[发明专利]一种半干法工艺一步制备羧基型两性淀粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸工业助剂技术领域，特别涉及一种半干法工艺一步制备羧基型两性淀粉的方法。 

背景技术

两性淀粉是用于造纸工业作为湿部添加剂的羧基型两性淀粉，是多元变性淀粉的一种重要类型，是在淀粉分子中同时接上阳离子、阴离子两种反应基团的淀粉，是在阴、阳离子变性淀粉的基础上发展起来的新型淀粉衍生物。与通常的阴离子、阳离子变性淀粉相比，它有着独特的电化学性质，以及阴、阳离子产生的协同作用，可作为造纸工业用助剂，具有抗老化，抗离子干扰，可与其他助剂复配等特点，还广泛用于纺织、水处理、食品、医药等工业领域。较之阳、阴离子淀粉而言，其应用面更宽，性能更优异，从而越来越受到淀粉研究者的瞩目。国外两性淀粉的研制从上世纪70年代开始，如美国国民淀粉公司等已投入工业化生产，而国内有关这方面的报道不多见。 

目前国内外制备羧基型两性淀粉大都采用湿部或干法工艺来生产，湿法工艺中存在大量污水排放及反应效率低等缺点，而干法工艺中又存在反应不均匀等不足之处。同时，常见的两步法工艺分两步来生产即先制备阳离子淀粉，再进行阴离子化，中间有间断。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种半干法工艺一步制备羧基型两性淀粉的方法，通过采用半干法工艺，加入阳离子化试剂3-氯-2=羟丙基氯化铵进行醚化反应一段时间后，直接加入阴离子化试剂一氯乙酸进行羧甲基化反应，阴离子化及阳离子化反应皆在一釜中进行一步制备羧基型两性淀粉，生产过程无间断。 

本发明技术方案： 

一种半干法工艺一步制备羧基型两性淀粉的方法，先加入阳离子化试剂3-氯-2-羟丙基-三甲氯化铵对原淀粉进行醚化反应，醚化反应后直接加入阴离子化试剂一氯乙酸进行羧甲基化反应。

反应过程

阳离子化过程：

阴离子化过程： 

所述方法如下：

(1) 阳离子化

在原淀粉中加入工业纯氢氧化钠，反应后为活化淀粉，在活化淀粉中加入醚化剂，醚化剂为3-氯-2-羟丙基-三甲氯化铵，进行高温醚化；

纯度69%的3-氯-2-羟丙基-三甲氯化铵的加入量为原淀粉的5.2—5.8%；

工业纯氢氧化钠与3-氯-2-羟丙基-三甲氯化铵的摩尔比为1.8—2.3；

 (2) 阴离子化

高温醚化反应后，直接加入阴离子化试剂一氯乙酸进行羧甲基化高温反应；

纯度98%的一氯乙酸的加入量为原淀粉的1.2—1.8%；

工业纯氢氧化钠与一氯乙酸摩尔比为1.0—1.5；

(3)高温醚化反应温度和高温反应温度控制在65-75℃；阳离子化和阴离子化过程中加水量应控制在水含量8—13%，阳离子化反应时间4—5小时，阴离子化反应时间1—2小时，共反应时间为5—7小时。

优选所述方法如下： 

(1) 阳离子化

在原淀粉中加入工业纯氢氧化钠，反应后为活化淀粉，在活化淀粉中加入醚化剂，醚化剂为3-氯-2-羟丙基-三甲氯化铵，进行高温醚化；

纯度69%的3-氯-2-羟丙基-三甲氯化铵的加入量为原淀粉的5.5%；

工业纯氢氧化钠与3-氯-2-羟丙基-三甲氯化铵的摩尔比为2.0；

 (2) 阴离子化

高温醚化反应后，直接加入阴离子化试剂一氯乙酸进行羧甲基化高温反应；

纯度98%的一氯乙酸的加入量为原淀粉的1.5%；

工业纯氢氧化钠与一氯乙酸摩尔比为1.0；

(3)高温醚化反应温度和高温反应温度控制在65-75℃；阳离子化和阴离子化过程中加水量应控制在水含量10%，阳离子化反应时间4.5小时，阴离子化反应时间1.5小时，共反应时间为6小时。

本发明有效效果： 

（1）本发明既没有湿法工艺大量污水排放及反应效率低的缺点，也没有干法工艺反应不均匀的不足之处。

（2）一步制备羧基型两性淀粉与现有常见的羧甲基两性淀粉两步法生产工艺不同，常见的两步法工艺分两步来生产即先制备阳离子淀粉，再进行阴离子化，中间有间断。 

（3）本发明产品在同一淀粉链中接上季铵盐阳离子和羧基型阴离子基团，其独特的电化学性质及阴、阳离子产生的协同作用，能有效克服阴、阳离子型淀粉在应用中的不足，适合于大量应用二次纤维、白水封闭循环的造纸体系，有利于造纸湿部体系的电荷稳定及纸机的平稳运行。