[发明专利]一种阳离子瓜尔胶稠化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种阳离子瓜尔胶稠化剂及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。本发明提供了一种阳离子瓜尔胶稠化剂，本发明提供的阳离子瓜尔胶稠化剂具有速溶(3min增粘速率≥90％，10min增粘速率≥98％)、低水不溶物(≤2.5％)、较强增稠能力(表观粘度(1.0％，25℃，2#20rpm)，≥800mPa·s)的特点，通过阳离子中氨基氮原子和羟基氧与金属有机交联剂中锆、钛等金属离子形成较强的络合能力，能满足透明型香波以及中性耐高温压裂液的配制要求。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种阳离子瓜尔胶稠化剂及其制备方法和应用。

背景技术

瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的一种多糖，其分子结构是以β-1,4连接的甘露聚糖主链上无规地以α-1,6连接方式接枝半乳糖单元。半乳糖单元通常在主链上分布不规则，存在接枝密集的毛发区和没有接枝的光滑区，总的甘露糖单元与半乳糖单元的摩尔比在1.6～2.1间。瓜尔胶广泛用于油田、日化、印染、制药等各个行业。根据最终产品，瓜尔胶会采用不同改性或者加工技术。阳离子瓜尔胶是一类重要的功能性天然高分子材料，它对头发和皮肤具有直接调理性，它被广泛用于护发和护肤产品，如洗发香波、洗手液、沐浴露产品中，还可以用于油气工业中的压裂用增稠剂。

由于瓜尔胶分子中存在没有接枝的光滑区，并且各分子光滑区间因为氢键作用相互聚集导致该区域亲水性能变差。纯粹的阳离子取代瓜尔胶，因为在光滑区取代效率低，导致阳离子瓜尔胶中有较高含量的低取代阳离子产物，低的阳离子取代度导致水不溶物含量高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种阳离子瓜尔胶稠化剂及其制备方法和应用。本发明提供的阳离子瓜尔胶稠化剂的水不溶物含量低。

本发明提供了阳离子瓜尔胶稠化剂，具有式I所示的结构：

其中，

代表大分子链；

R₁～R₉独立的选自式a所示取代基、式b所示取代基或H：

且R₁～R₉不同时为式b所示的结构也不同时为-H；

式a中z＝1或0，

(1)当z＝1时，x＝0，y＝3～6或者x＝1，y＝1～4；

(2)当z＝0时，x＝2～3时，y＝0或者x＝0，y＝0

式b中z₁＝1或0，

(1)当z₁＝1时，x₁＝0，y₁＝3～6或者x₁＝1，y₁＝1～4；

(2)当z₁＝0时，x₁＝2～3时，y₁＝0。

优选地，所述阳离子瓜尔胶稠化剂中式a所示基团与式b所示基团的总取代度为0.15～0.8。

优选地，阳离子瓜尔胶稠化剂中式a所示基团与式b所示基团的总取代度为0.15～0.5。

优选地，所述阳离子瓜尔胶稠化剂中式a所示基团的取代度为0.05～0.6。

优选地，所述阳离子瓜尔胶稠化剂中式a所示结构的取代度为0.1～0.4。

优选地，所述阳离子瓜尔胶稠化剂中式a所示结构取代的数量占式a所示结构与式b所示结构数量总和的百分比为20％～80％。

优选地，所述阳离子瓜尔胶稠化剂的重均分子量为120万～300万。