[发明专利]高取代度羟丙基淀粉的制备方法

说明书

本发明是高取代度羟丙基淀粉(胶)制备方法，属各种工业絮凝剂、表面活性剂和胶粘剂的制备技术。

羟丙基淀粉是用途非常广泛的变性淀粉，大量应用于食品、医药、造纸、纺织、日用化工、精细化工、油田钻井等工业中，其性质和用途主要决定于淀粉的变性程度，即分子取代度MS。羟丙基淀粉的现有生产技术有干法、水分散法和非水溶剂法，干法生产是淀粉与环氧丙烷在一定条件下直接进行气固反应。具体的制备方法主要有搅拌方式，沸腾方式和挤压方式等。干法生产反应效率低，所得产物的分子取代度低，不均一，而且产品分离提纯困难。水分散法是目前生产羟丙基淀粉最广泛使用的技术，其优点是工艺简单、易于操作，产品容易提纯，易得高纯度产品。缺点是由于羟丙基淀粉在水中容易溶胀、糊化，不能制得取代度产品。水分散法生产工艺所得羟丙基淀粉的分子取代度MS不大于0.3；非水溶剂法是将淀粉分散于醇或酮有机溶剂中，然后与环氧丙烷反应，此法可制得较高取代度羟丙基淀粉，但所得产品的最高分子取代度为2.0以下。总的来说，现有生产羟丙基淀粉的各种方法存在生产反应效率低，所得羟丙基淀粉的分子取代度MS低、不均一，或者产品分离提纯困难。

本发明的目的就在于为了克服和解决现有生产羟丙基淀粉的方法技术存在生产反应率低，所得羟丙基淀粉的分子取代度MS低、不均一，或者产品分离提纯困难等的缺点和问题，研究一种生产反应效率较高，能制得具有优良的絮凝性、胶粘性和表面活性的高取代度MS的羟丙基淀粉，且产品分离提纯容易的一种高取代度羟丙基淀粉的制备方法。

本发明是通过下述方法技术方案来实现的：本发明方法包括原料配比和生产工艺，其特征在于：其原料配比(重量份比)为：

    淀粉               1

    环己烷             5～10

    氢氧化纳或氢氧化钾 0.04～0.1

    环氧丙烷           2～6其生产工艺流程图如图1所示。其生产工艺步骤为：①用非极性有机溶剂环己烷作为制备高取代度羟丙基淀粉的淀粉分散剂，把1重量份淀粉(如玉米淀粉、木薯淀粉、或马铃薯淀粉等)和5～10重量份的淀粉分散剂环己烷放入反应罐中，迅速搅拌使淀粉悬乳、分散。所用反应罐要求能够密封，具有夹套或加热盘管，并能用蒸汽或加热油加热升温，也能快速降温，能耐1.2MPa以上的压力，并具有搅拌装置；②把0.04～0.1重量份的醚化反应的催化剂——氢氧化钠或氢氧化钾先用水溶解，然后慢慢流加到反应罐内的淀粉分散液中，一边流加一边迅速搅拌，流加完后，再迅速搅拌20～40分钟，搅拌过程中，不断从罐底部通入氮气，以排除物料中和反应罐中的空气；③把2～6重量份的环氧丙烷缓缓加入到反应罐内，加完后密闭反应罐继续搅拌。然后慢慢升温，直至所需要的反应温度80～130℃，升温时间约1小时。随着物料温度升高，罐内压力迅速增大，可高达0.3～0.8MPa。随着醚化反应的进行，环氧丙烷量逐渐减少，使反应罐内压力达到最高值后又逐渐降低，醚化反应时间为0.5～3小时，反应结束后，降温至室温、反应产物是浓胶状物，分散剂环己烷可回收套用；④用H⁺型强酸性阳离子交换树脂中和除盐，将反应后的产物加入该产物重量的6～15倍并低于25℃的冷水浸泡并搅拌8～12小时，胶状物溶于水后，加入H⁺型强酸性阳离子交换树脂(如732阳离子交换树脂)进行中和，再搅拌直至其pH降至6.0～7.0，过滤回收阳离子交换树脂，可再生后重复使用，滤液即为除盐后的高取代度羟丙基淀粉溶液；⑤将中和除盐后的羟丙基淀粉溶液置于夹层敞口锅加热，并缓慢搅拌，随着温度升高溶液开始变得混浊，升温至40～80℃发生絮凝，最后形成胶团，取出即得高取代度羟丙基淀粉胶产品。产品的分子取代度MS为2～5，含水份40～70％。根据不同的应用要求，可将此产品再加6～15倍重量的冷水，搅拌溶解，再重复加热、絮凝、取胶等操作，便可获得更高纯度的高取代度的羟丙基淀粉胶。如有必要，可进一步真空干燥、粉碎、制成固体粉末状产品(上述的732阳离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，由上海树脂厂等厂家生产)。