[发明专利]一种剪切增稠液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种剪切增稠液，其分散相为玉米淀粉，分散介质为改性水溶性纤维素醚、脱氢乙酸钠及黄原胶的混合水溶液；其中，玉米淀粉63～70wt％；水溶性纤维素醚2～5wt％；脱氢乙酸钠1～2wt％；黄原胶0.1～0.7wt％；其余为水。还公布了该剪切增稠液的制备方法，首先将改性水溶性纤维素醚、脱氢乙酸钠及黄原胶制成混合水溶液，再与玉米淀粉搅拌混合干燥后既得。本制备方法工艺流程短，操作简单，添加采用自身改性制备的水溶性纤维素醚，安全可靠，适用性广。本剪切增稠液(STF)具有使用寿命长，效果显著，不易氧化和分解，减少非牛顿流体的更换次数，降低生产成本,提高其工作效率。

技术领域

本发明涉及新型防护材料技术领域，具体涉及一种剪切增稠液及其制备方法。

背景技术

剪切增稠液(STF)是一种将纳米或者微米尺度的颗粒分散到极性介质中，形成的浓缩颗粒悬浮液。在适当的剪切条件下，其粘度会随着剪切速率的增大而显著增加。通常这种粘度的增加可达到几个数量级，且响应速度快、过程可逆，当应力撤去时流体会恢复到初始状态。在高速冲击下，STF甚至会由可流动的液体状态变成类固体状态。

STF液体通常是由直径小于1μm的胶体颗粒分散在液体介质中形成的固液悬浮体系。分散相颗粒对STF的流变性能有决定性影响。目前用于STF的分散相颗粒可分为三类：天然矿物颗粒、可变形颗粒、人工合成颗粒。天然矿物颗粒包括粘土、石灰岩、石英粉、铁氧化物颜料，以及一些无机粒子。可变形颗粒包括血细胞、淀粉颗粒、小麦淀粉和玉米淀粉颗粒。人工合成颗粒包括聚氯乙烯、聚苯乙烯丙烯腈、纳米碳纤维和二氧化硅颗粒等。

中国专利CN 104327795B公布了一种剪切增稠液的制备方法，以纳米二氧化硅粒子为STF液体的固相成份，采用非挥发性液体介质和挥发性稀释溶剂配制成混合溶液，在搅拌和超声作用下，将纳米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在真空条件下脱除稀释溶剂，得到均一、透明、稳定的STF液体。中国专利CN 103422341 A公布了一种剪切增稠液的制备方法，采用纳米二氧化硅离子分散到聚乙二醇溶液中，配置成一定分散体系，通过烘干去除气泡，制成一定规格的剪切增稠液。

人工合成的分散相颗粒形状规则、粒径统一、单分散性好，但溶液配制复杂，使用效果差。可变形玉米淀粉颗粒配置STF的方法最简单，但是现有技术采用可变形玉米淀粉颗粒配置的STF，所得STF易沉降不稳定，且易腐烂变质。

发明内容

为了解决现有技术中可变形玉米淀粉颗粒配置STF易沉降不稳定，且易腐烂变质的技术问题，本发明提供一种可变形玉米淀粉颗粒配置剪切增稠液的方法，制得的STF分散性好，不易氧化、分解，使用周期长。

为达到上述目的，本发明采取技术方案是：一种剪切增稠液，其分散相为玉米淀粉，分散介质为改性水溶性纤维素醚、脱氢乙酸钠及及黄原胶的混合水溶液；

以可变形的玉米淀粉做分散相配制剪切增稠液(STF)，原料易得，成本低。脱氢乙酸钠无毒、无臭，耐光、耐热性好，是优良的食品防腐保鲜剂，对霉菌、酵母菌、细菌具有很好的抑制作用，其作用机理是有效渗透到细胞体内，抑制微生物的呼吸作用，从而达到防腐防霉保鲜保湿等作用。本发明采用在分散介质中添加少量的脱氢乙酸钠能起到防玉米淀粉氧化腐烂变质的效果。水溶性纤维素醚的保水性能好，作为可变形的玉米淀粉的分散介质使用可使配置的STF不易沉降，稳定持久。黄原胶的双螺旋结构及胶体特性能减少玉米淀粉高分子链间的静电排斥，使其侧链和氢键盘绕在聚合物骨架上，保护聚合物骨架周围的侧链使其免受攻击，在分散相中加入黄原胶可降低玉米淀粉的老化程度。

进一步地，为了提高剪切增稠液的流变性能，优选所述改性水溶性纤维素醚的原料为精制棉，其改性方法为：首先将精制棉经碱润张处理后生成具有反应活性的碱纤维素，再经醚化反应，后用无机酸中和未反应的碱，干燥后粉碎既得改性水溶性纤维素醚。