一種制備磷酸酯淀粉漿料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種淀粉酯衍生物的制備方法，尤其是一種制備磷酸酯淀粉漿料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前紡織工業(yè)中磷酸酯淀粉漿料通常是直接購(gòu)買淀粉工廠生產(chǎn)的磷酸酯淀粉，加水配制成一定濃度的淀粉乳，加熱糊化后，得到了可以用于上漿工藝的磷酸酯淀粉漿料。而淀粉工廠在生產(chǎn)磷酸酯淀粉時(shí)可以如采用干法或濕法工藝，常規(guī)的濕法工藝為:在35% -42%的淀粉乳中加入淀粉質(zhì)量的15%磷酸鹽混配物和淀粉質(zhì)量的2%的尿素作為催化劑，并使反應(yīng)物混合均勻，在溫度30-60 °C下，PH值為5.0-6.5的條件下，反應(yīng)3_10小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物固液分離，固體中加入2倍量的2.5%的氯化鈉水溶液充分?jǐn)嚢璺稚⒊扇闋睿凫o置浸泡30min，再次固液分離，固體重復(fù)進(jìn)行該處理至少6次，最后用蒸餾水漂洗3次，最后得到的固體干燥后得到磷酸酯淀粉。這種生產(chǎn)過(guò)程，生產(chǎn)步驟繁瑣，生產(chǎn)成本較高，能耗大，尤其是在磷酸酸酯淀粉的后處理過(guò)程中會(huì)排放較多的含酸廢水，對(duì)環(huán)境造成污染。而且磷酸酯淀粉是在低于原淀粉的糊化溫度下制備的，制備時(shí)淀粉呈顆粒狀態(tài)，會(huì)妨礙酯化劑擴(kuò)散到淀粉顆粒內(nèi)部，影響酯化劑的反應(yīng)效率和磷酸酯淀粉的取代度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種制備磷酸酯淀粉漿料的方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種制備磷酸酯淀粉漿料的方法，包括以下步驟:
[0005](a)在反應(yīng)器中加入水和原淀粉(其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與存在于原料中時(shí)相同)，配制原淀粉質(zhì)量百分濃度為10% -15%的淀粉乳，所述的原淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉中的至少一種；
[0006](b)在攪拌條件下，向淀粉乳中加入相對(duì)于原淀粉質(zhì)量5% -15%的磷酸酯化試劑和相當(dāng)于淀粉重量2% -5%的復(fù)合催化劑，所述的磷酸酯化試劑為三聚磷酸鈉、三偏磷酸鈉或焦磷酸鈉的至少一種，所述復(fù)合催化劑為尿素和次亞磷酸鈉，其中尿素的質(zhì)量為次亞磷酸鈉質(zhì)量的0.5-2倍；
[0007](c)加酸調(diào)節(jié)pH值在6.0-8.5之間，開啟加熱，控制反應(yīng)器溫度比相應(yīng)的原淀粉的糊化完全溫度高0-50°C，并且維持該溫度至反應(yīng)結(jié)束。
[0008]為了使得進(jìn)一步提高反應(yīng)效率高以及磷酸酯淀粉的取代度，本發(fā)明采用的進(jìn)一步地技術(shù)方案為:一種制備磷酸酯淀粉漿料的方法，包括以下步驟:
[0009](a)在反應(yīng)器中加入水和原淀粉(其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與存在于原料中時(shí)相同)，配制原淀粉質(zhì)量百分濃度為12% -14%的淀粉乳，所述的原淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉中的至少一種；
[0010](b)在攪拌條件下，向淀粉乳中加入相對(duì)于原淀粉質(zhì)量7% -10%的磷酸酯化試劑和相當(dāng)于淀粉重量3% -4%的復(fù)合催化劑，所述的磷酸酯化試劑為三聚磷酸鈉、三偏磷酸鈉或焦磷酸鈉的至少一種，所述復(fù)合催化劑為尿素和次亞磷酸鈉，其中尿素的質(zhì)量為次亞磷酸鈉質(zhì)量的1-1.5倍；
[0011](C)加稀鹽酸或稀硫酸調(diào)節(jié)pH值在6.5-7.5之間，開啟加熱，控制反應(yīng)器溫度比相應(yīng)的原淀粉的糊化完全溫度高10-30°C，并且維持該溫度至反應(yīng)結(jié)束。
[0012]本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0013](I)本發(fā)明將淀粉漿料的調(diào)漿與磷酸酯淀粉漿料的生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了淀粉漿料的調(diào)漿和磷酸酯淀粉漿料的生產(chǎn)的一鍋法進(jìn)行和磷酸酯淀粉漿料的在線生產(chǎn)，得到的磷酸酯淀粉漿料可以直接用于經(jīng)紗上漿，免除了磷酸酯淀粉在淀粉廠或漿料廠進(jìn)行專門生產(chǎn)的過(guò)程，大幅度節(jié)約了生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，減輕了磷酸酯淀粉生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水對(duì)環(huán)境的污染。
