳糖在支链上呈无规则分布，以两个或三个居多。瓜尔胶易溶于水，形成高粘度的液体，一般0.6％水溶液的粘度可以达到4000～6000mPa.S。

天然瓜尔胶存在着水不溶物含量高，耐电解质、耐剪切性较差，不能快速溶胀和水合，粘度不易控制的缺点。现今多通过化学改性的方法，改善天然瓜尔胶的缺点，拓展瓜尔胶的应用领域。例如，在瓜尔胶分子上引入阳离子基团或非离子基团两种基团，得到透明型瓜尔胶，极大地提高了瓜尔胶在日用化品中的应用价值。阳离子改性瓜尔胶对毛发皮肤具有良好的亲和性和相容性，并且具有所需的护理和美学的特性，被广泛用于化妆品中，通常作为功能性添加剂，包括头发护理剂、润肤剂、保湿剂、增稠剂、紫外线抑制剂、防腐剂、色素、染料、着色剂等，并且还可以和烷基硫酸酯等其他表面活性剂复配，此外也能用于牙科护理产品和含有香料或杀菌剂的产品中。非离子基团的引入使得瓜尔胶在保证粘度不降低的情况下，降低瓜尔胶水不溶物含量，增强耐电解质的能力，达到更高的温度稳定性。

现今，为了便于改性的顺利进行，透明型瓜尔胶的制备多需以瓜尔胶片经溶胀研磨粉碎后的瓜尔胶原粉为原料，原料要求苛刻并且工艺繁琐。例如，中国专利CN1757827A公开了一种羟烷基阳离子瓜尔胶的制备方法，以瓜尔胶片经溶胀研磨粉碎后的瓜尔胶原粉为原料，成本较高，并且需要在反应过程中补充氢氧化钠溶液，以促进对瓜尔胶的改性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种透明瓜尔胶及其制备方法，本发明以瓜尔胶片为原料，经过简单制备流程即可得到透明瓜尔胶。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种透明瓜尔胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将瓜尔胶片加入到碱液中，进行碱化反应，得到瓜尔胶碱化物；

(2)将所述步骤(1)得到的瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂混合，进行第一接枝反应，得到烷基化瓜尔胶；

(3)将所述步骤(2)得到烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂混合，进行第二接枝反应，得到阳离子化瓜尔胶；

(4)将所述步骤(3)得到的阳离子化瓜尔胶与氧化剂混合，进行氧化反应，得到透明瓜尔胶。

优选的，所述步骤(1)碱液中的溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种；所述碱液中的溶质为氢氧化钠或氢氧化钾；

所述瓜尔胶片、碱液中溶质和碱液中溶剂的质量比为(150～300)：(5～20)：(60～200)。

优选的，所述步骤(2)中的混合为将所述羟烷基醚化剂滴加到瓜尔胶碱化物中；所述滴加的速率为15～20mL/min。

优选的，所述步骤(2)中羟烷基醚化剂和瓜尔胶片的质量比为(80～150)：(150～300)；

所述第一接枝反应的温度为40～80℃，第一接枝反应的时间为1～3h。

优选的，所述步骤(3)中的混合为将阳离子基醚化剂以阳离子基醚化剂水溶液的形式滴加到烷基化瓜尔胶中；所述滴加的速率为10～20mL/min。

优选的，所述步骤(3)中阳离子基醚化剂和瓜尔胶片的质量比为(40～100)：(150～300)；

所述第二接枝反应的温度为40～80℃，第二接枝反应的时间为3～6h。

优选的，所述步骤(4)中的混合为将氧化剂以氧化剂溶液的形式滴加到阳离子化瓜尔胶中。

优选的，所述步骤(4)中氧化剂和瓜尔胶片的质量比为(2～20)：(150～300)；

所述氧化反应的温度为40～80℃，氧化反应的时间为0.5～1h。

优选的，所述氧化反应后，还包括对氧化产物依次进行洗涤、过滤、破碎、干燥和筛分，得到透明瓜尔胶。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的透明瓜尔胶，所述透明瓜尔胶的羟烷基取代度为0.5～0.8；所述透明瓜尔胶的阳离子取代度为0.1～0.2；所述透明瓜尔胶的透光率以0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率计，为97.2～99.5％。

