[发明专利]胶液透明的阳离子瓜尔胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多糖的改性产品及其制备方法，尤其是一种阳离子瓜尔胶 及其制备方法。

背景技术

瓜尔胶，英文名为“guargum”，也称做古耳胶、瓜胶等，是从广泛种植于 印巴次大陆的一种豆科植物-瓜尔豆中提取的一种高纯化天然多糖。瓜尔胶多 糖，为天然的半乳甘露聚糖，其化学结构的主链为(1，4)-β-D甘露糖为单元， 侧链由α-D半乳糖组成并以(1，6)键与主链相连。每隔一个甘露糖就有一个 半乳糖支链，两者的比例大约是2∶1。多糖能分散在水中，形成高粘度液体， 一般多糖原粉的1％水溶液的粘度为4000～6000mPa·s。天然瓜尔胶多糖有以 下缺点：水不溶物含量高；不能快速溶胀水合，溶解速度慢；粘度不易控制； 耐电解质、耐微生物降解性较差，但是经研究发现，对多糖原粉进行改性后可 以明显改善以上缺点。

瓜尔胶多糖的改性研究是基于其不同的应用目的展开的，改性的多糖主要 用在日用化学品、油田化学品、造纸工业、矿山开采等方面，并得到规模的市 场认可。

瓜尔胶的分子结构上引入阳离子基后显正电性，可用作造纸助剂、洗发香 波、护肤用品和织物护理剂等方面。CN1401725A介绍了一种阳离子瓜尔胶多糖 的制备方法。该阳离子多糖用于洗发香波及其它化妆品行业，是一种新型阳离 子表面活性剂；中国专利CN1757827A介绍了一种羟烷基阳离子多糖的制备方 法，该多糖分子中既带有季胺盐阳离子，又接枝了非离子羟烷基基团，用作纸 张助留剂。其不足之处在于改性瓜尔胶多糖水溶液浓度较低，其制备方法难以 工业化和大批量生产，成本较高。美国专利US5756720中公开了一种非离子阳 离子化透明瓜尔胶的制备方法，该产品可用于透明个人护理品和其它工业领域， 它是以工业化羟烷基瓜尔胶为基料进行阳离子化反应，成本较高。应用事实表 明，不同取代度、不同粘度的阳离子瓜尔胶应用的领域不同，美国USP3326890， USP3350186，USP 3483121等公开了阳离子瓜尔胶的制备工艺，但这些技术存 在合成步骤复杂，产品的取代度低的缺陷，尤其是不能应用于透明日化用品方 面。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制备成本低的胶液透明的阳离子瓜尔 胶的制备方法；本发明还提供了一种该制备方法得到的胶液透明的阳离子瓜尔 胶。

为解决上述技术问题，本发明方法采用下述工艺步骤：(1)将26～32重量 份固体碱放入150～360重量份分散介质中，配制高浓度的碱液，然后将100 重量份的瓜尔胶加入到碱液中充分溶胀，得到分散液；

(2)在分散液中滴加按有效成分计85～150重量份的阳离子醚化剂溶液， 在40～80℃温度下反应2～5h，然后用酸中和至pH为7～8，洗涤、离心、干 燥。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤(1)中，瓜尔胶在碱液中溶胀的时 间是20～150分钟。

优选的固体碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

优选的分散介质是甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、石油醚、丙酮中的一种 或几种与水的混合物；反应介质中水的重量分数在10-35％之间。反应介质中 的溶剂份额需要足够高，从而水溶性瓜尔胶或瓜尔胶衍生物并不是溶解而是分 散在其中；同样，在反应介质中的水的含量也要使得反应介质中所加入的碱可 以溶解。

优选的阳离子醚化剂选自3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2，3-环氧丙基三 甲基氯化铵中的一种或二者的混合物。

优选的步骤(2)中所述的酸可选自盐酸、硫酸、磷酸、乙酸或柠檬酸中的 一种或几种。

本发明还提供了上述任意一种方法制备的阳离子瓜尔胶。

优选的，本发明阳离子瓜尔胶的表观粘度为100～800mPa·s，阳离子基取 代度为0.7～1.0，分光光度计测定1％溶液的透光率可高达85％以上。

本发明的发明构思是：瓜尔胶原粉在强碱条件下进行充分的碱化，为阳离 子醚化提供了充足的活性反应位，有利于醚化反应的发生。瓜尔胶分子上引入 大量的醚化基团后使得大分子呈阳离子电解质的性质，破坏了氢键，大大提高 了改性瓜尔胶溶液的透明性。