[0014](2)由于淀粉漿料在發(fā)生磷酸酯化反應(yīng)時(shí)，淀粉處于糊化狀態(tài)，分子鏈充分伸展，可與磷酸酯化試劑充分接觸，提高了反應(yīng)的均勻性，顯著提高了磷酸酯化試劑的反應(yīng)效率和磷酸酯淀粉的取代度。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以下所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]稱取10kg木薯淀粉(糊化完全溫度為70°C )，加入900kg水制成質(zhì)量百分濃度為10 %的淀粉乳，開動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻。加入5kg焦磷酸鈉、0.67kg尿素、1.33kg次亞磷酸鈉，攪拌均勻，然后用5%的稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為7.5-8.5。邊攪拌邊開起加熱，當(dāng)體系的溫度達(dá)到70°C后，控制加熱，保持在70°C，并在此溫度下恒溫反應(yīng)120min。關(guān)掉加熱，得到的漿液即為在線制備的磷酸酯淀粉漿液。
[0018]取適量上述制備的磷酸酯淀粉漿液，用65% -70%的酒精充分洗滌淀粉漿液，把漿液中未反應(yīng)的焦磷酸鹽洗去，并把磷酸酯淀粉沉淀析出。用鉬酸銨溶液檢驗(yàn)未反應(yīng)的焦磷酸鹽是否徹底洗去。將析出的磷酸酯淀粉真空低溫干燥至恒重。稱取適量已干燥至恒重的磷酸酯淀粉樣品，測(cè)得樣品的取代度為0.009，計(jì)算得出焦磷酸鈉的反應(yīng)效率為50%。
[0019]取適量上述制備的磷酸酯淀粉漿液，調(diào)整其質(zhì)量濃度為6.0%，用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)測(cè)得其黏度為15.6mPa.s，熱黏度穩(wěn)定性為88.5%。
[0020]取適量上述制備的磷酸酯淀粉漿液，調(diào)整其質(zhì)量濃度為6.0%，在恒溫恒濕條件下制備成漿膜，測(cè)得漿膜的斷裂強(qiáng)度為22.5N/mm2，斷裂伸長(zhǎng)率為3.8 %，漿膜吸濕率為25.
[0021]取適量上述制備的磷酸酯淀粉漿液，調(diào)整其質(zhì)量濃度為1.0%，測(cè)得其對(duì)14.5tex純棉粗紗的黏著力為65.9N，對(duì)13tex63/35滌棉粗紗的黏著力為115.8N。
[0022]實(shí)施例2
[0023]稱取150kg玉米淀粉(糊化完全溫度為72°C )，加入850kg水制成質(zhì)量百分濃度為15%的淀粉乳，開動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻。加入22.5kg三偏磷酸鈉、3.33kg尿素、1.67kg次亞磷酸鈉，攪拌均勻，然后用5%的稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為6.0-7.0o邊攪拌邊開起加熱，當(dāng)體系的溫度達(dá)到122°C后，控制加熱，保持在122°C，并在此溫度下恒溫反應(yīng)30min。關(guān)掉加熱，得到的漿液即為在線制備的磷酸酯淀粉漿液。
[0024]根據(jù)實(shí)施例1的方法，測(cè)得樣品的取代度為0.022，計(jì)算得出三偏磷酸鈉的反應(yīng)效率為28% ;黏度為16.7mPa.s，熱黏度穩(wěn)定性為91.0%。漿膜的斷裂強(qiáng)度為23.2N/mm2，斷裂伸長(zhǎng)率為3.2 %，漿膜吸濕率為25.4% ;對(duì)14.5tex純棉粗紗的黏著力為68.0N，對(duì)13tex63/35滌棉粗紗的黏著力為121.3N。
[0025]實(shí)施例3
[0026]稱取120kg馬鈴薯淀粉(糊化完全溫度為67°C )，加入880kg水制成質(zhì)量百分濃度為12%的淀粉乳，開動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻。加入8.4kg三聚磷酸鈉、1.5kg尿素、1.5kg次亞磷酸鈉，攪拌均勻，然后用5%的稀硫酸溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為6.5-7.5。邊攪拌邊開起加熱，當(dāng)體系的溫度達(dá)到77°C后，控制加熱，保持在77°C，并在此溫度下恒溫反應(yīng)90min。關(guān)掉加熱，得到的漿液即為在線制備的磷酸酯淀粉漿液。
[0027]根據(jù)實(shí)施例1的方法，測(cè)得樣品的取代度為0.017，計(jì)算得出三聚磷酸鈉的反應(yīng)效率為55% ;黏度為17.3mPa.s，熱黏度穩(wěn)定性為87.3%。漿膜的斷裂強(qiáng)度為19.5N/mm2，斷裂伸長(zhǎng)率為4.2%，漿膜吸濕率為23.7%。對(duì)14.5tex純棉粗紗的黏著力為68.3N，對(duì)13tex63/35滌棉粗紗的黏著力為110.7N。
