本发明涉及改性材料合成,具体为一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法及其应用。
背景技术:
1、瓜尔胶是一种常用的亲水胶体,可以作为润版液中常用亲水胶体或聚合物作为助剂,亲水胶体或聚合物的使用可以促进成膜,提高印刷质量和印刷效率。
2、根据润版液的溶质基本可以分为三大类:第一类为普通润版液、第二类为酒精润版液、第三类为非离子型表面活性剂润版液;
3、目前瓜尔胶作为润版液的制备工艺中,如de19719936公开了使用阿拉伯树胶作为润版液;jp-a02-292092、jp-a07-125472等,公开了使用甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等作为润版液;ep1099566和ep1099567公开了阿拉伯树胶、淀粉衍生物、海藻酸盐、纤维素衍生物、聚乙二醇及共聚物、聚乙烯醇及衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯基此咯烷酮等聚合物等应用;
4、然而阿拉伯树胶是应用最广泛的润版液聚合物,它的主要缺点是较差的溶解性。
5、如cn201410317548、cn201410466749、cn202210050843公开了使用瓜尔胶作为润版液助剂,但未改性的瓜尔胶原粉同样存在溶解性不好的问题。
6、国内市场上现有非离子改性瓜尔胶产品都为中低取代度羟丙基瓜尔胶,取代度在0.1-2.0之间,主要用于油田、造纸、印染、油墨、个人护理等产品中;
7、在油墨润版液应用方面,一直在尝试各种能与乙二醇丁醚类和表面活性剂互溶的亲水胶体或聚合物,高取代度非离子改性瓜尔胶恰好能满足这一特殊应用需求。
8、现在的主要难点是传统的醚化工艺至多把取代度做到2.0左右,如:cn2017114904448公布一种高取代羟丙基瓜尔胶及其制备方法和用途;cn106146677提到了一种干法磺酸基羟丙基瓜尔胶及其制备方法,具有类似的干法醚化工艺,所不同的是cn106146677采用了3-氯-2-羟基丙磺酸钠作为醚化试剂,得到的是阴离子改性瓜尔胶;但依旧存在较难得到高取代度的羟丙基瓜尔胶,尤其是取代度在2.3以上,甚至是2.6的高取代度羟丙基瓜尔胶。
9、所以,制备一种高取代度非离子改性瓜尔胶来满足市场特殊应用需求,是非常有必要的,故而提出一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法及其应用来解决上述问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法及其应用,具备高取代度以满足市场需求等优点,解决了取代度以及溶解性有待提高的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述高取代度以满足市场需求目的,本发明提供如下技术方案:一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法,包括以下步骤:
5、s1、以瓜尔胶粉为原料,加入3~6%的浓氢氧化钠的溶液,60~65℃的温度下边搅拌边分次加入环氧丙烷反应3~5h,降温,加入酸中和至中性,反应后的产物无需洗涤干燥,直接得到高取代羟丙基瓜尔胶;
6、s2、以羟丙基摩尔取代度为1.5~2.0的羟丙基瓜尔胶粉为原料,加入3~6%的浓氢氧化钠的溶液,60~65℃的温度下边搅拌边分次加入环氧丙烷反应2~3h,降温,加入酸中和至中性,反应后的产物无需洗涤干燥,直接得到高取代羟丙基瓜尔胶。
7、优选的,所述步骤s1与步骤s2中氢氧化钠的溶液的加量为瓜尔胶粉的3~6%,其中,氢氧化钠作为醚化反应的催化剂,不产生消耗。
8、优选的,所述步骤s1与步骤s2中的氢氧化钠的溶液质量浓度为50%浓度,所述步骤s1与步骤s2中环氧丙烷的用量为瓜尔胶粉的摩尔量的1~2倍。
9、优选的,所述步骤s1与步骤s2中搅拌反应时间均为4~8h,所述步骤s1与步骤s2中步骤s1与步骤s2中加入环氧丙烷添加反应后降温至室温即可。
10、优选的,所述步骤s1与步骤s2中的取代度为摩尔取代度。
11、本发明要解决的另一技术问题是提供一种干法制备羟丙基瓜尔胶的应用,将上述方法采用取代度在1.5~2.0的羟丙基瓜尔胶为原料,碱和醚化剂分次投料进行醚化反应,不经过洗涤烘干,直接得到取代度在2.3~2.6的高取代度非离子改性瓜尔胶,在乙二醇丁醚溶液等油墨润版液中进行应用。
12、(三)有益效果
13、与现有技术相比,本发明提供了一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法及其应用,具备以下有益效果:
14、该干法制备羟丙基瓜尔胶的方法及其应用,通过采用新的干法醚化工艺,采用取代度在1.5~2.0的羟丙基瓜尔胶为原料,碱和醚化剂分次投料进行醚化反应,不经过洗涤烘干,直接得到取代度在2.3~2.6的高取代度非离子改性瓜尔胶,从而满足对高取代度非离子瓜尔胶的市场需求,改进的干法醚化工艺具有独创性和预期可实现性,使改性瓜尔胶市场前景广阔。
1.一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法,其特征在于,所述步骤s1与步骤s2中氢氧化钠的溶液的加量为瓜尔胶粉的3~6%,其中,氢氧化钠作为醚化反应的催化剂,不产生消耗。
3.根据权利要求1所述的一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法,其特征在于,所述步骤s1与步骤s2中的氢氧化钠的溶液质量浓度为50%浓度,所述步骤s1与步骤s2中环氧丙烷的用量为瓜尔胶粉的摩尔量的1~2倍。
4.根据权利要求1所述的一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法,其特征在于,所述步骤s1与步骤s2中搅拌反应时间均为4~8h,所述步骤s1与步骤s2中步骤s1与步骤s2中加入环氧丙烷添加反应后降温至室温即可。
5.根据权利要求1所述的一种干法制备羟丙基瓜尔胶的方法,其特征在于,所述步骤s1与步骤s2中的取代度为摩尔取代度。
6.一种干法制备羟丙基瓜尔胶的应用,其特征在于,将上述方法采用取代度在1.5~2.0的羟丙基瓜尔胶为原料,碱和醚化剂分次投料进行醚化反应,不经过洗涤烘干,直接得到取代度在2.3~2.6的高取代度非离子改性瓜尔胶,在乙二醇丁醚溶液等油墨润版液中进行应用。