本发明提供了一种透明瓜尔胶的制备方法，包括以下步骤：将瓜尔胶片加入到碱液中，进行碱化反应，得到瓜尔胶碱化物；将瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂混合，进行第一接枝反应，得到烷基化瓜尔胶；再将烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂混合，进行第二接枝反应，得到阳离子化瓜尔胶后与氧化剂混合，进行氧化反应，得到透明瓜尔胶。

本发明将瓜尔胶片直接加入到碱液中，在实现瓜尔胶片溶胀过程中即可实现碱液对瓜尔胶的碱化过程，碱化后的瓜尔胶更容易进行接枝反应，便于后续与羟烷基醚化剂中羟烷基基团以醚键的形式结合，再与阳离子基醚化剂混合后，通过进一步接枝反应过程，使阳离子以醚键的形式键合到瓜尔胶分链上，结合后续的氧化过程，使得阳离子化瓜尔胶的主链断裂，得到透明瓜尔胶。实施例的结果表明，本发明制备方法简单，可直接以瓜尔胶片为原料得到透明瓜尔胶。

具体实施方式

本发明提供了一种透明瓜尔胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将瓜尔胶片加入到碱液中，进行碱化反应，得到瓜尔胶碱化物；

(2)将所述步骤(1)得到的瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂混合，进行第一接枝反应，得到烷基化瓜尔胶；

(3)将所述步骤(2)得到烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂混合，进行第二接枝反应，得到阳离子化瓜尔胶；

(4)将所述步骤(3)得到的阳离子化瓜尔胶与氧化剂混合，进行氧化反应，得到透明瓜尔胶。

本发明将瓜尔胶片加入到碱液中，进行碱化反应，得到瓜尔胶碱化物。本发明对所述瓜尔胶片的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的瓜尔胶片的市售商品即可。本发明无需对瓜尔胶片进行细化处理，可直接作为碱化反应的原料。

在本发明中，所述碱液中的溶剂优选为水、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种；所述碱液中的溶质优选为氢氧化钠或氢氧化钾。在本发明中，所述碱液的制备优选为将颗粒状溶质加入到溶剂中，得到碱液。本发明采用颗粒状的溶质有助于溶质在溶剂中的溶解。

在本发明中，所述瓜尔胶片、碱液中溶质和碱液中溶剂的质量比优选为(150～300)：(5～20)：(60～200)，进一步优选为(150～300)：(7～10)：(70～100)。

本发明将瓜尔胶片加入到碱液中会在瓜尔胶片在碱液中的溶胀的同时发生碱液对瓜尔胶的碱化处理，得到瓜尔胶碱化物。在本发明中，碱与瓜尔胶分子链上的羟基反应，得到类似的醇钠结构，该结构更容易与羟烷基醚化剂的环氧基团进行SN2反应，完成接枝。

以氢氧化钠和瓜尔胶为例，其中瓜尔胶用Guar-OH表示，碱化反应过程发生的反应如式Ⅰ所示：Guar-OH+NaOH→Guar-ONa+H₂O 式1。

在本发明中，所述碱化反应的时间优选为0.5～1h，进一步优选为40～50min；所述碱化反应的温度优选为常温，进一步优选为25～30℃。

碱化反应后，本发明将所述碱化反应得到的瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂混合，进行第一接枝反应，得到烷基化瓜尔胶。在本发明中，所述羟烷基醚化剂优选为环烷烃，更优选为环氧乙烷、环氧丙烷和1,2-环氧丁烷中的一种或多种。

在本发明中，所述羟烷基醚化剂的用量以碱化反应过程中瓜尔胶片的用量为基准计，所述羟烷基醚化剂和瓜尔胶片的质量比优选为(80～150)：(150～300)，进一步优选为(90～120)：(200～240)。在本发明中，所述第一接枝反应的温度优选为40～80℃，进一步优选为50～75℃；所述第一接枝反应的时间优选为1～3h，进一步优选为1.5～2.5h，更优选为2h。本发明在所述第一接枝反应过程中，羟烷基醚化剂中的环氧基团打开与瓜尔胶碱化物中的醇钠结构反应，生成醚键和羟基，进而烷氧基基团以醚键的形式键合到瓜尔胶分子链上。

