交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠及其制備方法，通過采用溶劑法對田菁膠的交聯(lián)、酯化雙重復(fù)合改性，改善田菁膠的熱穩(wěn)定性、疏水性、抗酸堿性及膠體穩(wěn)定性，產(chǎn)品可用于化妝品、醫(yī)藥、紡織、造紙、廢水處理和油田等領(lǐng)域。交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠制備原料包括田菁膠、交聯(lián)劑（二氯二甲基硅烷）、酯化劑（琥珀酸酐）、溶劑（甲基乙基酮）、氫氧化鈉、鹽酸、水。原料配比以干田菁膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于干田菁膠質(zhì)量的百分比為：交聯(lián)劑0.5～5%，酯化劑5～15%，溶劑250～320％，水50～80％。制備方法包括調(diào)乳、交聯(lián)、酯化、中和、過濾、酮洗、干燥。具有效率高、復(fù)合改性連續(xù)、反應(yīng)條件溫和、易于實現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)的特點。
【專利說明】交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，特別涉及采用交聯(lián)、酯化復(fù)合制備交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠，產(chǎn)品可用于化妝品、醫(yī)藥、紡織、造紙、廢水處理和油田等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]田菁膠是一種由豆科植物田菁的胚乳中提取出來的多糖類植物膠，其外觀為白色或淡黃色粉末狀，由甘露糖單元構(gòu)成主鏈，半乳糖單元形成支鏈，可作為增稠劑、穩(wěn)定劑和凝固劑用于食品、造紙、石油、礦冶、紡織等領(lǐng)域。用于壓裂液可提高油井噴油量幾倍至十幾倍。用于水膠炸藥可提高水膠炸藥的抗水性和穩(wěn)定性。但田菁膠存在增粘能力差、水不溶物含量高、耐熱性差等缺點，影響了其應(yīng)用品質(zhì)和應(yīng)用范圍。交聯(lián)能提高田菁膠的熱穩(wěn)定性、耐蠕變性、力學(xué)強度以及抗酸、堿性，酯化能提高田菁膠膠體穩(wěn)定和透明度。
[0003]崔元臣等(《應(yīng)用化學(xué)》2004年第21卷第7期)以田菁膠為原料，水、乙醇為分散介質(zhì)，季銨型陽離子試劑(CHPAC)為醚化劑，制備了高取代度的季銨型陽離子田菁膠，用于生活廢水處理。與聚合硫酸鐵復(fù)配處理城市生活廢水，COD去除率達(dá)90%。薛蔓等(《應(yīng)用化學(xué)》2009年第26卷第10期)研究了芬頓試劑為氧化劑對田菁膠的氧化降解行為。結(jié)果表明，在較低的溫度和較短的時間內(nèi)，芬頓試劑就能使田菁膠粘度下降90%以上。何緒文等(《湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報》1995年第10卷第4期)以田菁膠為原料，乙醇為溶劑，氫氧化鈉為催化劑，氯乙酸為醚化劑，合成了陰離子型羧甲基鈉鹽田菁膠。上述方法未提及田菁膠的疏水交聯(lián)與酯化，也未提及改性后田菁膠的熱穩(wěn)定性、蠕變性及膠體穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是以解決上述問題為目的，通過采用溶劑法對田菁膠的交聯(lián)、酯化雙重復(fù)合改性，改善田菁膠的熱穩(wěn)定性、親水性、膠體穩(wěn)定性、抗酸堿性，此法的優(yōu)點是復(fù)合改性連續(xù)、效率高、反應(yīng)條件溫和、易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:一種交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠，是由以下原料制備而成:田菁膠，交聯(lián)劑，酯化劑、溶劑，氫氧化鈉，水，其中水選用去離子水、蒸餾水或自來水。原料配比以絕干田菁膠(絕干田菁膠是指水分含量為O的田菁膠)質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于絕干田菁膠質(zhì)量的百分比為:交聯(lián)劑0.5~5%，酯化劑5~15%，溶劑250 ~320%，水 50 ~80%。
[0006]所述交聯(lián)劑為二氯二甲基硅烷。
[0007]所述酯化劑為琥珀酸酐。
[0008]所述溶劑為甲基乙基酮。
[0009]制備如上所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的方法，該方法包括調(diào)乳、交聯(lián)、酯化、中和、過濾、酮洗及干燥，具體實現(xiàn)步驟如下所述:
[0010]將田菁膠按配方量用甲基乙基酮與水調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為20~25%的乳液，置于反應(yīng)釜中，攪拌，加熱升溫至40~60°C，用質(zhì)量百分比濃度為3~5%的氫氧化鈉酮水溶液將乳液pH調(diào)至10.5~11.0，緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量0.5~5.0%的二氯二甲基硅烷，以質(zhì)量百分比濃度為3~5%的氫氧化鈉酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)I~3h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至8.5~9.0,緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量5.0~15.0%的琥珀酸酐，以質(zhì)量百分比濃度為3~5%的氫氧化鈉酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)2~6h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至6.0~7.0，乳液經(jīng)過濾得濕濾餅。濕濾餅再經(jīng)酮洗、干燥，即得交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠。
[0011]所述氫氧化鈉酮水溶液為氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液，其中甲基乙基酮與水質(zhì)量比為8:2。
[0012]濕濾餅經(jīng)酮洗時采用質(zhì)量百分比濃度為85~90%的甲基乙基酮水溶液。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果
[0014](I)田菁膠經(jīng)交聯(lián)、酯化復(fù)合改性，使其同時具有交聯(lián)田菁膠和琥珀酸酯田菁膠二種單一改性田菁膠的優(yōu)點，即疏水、熱穩(wěn)定性好、膠體穩(wěn)定、耐蠕變；
