CN1490337A - 超高粘度羧甲基淀粉钠及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高粘度羧甲基淀粉钠及其制备方法，本发明产品由淀粉、乙醇、氯乙酸、烧碱、交联剂五种主要原料组成，本发明的制备方法包括配制、碱化、交联、醚化、中和、洗涤、脱液、蒸馏、干燥、粉碎、包装等工艺步骤，本发明与现有技术相比，经过复合变性后得到的产品，粘度大大超过市场其它产品，质量更加稳定，浓度为2％时保持粘度可达3个月。可替代CMC，从而可以节约大量的精制棉，也可替代海藻酸钠，价格较之低20％－30％；本发明产品超高粘度羧甲基淀粉钠具有较高的粘度、较强的粘着力和较好的乳化性、渗透性，可广泛应用在电焊条、食品、日化、石油、纺织、印染、医药、粘合剂等领域。

Description

超高粘度羧甲基淀粉钠及其制备方法

技术领域：本发明涉及一种超高粘度羧甲基淀粉钠及其制备方法，该超高粘度羧甲基淀粉钠(SV-CMS)可广泛应用在电焊条、食品、日化、石油、纺织、印染、医药、粘合剂等领域。

背景技术：我国加入WTO后，对环保提出了新的要求，环保问题成为人们关注的焦点，一些不满足环保要求的辅料必须加以改进。因此，造纸、纺织、食品等变性淀粉应用行业的工艺改进势必对其辅料行业——变性淀粉提出新的要求，变性淀粉必须随之升级。与此同时，国内目前市场上的CMS主要是低粘度产品，其2％水溶液粘度值通常在800cp以下，而且取代度在0.1以下的产品几乎不溶于冷水。由于其粘度过低，导致乳化性、增稠性较差；加入食品里后，口感差，对温度适应性不强，在深冷速冻、高温烘焙食品中无法保持其原有功能。在印染行业中，由于其粘度低，对水的亲和力就低，抱水性差，无法应用；另外与其它水溶性胶类及树脂相溶性也不好，难以混合使用。

据国家统计资料表明，我国淀粉产量2000年约为800万吨，其中玉米淀粉占绝大部分。我国玉米栽培地域广阔，种植面积很大，总产量居世界第二位。近几年由于淀粉工业的蓬勃兴起，玉米淀粉产量增长较快，出现了供大于求的被动局面，玉米淀粉的深加工成了亟待解决的问题，以玉米淀粉为原料研制开发超高粘度羧甲基淀粉钠(SV-CMS)就是一个切实可行的途径。充分利用我国的玉米资源优势，开展SV-CMS的研究开发，对促进我国玉米深加工工业的发展和推动农业产业化进程具有一定的现实意义。

发明内容：本发明的目的是要提供一种具有较高的粘度、较强的粘着力和较好的乳化性、渗透性的超高粘度羧甲基淀粉钠。

本发明的另一个目的是要提供一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明采用有机溶媒复合变性工艺路线，与传统的单一变性生产工艺不同，即采用有机溶剂(如甲醇、乙醇等)作为物料的反应介质，利用复合变性工艺，使几种不同的变性反应同时或相继进行，最后生成所需产物。

该超高粘度羧甲基淀粉钠的原料组成为：

淀粉，用量为100份(以重量计)

液碱，是用烧碱溶于水中配成的40％的NaOH溶液20～30份

醚化剂，是40～55份乙醇、30～40份氯乙酸和10～20份液碱配制而成的溶液；

乙醇，用量为150～200份(重量)

交联剂，用量为0.2～1份(重量)

SV-CMS的结构式为：

所述的交联剂可以是三偏磷酸钠，环氧氯丙烷和三氯氧磷中的一种。

本发明超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法包括以下工艺步骤：配制、碱化、交联、醚化、中和、洗涤、脱液、蒸馏、干燥、粉碎、包装。

所述的配制过程包括液碱配制过程和醚化剂的配制过程；

液碱配制过程是称取固碱，溶于水中，开动反应釜搅拌器，将其配成40％的NaOH溶液，同时夹套通入冷却水；

醚化剂的配制过程是：在不锈钢配制釜中，首先加入50份乙醇，夹套通入冷却水，开启搅拌，再加36份氯乙酸，滴加上述配制好的液碱14份，在30分钟内滴加完毕，温度控制在20℃-30℃之间。