以环氧乙烷、氢氧化钠碱化瓜尔胶得到的瓜尔胶碱化物和环氧乙烷为例，第一接枝反应发生的反应如式Ⅱ所示：

本发明中，所述瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂混合的过程优选控制在40～80℃，进一步优选为50～70℃。在本发明中，所述瓜尔胶碱化物和羟烷基醚化剂混合过程中会发生第一接枝反应，便随热量的释放；所述混合过程中的温度优选通过滴加速率的控制和外界温度供给共同实现。在本发明中，所述瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂的混合优选为将所述羟烷基醚化剂滴加到瓜尔胶碱化物中；所述滴加的速率优选为15～20mL/min；本发明对所述外界温度供给方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的物料混合过程中温度供给方式即可。本发明在所述滴加的过程中，即开始发生第一接枝反应。当本发明采用滴加的方式实现瓜尔胶碱化物和羟烷基醚化剂的混合时，所述滴加的时间不计入到前述方案所述的第一接枝反应时间内。本发明采用所述滴加的方式能够实现瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂的均匀混合，避免羟烷基醚化剂直接全部一次性加入到瓜尔胶碱化物中，难以控制混合过程中的温度，使得反应过于剧烈。

所述第一接枝反应后，本发明将所述第一接枝反应得到烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂混合，进行第二接枝反应，得到阳离子化瓜尔胶。在本发明中，所述阳离子基醚化剂优选为3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵和/或2,3-环氧丙基三甲基氯化铵。

在本发明中，所述阳离子基醚化剂的用量优选以碱化反应过程中瓜尔胶片的用量为基准计，所述阳离子基醚化剂和瓜尔胶片的质量比优选为(40～100)：(150～300)，进一步优选为(48～90)：(150～270)。

在本发明中，所述第二接枝反应的温度优选为40～80℃，进一步优选为50～75℃；所述第二接枝反应的时间优选为3～6h，进一步优选为4～5h，更优选为4.5h。本发明在所述第二接枝反应过程中，所述阳离子基醚化剂与烷基化后的瓜尔胶中的醇钠结构反应，阳离子基醚化剂中的氯离子与烷基化瓜尔胶中的钠或钾结合生成氯化钠或氯化钾离子，同时阳离子基团以醚键的形式键合到瓜尔胶分子链上。

以氢氧化钠碱化瓜尔胶得到的瓜尔胶碱化物和环氧乙烷得到的烷基化瓜尔胶、阳离子基醚化剂中的瓜尔胶碱化物为例，第二接枝反应的反应如式Ⅲ所示：

在本发明中，所述烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂的混合的过程优选控制在40～80℃，进一步优选为50～60℃。在本发明中，所述烷基化瓜尔胶和阳离子基醚化剂混合过程中会发生第二接枝反应，伴随热量的释放；所述混合过程中的温度优选通过滴加速率的控制和外界温度供给共同实现。在本发明中，所述烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂的混合优选为将所述阳离子基醚化剂以阳离子基醚化剂溶液的形式滴加到烷基化瓜尔胶中；所述滴加的速率优选为10～20mL/min；本发明对所述外界温度供给方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的物料混合过程中温度供给方式即可。本发明在所述滴加的过程中，即开始发生第二接枝反应。当本发明采用滴加的方式实现烷基化瓜尔胶和阳离子基醚化剂的混合时，所述滴加的时间不计入到前述方案所述的第二接枝反应时间内。本发明采用所述滴加的方式能够实现烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂的均匀混合，并且避免阳离子基醚化剂直接全部一次性加入到烷基化瓜尔胶中，难以控制混合过程中的温度，使得反应剧烈生成副产物。

在本发明中，所述阳离子基醚化剂溶液的质量浓度优选为40～50％，进一步优选为42～45％；本发明对所述阳离子基醚化剂溶液中的溶剂没有特殊要求，以能实现对阳离子基醚化剂的溶解，得到相应溶液即可。

所述第二接枝反应后，本发明将所述第二接枝反应得到的阳离子化瓜尔胶与氧化剂混合，进行氧化反应，得到透明瓜尔胶。在本发明中，所述氧化剂优选为次氯酸钠、次氯酸、双氧水、浓盐酸、浓硫酸和过硫酸铵中的一种或多种。