[0015](2)采用溶劑法連續(xù)實現(xiàn)了田菁膠的交聯(lián)、酯化復(fù)合改性，反應(yīng)條件溫和，工藝簡單，效率高，易于工業(yè)化生產(chǎn)；
[0016](3)田菁膠在交聯(lián)、酯化復(fù)合改性過程中始終保持顆粒狀，易于后處理。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明涉及一種交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠，其制備原料包括田菁膠、交聯(lián)劑、酯化劑、溶劑(甲基乙基酮)，氫氧化鈉，水，其中水選用去離子水、蒸餾水或自來水。原料配比以絕干田菁膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于絕干田菁膠質(zhì)量的百分比如下: [0018]二氯二曱基娃燒0.5 ~ 5.0%
【權(quán)利要求】
1.一種交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠，是由以下原料制備而成:田菁膠，交聯(lián)劑，酯化劑，溶劑，氫氧化鈉，鹽酸，水；原料配比以絕干田菁膠質(zhì)量為基礎(chǔ)，其余原料按照相對于絕干田菁膠質(zhì)量的百分比為:交聯(lián)劑0.5~5%，酯化劑5~15%，溶劑250~320%，水50~80%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠，其特征在于:所述溶劑為甲基乙基酮；所述交聯(lián)劑為二氯二甲基硅烷；所述酯化劑為琥珀酸酐。
3.制備如權(quán)利要求1所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的方法，該制備方法通過下述步驟實現(xiàn): 將田菁膠按配方量用甲基乙基酮與水調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為20~25%的乳液，置于反應(yīng)釜中，攪拌，加熱升溫至40~60°C，用質(zhì)量百分比濃度為3~5%的氫氧化鈉酮水溶液將乳液PH調(diào)至10.5~11.0，緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量0.5~5.0%的二氯二甲基硅烷，以質(zhì)量百分比濃度為3~5%的氫氧化鈉酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)I~3h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至8.5~9.0,緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量5.0~15.0%的琥珀酸酐，以質(zhì)量百分比濃度為3~5%的氫氧化鈉酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)2~6h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至6.0~7.0,乳液經(jīng)過濾得濕濾餅。濕濾餅再經(jīng)酮洗、干燥，即得交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求 3所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，其特征在于:濕濾餅經(jīng)酮洗時采用質(zhì)量百分比濃度為85~90%的甲基乙基酮水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，其特征在于:所述氫氧化鈉酮水溶液為氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液，其中甲基乙基酮與水質(zhì)量比為8:2。
6.如權(quán)利要求3所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，該制備方法通過下述具體步驟實現(xiàn): 將IOOkg田菁膠(絕干)按配方量用甲基乙基酮、水調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為20%的乳液，置于反應(yīng)釜中，攪拌，加熱升溫至40°C，用質(zhì)量百分比濃度為5%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液將乳液PH調(diào)至10.0，緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量0.5%的二氯二甲基硅烷，反應(yīng)過程中用質(zhì)量百分比濃度為5%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)Ih后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至8.0,再緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量5%的琥珀酸酐，以質(zhì)量百分比濃度為5%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，繼續(xù)反應(yīng)2h,反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量百分比濃度為10%的鹽酸將乳液pH調(diào)至6.0~7.0,乳液經(jīng)過濾得濕濾餅。濕濾餅再經(jīng)酮洗、干燥，即得交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠。上述5%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液中甲基乙基酮與水質(zhì)量比為8:2 ;上述酮洗為質(zhì)量百分比濃度為85~90%的甲基乙基酮水溶液。
7.如權(quán)利要求3所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，該制備方法通過下述具體步驟實現(xiàn): 將IOOkg田菁膠(絕干)按配方量用甲基乙基酮、水調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為22%的乳液，置于反應(yīng)釜中，攪拌，加熱升溫至45°C，用質(zhì)量百分比濃度為4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液將乳液PH調(diào)至10.3，緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量1.0%的二氯二甲基硅烷，反應(yīng)過程中用質(zhì)量百分比濃度為4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)1.5h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至8.5，再緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量8%的琥珀酸酐，以質(zhì)量百分比濃度為4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至6.0~7.0,乳液經(jīng)過濾得濕濾餅。濕濾餅再經(jīng)酮洗、干燥，即得交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠。上述4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液中甲基乙基酮與水質(zhì)量比為8:2 ;上述酮洗為質(zhì)量百分比濃度為85~90%的甲基乙基酮水溶液。
