[發明專利]一種復合改性淀粉及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201110299995.2
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN103030700A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 李弢
• 申請（專利權）人: 天津晟富科技有限公司
• 主分類號: C08B31/18
• 分類號: C08B31/18;C08B31/06;C08B31/02;C08J3/24;C08K5/07;D06M15/11
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 葉凡

技術領域

本發明屬于淀粉改性領域，涉及一種改性淀粉，特別涉及一種用于紡織品上漿的分解-酯化-氧化-交聯四重復合改性的淀粉及其制備方法。

背景技術

上漿是為了防止或減少紗、線在織造時產生斷頭，提高工作效率，將紗、線用漿料進行處理以增加其強度的過程。漿料分天然的與合成的兩類，天然漿料有淀粉、改性淀粉、海藻膠等，而合成漿料常用羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸酯等。

PVA作為紡織三大主料之一，在我國漿紗技術發展上起了相當重要的作用，其適應性廣，可用于棉、麻、毛、化纖及其混紡紗線上漿。然而，其作為漿料仍然存在著溶解性能差，漿紗分絞困難，漿膜易撕裂，漿液易結皮等缺陷，特別是其對環境的污染問題一直引起廣泛的重視。其它的一些合成漿料如聚丙烯酸類漿料也存在著生物降解困難等缺點。

淀粉由于具有資源豐富、價格低廉、粘著性好、對環境污染小等優點，用于經紗上漿已經歷史悠久。但隨著高檔織物的不斷發展，遠遠不能滿足上漿要求，主要表現為粘度高、不耐熱，對合成纖維粘附性能差，漿液性能不夠穩定，漿膜硬脆等。為此，常需要對天然淀粉采取改性處理來優化其質量，主要是通過對淀粉大分子內部的伯醇基及仲醇基的氧化、醚化、酯化或氨基化等反應，以及斷裂糖苷分鍵降低其聚合度的方法來提高淀粉的水溶性、流動性和穩定性，在一定程度上提高天然淀粉的使用價值。

改性淀粉的制備方法有濕法、干法及半干法。濕法生產的優點是試劑與淀粉能夠充分混勻，生產過程容易控制，產品質量比較穩定。如授權公告號為CN?100564396C的中國發明專利公開了一種氧化交聯酯化三重改性淀粉的制備方法，將淀粉與水按重量比為1∶1-1∶2混合攪拌均勻，加入催化劑，用堿性溶液調節pH值為6-9后，滴加氧化劑，在35-45℃下進行氧化反應1-2h，充分反應后加入終止劑破壞余氧；再向氧化反應產物中滴加酯化交聯劑，在35-45℃下進行酯化交聯反應1-2h，產物離心脫水，烘干即得到改性淀粉。此發明的改性淀粉彌補了一些現有改性淀粉性能的不足，改性淀粉耐酸、耐堿，剪切力、凍融穩定性好，但同時也存在著產率低，生產用水量大，污水處理困難，生產成本高等缺點。

與濕法工藝比較，干法生產改性淀粉具有反應效率高、反應時間短，無廢水產生，工藝零排放，是一種更符合現代環保要求的方法。如授權公告號為CN?101691408B的中國發明專利公開了一種代替合成膠造紙用涂布淀粉膠粘劑氨基甲酸酯磷酸淀粉及其制備方法，其采用真空干法反應工藝將木薯淀粉或玉米淀粉與磷酸和尿素進行高溫酯化反應，冷卻后再加入雙氧水進行氧化改性反應，調節pH值后，出料包裝制得成品。此方法反應速率高，產品的粘度低并具有良好的流動性和較強的附著率，生產零廢水排放，綠色環保；但是此方法容易造成淀粉與改性劑混合不勻而使產品質量不穩定，此外此方法中將酯化反應與氧化反應分步進行，工藝復雜，成本高。

發明內容

本發明的首要目的是針對上述現有技術存在的問題提供一種分解-酯化-氧化-交聯多重改性淀粉及其制備方法和應用，本發明制備的改性淀粉含有多種取代基團，取代度高，穩定性好，特別是應用于經紗上漿工藝時工藝操作溫度低，漿液流動性好，上漿率高，并且可以大大節省PVA的用量，從而減少環境污染，節能環保。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種復合改性淀粉的制備方法，包括如下步驟：

1)將酯化劑、氧化劑、交聯劑溶解于水中，形成改性混合溶液，再將改性混合溶液與原淀粉混合均勻，得到淀粉改性混合濕料；

2)將淀粉改性混合濕料進行干燥處理，得到淀粉改性混合料；

3)將淀粉改性混合料進行高溫改性處理，得到復合改性淀粉。

其中，步驟1)中所述酯化劑、氧化劑、交聯劑、水與原淀粉的重量配比為(6-23)∶(3-5)∶(0.04-0.2)∶(30-45)∶100；特別是，所述酯化劑包括含磷酯化劑和含氮酯化劑，含磷酯化劑、含氮酯化劑與原淀粉的重量配比為(2-8)∶(4-15)∶100。

尤其是，所述含磷酯化劑選自磷酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉中的一種或多種，特別是優選為磷酸或重量配比為3∶1的磷酸二氫鈉與磷酸氫二鈉的混合物。

在步驟1)中，調節改性混合溶液的pH值至2-4，特別是選用磷酸調節改性混合溶液的pH值至2-4，以便使改性混合溶液與原淀粉混合均勻后可以對原淀粉中的淀粉大分子鏈進行分解，以降低上漿漿液的粘度，提高漿液的流動性。