在本发明中，以碱化反应中瓜尔胶片的用量为基准计，所述氧化剂和瓜尔胶片的质量比优选为(2～20)：(150～300)，进一步优选为(5～15)：(200～250)，更优选为(6.5～7)：(200～250)。在本发明中，所述氧化剂优选以氧化剂溶液的形式提供；所述氧化剂溶液的质量浓度优选为20～50％，进一步优选为25～30％。本发明对所述氧化剂溶液中的溶剂没有特殊要求，以能实现对所述氧化剂的溶解，得到相应溶液即可。

在本发明中，所述氧化反应的温度优选为40～80℃，进一步优选为50～75℃；所述氧化反应的时间优选为0.5～1h，进一步优选为40～50min。本发明在所述氧化反应过程中，所述氧化剂使得阳离子化瓜尔胶的主链氧化断裂，进而分解成较短链的物质，即为透明瓜尔胶。

在本发明中，所述阳离子化瓜尔胶与氧化剂的混合温度优选为40～80℃，进一步优选50～70℃。在本发明中，所述阳离子化瓜尔胶与氧化剂的混合优选为将所述氧化剂以氧化剂溶液的形式滴加到阳离子化基化瓜尔胶中。在本发明中，所述滴加的速率优选为1～2mL/min。本发明在所述滴加的过程中，即开始发生氧化反应。当本发明采用滴加的方式实现阳离子化瓜尔胶和氧化剂的混合时，所述滴加的时间不计入到前述方案所述的氧化反应时间内。本发明采用所述滴加的方式能够实现阳离子化瓜尔胶与氧化剂的均匀混合，避免氧化剂直接全部一次性加入到阳离子基化瓜尔胶中，反应剧烈生成副产物。本发明对所述滴加的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的滴加方式即可。

在本发明中，所述氧化剂溶液的质量浓度优选为20～30％，进一步优选为22～25％；本发明对所述氧化剂溶液中的溶剂没有特殊要求，以能实现对氧化剂的溶解，得到相应溶液即可。

所述氧化反应后，本发明优选还包括对氧化产物依次进行洗涤、过滤、破碎、干燥和筛分，得到透明瓜尔胶。本发明对所述洗涤的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的洗涤方式，以能实现对氧化产物中的残留反应物的去除即可。

所述洗涤后，本发明优选将洗涤料液进行过滤，得到滤饼。本发明对所述过滤的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的过滤方式，以能实现滤饼和滤液的分离即可。

所述过滤后，本发明优选对所述滤饼进行破碎，得到粉状滤饼。本发明对所述破碎的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的破碎方式以能得到粒径为120目～200目的滤饼即可。

所述破碎后，本发明优选对所述粉状滤饼进行干燥和筛分，得到透明瓜尔胶。本发明对所述干燥的具体实施方式没有特殊要求，以能得到含水率为1％～3％的透明瓜尔胶即可。本发明对所述筛分的方式没有特殊要求，以能得到目标粒径的透明瓜尔胶即可；在本发明中，所述透明瓜尔胶的粒径优选为150目～200目。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的透明瓜尔胶。在本发明中，所述透明瓜尔胶的羟烷基取代度为0.5～0.8，优选为0.6～0.7；所述透明瓜尔胶的阳离子取代度为0.1～0.2，优选为0.15～0.18；所述透明瓜尔胶的透光率以0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率计，为97.2～99.5％，优选为97.5～99％，进一步优选为98～98.5％。在本发明中，所述透明瓜尔胶的表观粘度优选为850～3500mPa·s，进一步优选为1000～3300mPa·s，更优选为1500～3000mPa·s，最优选为2000～2500mPa·s。

本发明以瓜尔胶片为原料进行改性，而不需要将瓜尔胶片溶胀、破碎、烘干、粉化，得到瓜尔胶粉才进行改性处理，极大了优化了生产工艺，通过本发明的后期羟烷基改性、阳离子改性和氧化裂解改性，又提高了产品透光率和粘度。