所述的碱化过程是：在不锈钢醚化釜中，加入150份乙醇，开启搅拌，加入100份淀粉，然后滴加7份液碱，时间为20～30分钟。

所述的交联过程是紧接上述碱化过程，加入交联剂，夹套通入热水加温，料温维持在50℃～55℃，反应1h。

所述的醚化过程是：紧接上述交联过程，加入7份液碱及所配制的全部醚化剂，同时升温至60℃2，保温6h，降至室温。

所述的中和过程是：用稀盐酸中和过量碱。

所述的洗涤过程是：在不锈钢反应釜中加入80％浓度的乙醇，搅拌30分钟后停止。

所述的脱液过程是：将洗涤好的物料用防爆离心机脱液。

所述的干燥过程是：将离心后的物料送至真空干燥器干燥，物料含水量至10％以下，停止干燥，出料。

所述的粉碎过程是：将干燥好的物料进行粉碎达100目，成品经检验合格后包装。

所述的干燥过程是采用动态的真空干燥。

本发明具有以下积极效果：

1、SV-CMS以玉米淀粉为主要原料，经碱化、交联、醚化、中和、脱液、干燥等工艺过程得成品。具有原料来源广，工艺流程短，产品增值比大等优点。

2、该产品是变性淀粉的一种，属醚化淀粉，外观白色粉末，无毒、无臭、无味，对光和热稳定，在冷水中溶解速度快，5-10分钟即可形成稳定的粘稠状液体，均匀细腻，流动性好，溶液呈透明或半透明状，PH值显中性或弱碱性，在碱性和弱酸溶液中稳定。PH值2.5以下析出沉淀，加碱中和后可恢复成溶液，由于其本身化学结构使其拥有许多功能，如螯合作用，离子交换，多聚阴离子的絮凝作用及酸性功能，也有增稠、乳化、水分吸收、粘附性及成膜性。

3、SV-CMS用在印染糊料中时，外观为无色半透明，既可在碱性条件下使用，又可在酸性条件下使用，各项牢度均达到标准要求，且给色率高，成糊率高，适用范围广。可用于活性染料、冰染料、分散染料、快磺素等多种染料印花，印后轮廓清晰，是很有前途的印花糊料。

4、利用SV-CMS的粘结性、成膜性加入电焊条涂料中作为支撑粘结剂，表皮光滑，产品质量达到优等品标准，对焊条的焊接性能和化学成份没有影响，符合国家焊条标准GB5117-85规定，能替代高粘度CMC。

5、SV-CMS具有性能优良，替代性强、价位较低的特点，潜在市场非常大。普通CMS已广泛应用于洗涤用品、石油钻井、纺织印染、造纸、食品、医药及化妆品等工业，而SV-CMS较之性能更加出众，因此市场需求必大于之，并逐步取而代之。

6、本发明与现有技术相比，经过复合变性后得到的产品，粘度大大超过市场其它产品，质量更加稳定，浓度为2％时保持粘度可达3个月。可替代CMC，从而可以节约大量的精制棉，也可替代海藻酸钠，价格较之低20％-30％。

7、本发明产品超高粘度羧甲基淀粉钠(SV-CMS)具有较高的粘度、较强的粘着力和较好的乳化性、渗透性，可广泛应用在电焊条、食品、日化、石油、纺织、印染、医药、粘合剂等领域。

8、SV-CMS对光和热均稳定，冷水中溶解速度快，5-10分钟即可形成稳定的粘稠状胶体，2％水溶液粘度在2000cp以上，具有较强的粘结力，较好的乳化性和较高的增稠效果。因此，本发明产品与其它类似产品相比，即使在低浓度下也显示出较高的粘度。

9、SV-CMS粘度表：(25℃，2％水溶液)

食品级＞2600mPa·s

工业级＞1300mpa·s

普通CMS＜600mPa·s

附图说明：

图1为超高粘度羧甲基淀粉钠的制备工艺流程图。

具体实施方式：

以下以100kg淀粉反应为例。

实施例1：食品级超高粘度SV-CMS。

首先将20kg固碱溶于30kg水中，配成40％浓度的液碱，取其中一半液碱，加入23kg氯乙酸，制成醚化剂，然后，在不锈钢反应釜中，加入250升乙醇，100kg淀粉，搅拌10分钟，滴加余下的另一半液碱，同时加入交联剂三偏磷酸钠0.3kg，升温至50℃，保温1h。之后，加入先前配好的醚化剂，升温至60℃，保温6h，后降至室温，中和、洗涤、干燥、粉碎得成品。

