[发明专利]一种高流动性和强疏水性淀粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用干法制备高流动性和强疏水性淀粉的方法，更特别地说，是指一种在高速搅拌的条件下，制备有两层或两层以上包覆层的，且具有高流动性和强疏水性淀粉的方法。

背景技术

目前我国的改性淀粉生产方法可以分为三种：有机溶剂法、水溶剂法和干法。其中有机溶剂法和水溶剂法也可以总称为湿法，其优点是反应条件温和，改性剂与淀粉能够充分混合均匀，生产工艺容易控制，反应转化率高。但是其生产也存在明显的缺陷，如反应时间长，生产流程长，生产用水量大，三废问题突出，后处理时会有大量的未反应的试剂与淀粉流失，收得率低，并造成严重的废水污染问题，处理后的淀粉需要进行干燥，成本高，因而有逐渐被干法取代的趋势。干法改性是将改性试剂喷洒到干淀粉上，在一定温度条件下搅拌并反应一段时间，即得改性淀粉。干法制备改性淀粉的优点很突出：反应时间短，工艺简单，生产流程短，收得率高，基本无三废，无环境污染问题，成本低。

目前，疏水性淀粉作为润滑剂和防粘剂在造纸工业、纺织行业、涂料工业、生物降解塑料、油墨等领域有着广泛的应用前景，但在实际生产中还存在如何降低成本、环境友好地制备疏水性淀粉等问题。本发明利用大部分企业所现有的生产设备及生产工艺，提出了一种干法工艺来制备高流动性和强疏水性的淀粉，并且可以实现工业化大规模生产。制备得到的改性淀粉流动如水，并且在水面上飘浮不沉，具有优良的流动性以及良好的疏水性。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种采用干法方式制得具有两层或两层以上包覆层的高流动性和疏水性淀粉(改性后淀粉颗粒)。该高流动性和疏水性淀粉可作为润滑剂和防粘剂可用于造纸工业、纺织行业、涂料工业、生物降解塑料、油墨。

本发明的另一目的是提出一种采用干法方式制备高流动性和疏水性淀粉的方法，该方法采用高速搅拌设备对干燥后淀粉进行干法改性处理，在干燥后淀粉颗粒表面包覆一层疏水性薄膜(第一包覆层)，从而获得疏水性淀粉；然后在疏水性淀粉颗粒表面包覆一层流动性改善剂(第二包覆层)，使得疏水性淀粉具有良好的流动性，从而获得具有良好流动性和疏水性的淀粉颗粒(改性后淀粉颗粒)。

本发明的第一种高流动性和强疏水性淀粉，是在干燥后的淀粉1表面顺次包覆有第一包覆层2、第二包覆层3，参见图1A所示。

本发明的第二种高流动性和强疏水性淀粉，是在干燥后的淀粉1表面顺次包覆有第一包覆层2、第二包覆层3、第三包覆层4、第四包覆层5，参见图2所示。

本发明的第三种单层包覆的具有一般流动性的疏水淀粉，是在干燥后的淀粉1表面单层包覆有第一包覆层2，参见图1B所示。

本发明的第四种单层包覆的具有高流动性亲水淀粉，是在干燥后的淀粉1表面单层包覆有第二包覆层3，参见图1C所示。

本发明采用干法制备高流动性和疏水性淀粉的方法，其有如下制备步骤：

第一步：制干燥淀粉

将原始淀粉进行干燥处理获得干燥淀粉，干燥温度为80～200℃，干燥时间为1～4h；

所述原始淀粉是粒径10～100μm的玉米淀粉、小麦淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉或者马铃薯淀粉；

第二步：制改性包覆层

将第一步制得的干燥淀粉放置于搅拌设备内；

(A)在搅拌转速600～2000r/min的条件下加入疏水改性剂后，并在改性温度90～120℃，搅拌状态下改性30～120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性层，即第一包覆层1；

(B)在搅拌转速1000～2800r/min的条件下加入流动性改善剂后，并在改性温度90～120℃，搅拌状态下改性10～60min使得包覆有疏水改性层淀粉的表面再包覆流动改性层，即第二包覆层2；

(C)在搅拌转速600～2000r/min的条件下加入疏水改性剂后，并在搅拌状态下改性30～120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性层，即第三包覆层3；

(D)在搅拌转速1000～2800r/min的条件下加入流动性改善剂后，并在搅拌状态下改性10～60min使得包覆有疏水改性层淀粉的表面再包覆流动改性层，即第四包覆层4；所述干燥淀粉在搅拌设备中的用量为搅拌设备腔体容积的1/2～4/5；

所述疏水改性剂可以是铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸中的一种或两种复合使用；两种疏水改性剂复合使用的重量份配比为2∶1～1∶2；

所述流动性改善剂为疏水性10～100nm的二氧化硅、疏水性10～100μm的二氧化硅或亲水性10～100nm的氧化铝；

所述100重量份的干燥淀粉中添加有0.2～2重量份的所述疏水改性剂；