[0028]實(shí)施例4
[0029]稱取140kg馬鈴薯淀粉(糊化完全溫度為67°C )，加入860kg水制成質(zhì)量百分濃度為14%的淀粉乳，開動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻。加入14kg三聚磷酸鈉、3.36kg尿素、2.24kg次亞磷酸鈉，攪拌均勻，然后用5%的稀硫酸溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為6.5-7.5。邊攪拌邊開起加熱，當(dāng)體系的溫度達(dá)到97°C后，控制加熱，保持在97°C，并在此溫度下恒溫反應(yīng)90min。關(guān)掉加熱，得到的漿液即為在線制備的磷酸酯淀粉漿液。
[0030]根據(jù)實(shí)施例1的方法，測(cè)得樣品的取代度為0.025，計(jì)算得出三聚磷酸鈉的反應(yīng)效率為57% ;黏度為17.8mPa.s，熱黏度穩(wěn)定性為84.7%。漿膜的斷裂強(qiáng)度為19.8N/mm2，斷裂伸長(zhǎng)率為4.0%，漿膜吸濕率為23.8%。對(duì)14.5tex純棉粗紗的黏著力為65.3N，對(duì)13tex63/35滌棉粗紗的黏著力為107.6N。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備磷酸酯淀粉漿料的方法，包括以下步驟: (a)在容器中加入水和原淀粉(其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與存在于原料中時(shí)相同)，配制原淀粉質(zhì)量百分濃度為10% -15%的淀粉乳，所述的原淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉中的至少一種。 (b)在攪拌條件下，向淀粉乳中加入相對(duì)于原淀粉質(zhì)量5%-15%的磷酸酯化試劑和相當(dāng)于原淀粉重量2% -5%的復(fù)合催化劑，所述的磷酸酯化試劑為三聚磷酸鈉、三偏磷酸鈉或焦磷酸鈉的至少一種，所述復(fù)合催化劑為尿素和次磷酸鈉，其中尿素的質(zhì)量為次亞磷酸鈉質(zhì)量的0.5-2倍； (c)加酸調(diào)節(jié)pH值在6.0-8.5之間，進(jìn)行加熱，控制反應(yīng)溫度比相應(yīng)的原淀粉的糊化完全溫度高0-50°C，并且維持該溫度至反應(yīng)結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備磷酸酯淀粉漿料的方法，包括以下步驟: (a)在容器中加入水和原淀粉(其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與存在于原料中時(shí)相同)，配制原淀粉質(zhì)量百分濃度為12% -14%的淀粉乳，所述的原淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉中的至少一種。 (b)在攪拌條件下，向淀粉乳中加入相對(duì)于原淀粉質(zhì)量7%-10%的磷酸酯化試劑和相當(dāng)于原淀粉重量3% -4%的復(fù)合催化劑，所述的磷酸酯化試劑為三聚磷酸鈉、三偏磷酸鈉或焦磷酸鈉的至少一種，所述復(fù)合催化劑為尿素和次磷酸鈉，其中尿素的質(zhì)量為次亞磷酸鈉質(zhì)量的1-1.5倍； (c)加稀鹽酸或稀硫酸調(diào)節(jié)pH值在6.5-7.5之間，進(jìn)行加熱，控制反應(yīng)溫度比相應(yīng)的原淀粉的糊化完全溫度高10-30°C，并且維持該溫度至反應(yīng)結(jié)束。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備磷酸酯淀粉漿料的方法，包括在反應(yīng)器中加入水和原淀粉，配制原淀粉質(zhì)量百分濃度為10％-15％的淀粉乳，在攪拌條件下，向淀粉乳中加入相對(duì)于原淀粉質(zhì)量5％-15％的磷酸酯化試劑和相當(dāng)于淀粉重量2％-5％的復(fù)合催化劑，調(diào)節(jié)pH值在6.0-8.5之間，開啟加熱，控制反應(yīng)器溫度比相應(yīng)的原淀粉的糊化完全溫度高0-50℃，反應(yīng)結(jié)束后，得到的漿料即為磷酸酯淀粉漿料，該漿料可以直接用于經(jīng)紗上漿，免除了磷酸酯淀粉在淀粉廠進(jìn)行專門生產(chǎn)的過(guò)程，大幅度節(jié)約了生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，減輕了磷酸酯淀粉生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水對(duì)環(huán)境的污染。
【IPC分類】C08B31-06
【公開號(hào)】CN104774273
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510173689
【發(fā)明人】范雪榮, 高衛(wèi)東, 王強(qiáng), 徐進(jìn)
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日