实施例2：工业级超高粘度SV-CMS。

首先将15.6kg固碱溶于24kg水中，配成40％浓度的液碱，在不锈钢反应釜中，加入200升乙醇，18kg氯乙酸及一半液碱，反应1h，然后升温至50℃，加入交联剂环氧氯丙烷0.2kg，保温0.5h。加入100kg淀粉，搅拌10分钟，滴加另一半液碱，升温至60℃，反应8h，降至室温，中和、洗涤、干燥、粉碎得成品。

3、医药级SV-CMS。

首先将20kg固碱溶于30kg水中，配成40％浓度的液碱，取其中一半液碱，加入23kg氯乙酸，制成醚化剂，在不锈钢反应釜中，加入250升乙醇，100kg淀粉，搅拌10分钟，滴加余下的另一半液碱，同时加入交联剂环氧氯丙烷0.3kg，升温至50℃，保温1h。之后，加入先前配好的醚化剂，升温至60℃，保温6h，后降至室温，中和、洗涤、干燥、粉碎得成品。

Claims (9)

1、一种超高粘度羧甲基淀粉钠，其特征在于：该超高粘度羧甲基淀粉钠的原料组成为：

淀粉，用量为100份(以重量计)

液碱，是用烧碱溶于水中配成的40％的NaOH溶液20～30份

醚化剂，是40～55份乙醇、30～40份氯乙酸和10～20份液碱配制而成的溶液

乙醇，用量为150～200份(重量)

交联剂，用量为0.2～1份(重量)

SV-CMS的结构式为：

2、根据权利要求1所述的一种超高粘度羧甲基淀粉钠，其特征在于：所述的交联剂可以是三偏磷酸钠，环氧氯丙烷和三氯氧磷中的一种。

3、一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：该制备方法是采用有机溶媒复合变性工艺路线，即采用有机溶剂作为物料的反应介质，利用复合变性工艺，使几种不同的变性反应同时或相继进行，最后生成所需产物；

该方法包括以下工艺步骤：配制、碱化、交联、醚化、中和、洗涤、脱液、蒸馏、干燥、粉碎、包装。

4、根据权利要求3所述的一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：所述的配制过程包括液碱配制过程和醚化剂的配制过程；

液碱配制过程是称取固碱，溶于水中，开动反应釜搅拌器，将其配成40％的NaOH溶液，同时夹套通入冷却水；

醚化剂的配制过程是：在不锈钢配制釜中，首先加入50份乙醇，夹套通入冷却水，开启搅拌，再加入36份氯乙酸，滴加上述配制好的液碱14份，在30分钟内滴加完毕，温度控制在20℃-30℃之间。

5、根据权利要求3所述的一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：所述的碱化过程是：在不锈钢醚化釜中，加入150份乙醇，开启搅拌，加入100份淀粉，然后滴加7份液碱，时间为20～30分钟。

6、根据权利要求3所述的一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：所述的交联过程是紧接上述碱化过程，加入交联剂，夹套通入热水加温，料温维持在50℃～55℃，反应1h。

7、根据权利要求3所述的一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：所述的醚化过程是：紧接上述交联过程，加入7份液碱及所配制的全部醚化剂，同时升温至60℃，保温6h，降至室温。

8、根据权利要求3所述的一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：

所述的中和过程是：用稀盐酸中和过量碱。

所述的洗涤过程是：在不锈钢反应釜中加入80％浓度的乙醇，搅拌30分钟后停止。

所述的脱液过程是：将洗涤好的物料用防爆离心机脱液。

所述的干燥过程是：将离心后的物料送至真空干燥器干燥，物料含水量至10％以下，停止干燥，出料。

所述的粉碎过程是：将干燥好的物料进行粉碎达100目，成品经检验合格后包装。

9、根据权利要求3、8所述的一种超高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，其特征在于：干燥过程是采用动态的真空干燥。

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