下面结合实施例对本发明提供的一种透明瓜尔胶及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

称取150克瓜尔胶片加入反应釜中。称取20克固体氢氧化钠溶于100克水中配成氢氧化钠溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟；然后滴加150g环氧丙烷，控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在50℃，再升温到60℃，反应3小时；然后滴加100克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，在60℃条件下继续反应6小时，然后在60℃条件下滴加质量浓度为40％的32.5克次氯酸溶液，滴加10分钟，在60℃条件下氧化30分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为97.9％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.6，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.15，透明瓜尔胶的表观粘度在2220mPa·s。

实施例2

称取150克瓜尔胶片加入反应釜中。称取20克固体氢氧化钠溶于100克水中配成氢氧化钠溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟，然后将80g环氧丙烷滴加至碱化反应的反应釜中，控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在45℃；然后升温到60℃，反应3小时；然后滴加100克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在55℃，滴加时间为10分钟，在55℃条件下继续反应6小时，然后在55℃条件下滴加5克双氧水，滴加10分钟，在55℃条件下氧化30分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为98％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.4，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.16，透明瓜尔胶的表观粘度在3500mPa·s。

实施例3

称取150克瓜尔胶片加入反应釜中。称取20克固体氢氧化钠溶于100克水中配成氢氧化钠溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟；将150g环氧丙烷滴加至碱化反应的反应釜中，控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，使得滴加过程中的温度在58℃，然后升温到58℃，反应3小时；然后滴加40克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在45℃，在58℃条件下继续反应6小时，然后在58℃条件下滴加28g质量浓度为35％的硫酸铵水溶液，滴加10分钟，在58℃条件下氧化30分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为99.5％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.6，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.08，透明瓜尔胶的表观粘度在2080mPa·s。

实施例4

称取150克瓜尔胶片加入反应釜中。称取7克固体氢氧化钠溶于100克水中配成氢氧化钠溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟；将90g环氧丁烷滴加至碱化反应的反应釜中，控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在55℃，然后升温到60℃，反应3小时；然后滴加160克质量浓度为30％的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵溶液，通过控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在55℃，在60℃条件下继续反应6小时，然后在60℃条件下滴加质量浓度为45％的32.5克次氯酸溶液，滴加10分钟，在60℃条件下氧化30分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为99.2％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.4，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.08，透明瓜尔胶的表观粘度在2380mPa·s。

实施例5

称取150克瓜尔胶片加入反应釜中。称取10克固体氢氧化钠溶于100克水中配成氢氧化钠溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟；然后将150g环氧丙烷滴加至碱化反应的反应釜中，通过控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在55℃，然后升温到60℃，反应3小时；然后滴加100克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在60℃，在60℃条件下继续反应6小时，然后在55℃条件下滴加质量浓度为50％的32.5克次氯酸溶液，滴加10分钟，在60℃条件下氧化30分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为98.9％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.6，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.09，透明瓜尔胶的表观粘度在2330mPa·s。

实施例6

称取150克瓜尔胶片加入反应釜中。称取20克固体氢氧化钠溶于100克水中配成氢氧化钠溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟；然后滴加150g环氧丙烷，通过控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在55℃，然后升温到60℃，反应3小时；然后滴加100克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，通过控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在60℃，在60℃条件下继续反应6小时，然后在55℃条件下滴加21g双氧水，滴加10分钟，在60℃条件下氧化30分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为98.8％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.6，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.14，透明瓜尔胶的表观粘度在960mPa·s。

实施例7

称取150克瓜尔胶片加入反应釜中。称取10克固体氢氧化钠溶于100克水中配成氢氧化钠溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟；然后将80g环氧丙烷，滴加至碱化反应的反应釜，通过控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在65℃，然后升温到65℃，反应3小时；然后滴加40克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，通过控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在65℃，在65℃条件下继续反应6小时，然后在65℃条件下滴加质量浓度45％的32.5克次氯酸溶液，滴加10分钟，在65℃条件下氧化30分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为99.4％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.4，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.07，透明瓜尔胶的表观粘度在2430mPa·s。