8.如權(quán)利要求3所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，該制備方法通過下述具體步驟實現(xiàn): 將IOOkg田菁膠(絕干)按配方量用甲基乙基酮、水調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為25%的乳液，置于反應(yīng)釜中，攪拌，加熱升溫至50°C，用質(zhì)量百分比濃度為3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液將乳液PH調(diào)至10.5，緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量2.0%的二氯二甲基硅烷，反應(yīng)過程中用質(zhì)量百分比濃度為3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)2h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至9.0，再緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量10%的琥珀酸酐，以質(zhì)量百分比濃度為3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，繼續(xù)反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至6.0~7.0,乳液經(jīng)過濾得濕濾餅。濕濾餅再經(jīng)酮洗、干燥，即得交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠。上述3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液中甲基乙基酮與水質(zhì)量比為8:2 ;上述酮洗為質(zhì)量百分比濃度85~90%的甲基乙基酮水溶液。
9.如權(quán)利要求3所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，該制備方法通過下述具體步驟實現(xiàn): 將IOOkg田菁膠(絕干)按配方量用甲基乙基酮、水調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為20%的乳液，置于反應(yīng)釜中，攪拌， 加熱升溫至55°C，用質(zhì)量百分比濃度為3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液液將乳液PH調(diào)至10.0,緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量3.0%的二氯二甲基硅烷，反應(yīng)過程中用質(zhì)量百分比濃度為3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，反應(yīng)2.5h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至8.5，再緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量12%的琥珀酸酐，以質(zhì)量百分比濃度為3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，繼續(xù)反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至6.0~7.0，乳液經(jīng)過濾得濕濾餅。濕濾餅再經(jīng)酮洗、干燥，即得交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠。上述3%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液液中甲基乙基酮與水質(zhì)量比為8:2 ;上述酮洗為質(zhì)量百分比濃度85~90%的甲基乙基酮水溶液。
10.如權(quán)利要求3所述的交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠的制備方法，該制備方法通過下述具體步驟實現(xiàn): 將IOOkg田菁膠(絕干)按配方量用甲基乙基酮、水調(diào)制成質(zhì)量百分比濃度為22%的乳液，置于反應(yīng)釜中，攪拌，加熱升溫至60°C，用質(zhì)量百分比濃度為4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液將乳液PH調(diào)至10.3，緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量5.0%的二氯二甲基硅烷，反應(yīng)過程中用質(zhì)量百分比濃度為4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液持乳液pH恒定，反應(yīng)3h后，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至9.0，再緩慢加入占絕干田菁膠質(zhì)量15%的琥珀酸酐，以質(zhì)量百分比濃度為4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液保持乳液pH恒定，繼續(xù)反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量百分比濃度為10%的稀鹽酸將乳液pH調(diào)至6.0~7.0，乳液經(jīng)過濾得濕濾餅。濕濾餅再經(jīng)酮洗、干燥，即得交聯(lián)琥珀酸酯田菁膠。上述4%的氫氧化鈉甲基乙基酮水溶液中甲基乙基酮與水質(zhì)量比為8:2 ;上述酮洗為質(zhì)量百分比濃度85~90%的甲基乙基酮 水溶液。
【文檔編號】C08B37/00GK103524635SQ201310492425
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】孫敏, 車輝, 唐洪波 申請人:沈陽航空航天大學(xué)