实施例8

称取300克瓜尔胶片加入反应釜中。称取10克固体氢氧化钾溶于60克甲醇中配成氢氧化钾溶液，加入到反应釜中，常温碱化30分钟；然后滴加80g环氧乙烷，滴加至碱化反应的反应釜，通过控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在65℃，然后升温到80℃，反应1小时；然后滴加40克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，滴加至碱化反应的反应釜，通过控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在40℃，在40℃条件下继续反应3小时，然后在40℃条件下滴加2g浓硫酸，滴加10分钟，在80℃条件下氧化10分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为98.2％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.55，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.18，透明瓜尔胶的表观粘度在1950mPa·s。

实施例9

称取300克瓜尔胶片加入反应釜中。称取20克固体氢氧化钾溶于200克异丙醇中配成氢氧化钾溶液，加入到反应釜中，常温碱化60分钟；然后滴加150g的1,2-环氧丁烷，滴加至碱化反应的反应釜，通过控制滴加速率在15～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在60℃，然后升温到70℃，反应1小时；然后滴加100克2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，滴加至碱化反应的反应釜，通过控制滴加速率在10～20mL/min范围内，在10分钟内滴加完，结合外界温度供给，控制滴加过程中的温度在50℃，在80℃条件下继续反应6小时，然后在60℃条件下滴加2g浓硫酸，滴加10分钟，在80℃条件下氧化10分钟，对制备得到的料液进行洗涤、过滤、破碎、烘干、筛分得到透明瓜尔胶粉。

对制备得到的透明瓜尔胶粉进行性能和结构检测，可得0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率为98.8％，透明瓜尔胶的羟烷基取代度达到0.59，透明瓜尔胶的阳离子取代度达到0.22，透明瓜尔胶的表观粘度在2250mPa·s。

以上实施例的性能检测根据标准Q-SDGP005-2016进行分析。

由以上实施例的结果可知，本发明操作方法简单，可直接以瓜尔胶片为原料，制备得到羟烷基取代度达到0.5～0.8，阳离子取代度达到0.1～0.2，表观粘度在850～3500mPa·s的透明瓜尔胶，并且0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率达到97.2％～99.5％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种透明瓜尔胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将瓜尔胶片加入到碱液中，进行碱化反应，得到瓜尔胶碱化物；

(2)将所述步骤(1)得到的瓜尔胶碱化物与羟烷基醚化剂混合，进行第一接枝反应，得到烷基化瓜尔胶；

(3)将所述步骤(2)得到烷基化瓜尔胶与阳离子基醚化剂混合，进行第二接枝反应，得到阳离子化瓜尔胶；

(4)将所述步骤(3)得到的阳离子化瓜尔胶与氧化剂混合，进行氧化反应，得到透明瓜尔胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)碱液中的溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种；所述碱液中的溶质为氢氧化钠或氢氧化钾；

所述瓜尔胶片、碱液中溶质和碱液中溶剂的质量比为(150～300)：(5～20)：(60～200)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的混合为将所述羟烷基醚化剂滴加到瓜尔胶碱化物中；所述滴加的速率为15～20mL/min。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中羟烷基醚化剂和瓜尔胶片的质量比为(80～150)：(150～300)；

所述第一接枝反应的温度为40～80℃，第一接枝反应的时间为1～3h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的混合为将阳离子基醚化剂以阳离子基醚化剂水溶液的形式滴加到烷基化瓜尔胶中；所述滴加的速率为10～20mL/min。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中阳离子基醚化剂和瓜尔胶片的质量比为(40～100)：(150～300)；

所述第二接枝反应的温度为40～80℃，第二接枝反应的时间为3～6h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的混合为将氧化剂以氧化剂溶液的形式滴加到阳离子化瓜尔胶中。

8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中氧化剂和瓜尔胶片的质量比为(2～20)：(150～300)；

所述氧化反应的温度为40～80℃，氧化反应的时间为0.5～1h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应后，还包括对得到的氧化产物依次进行洗涤、过滤、破碎、干燥和筛分，得到透明瓜尔胶。

10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的透明瓜尔胶，其特征在于，所述透明瓜尔胶的羟烷基取代度为0.5～0.8；所述透明瓜尔胶的阳离子取代度为0.1～0.2；所述透明瓜尔胶的透光率以0.5wt％透明瓜尔胶溶液的透光率计，为97.2～99.5％。