專利名稱：一種淀粉膠及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以復(fù)合變性淀粉為原料制備的內(nèi)墻涂料淀粉膠以及在環(huán)保型內(nèi)墻涂料中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高和健康意識、環(huán)保意識的增強，以及因室內(nèi)裝修污染造成人體健康嚴(yán)重傷害的事件的層出不窮，社會對環(huán)保健康的室內(nèi)裝飾材料的需求越顯高漲。因此，環(huán)保健康的內(nèi)墻涂料的開發(fā)受到了許多研究者們的關(guān)注。由于，作為內(nèi)墻涂料的膠基是影響涂料性能(如柔韌性、耐水性、耐擦洗性、耐候性、耐沾污性等)的首要因素，研究內(nèi)墻涂料關(guān)鍵在于膠基的選擇和制備。同時，隨著世界能源資源的日益枯竭，以石油化工產(chǎn)品為原料的乳膠漆等內(nèi)墻涂料產(chǎn)品生產(chǎn)成本也會越來越高。因此，以天然可再生資源為原料生產(chǎn)環(huán)保健康的內(nèi)墻涂料成為世人共同理想。本發(fā)明著力于以淀粉為原料，通過試驗制得適宜于綠色環(huán)保的內(nèi)墻涂料膠基的淀粉膠。
淀粉膠粘劑是真正的環(huán)保型膠粘劑，對人體無危害，對環(huán)境無污染，并且成本低， 原料可持續(xù)再生，具有很好的發(fā)展前景。氧化淀粉經(jīng)過物理和化學(xué)改性，粘合劑的初粘力、 干燥速度、穩(wěn)定性等都較普通淀粉粘合劑有了明顯的改善，被廣泛用于淀粉膠粘劑的原料。 但，氧化淀粉改善了淀粉膠粘劑強度低、貯存期短和干燥速度慢等缺點；低取代度醋酸酯淀粉(取代度小于0. 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，醋酸酯淀粉比普通淀粉具有更好的成膜性，膜的透明度和光澤度亦較好，柔軟性、伸長性、耐折度和耐磨度高，且淀粉經(jīng)過醋酸酯化后，引入了乙酰基團，與葡萄糖上的羥基形成了分子內(nèi)氫鍵，阻礙了分子間氫鍵的生成和分子的聚集，同時增強了淀粉粘合劑的抗凝沉性和提高了貯存穩(wěn)定性。但單一醋酸酯淀粉黏度高，涂抹性差。
由于馬鈴薯淀粉等淀粉是天然可食性原料，因此該內(nèi)墻涂料對環(huán)境安全、無毒，是一種綠色環(huán)保的內(nèi)墻涂料。同時，淀粉經(jīng)氧化、醋酸酯化處理后作為基料已被證實，但是，目前還鮮有基于氧化醋酸酯淀粉為淀粉膠的涂料
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種淀粉膠的配方，該配方成本低，由該配方制備的淀粉膠是一種綠色環(huán)保的膠體材料。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為按體積份計算由如下組分組成氧化醋酸酯淀粉乳液100份，硼砂溶液10-20份，羧甲基纖維素鈉溶液6-15份；所述氧化醋酸酯淀粉乳液由氧化醋酸酯淀粉和水介質(zhì)按重量比計為5-30:100的配比制成，所述氧化醋酸酯淀粉的氧化度以羧基含量計0. 2-0. 8%，取代度為0. 02-0. 10 ；所述硼砂溶液的質(zhì)量分數(shù)為2-8% ；所述羧甲基纖維素鈉溶液質(zhì)量分數(shù)為 1-5% ο
所述的淀粉膠優(yōu)選配方，按體積份計算由如下組分組成氧化醋酸酯淀粉乳液 100份，硼砂溶液18份，羧甲基纖維素鈉溶液12份；所述氧化醋酸酯淀粉乳液由氧化醋酸酯淀粉和水介質(zhì)按重量比計為20:100的配比制成，所述氧化醋酸酯淀粉的取代度以羧基含量計為氧化度0. 5 %，取代度為0. 095 ；所述硼砂溶液的質(zhì)量分數(shù)為4% ；所述羧甲基纖維素鈉溶液為H
本發(fā)明的目的之二在于提供淀粉膠的制備方法及該方法獲得的淀粉膠，以及其運用；該方法操作簡單，適用于大規(guī)模運用，該淀粉膠綠色環(huán)保。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為 A堿性氧化醋酸酯淀粉乳液的配制取配方量的氧化醋酸酯淀粉加水配制成質(zhì)量分數(shù)為5-30%的淀粉乳液，并用堿性溶液調(diào)節(jié)PH值至9-11，得堿性氧化醋酸酯淀粉乳液； B淀粉膠的制備在步驟A所得的堿性氧化醋酸酯淀粉乳液中依次加入配方量的硼砂溶液和羧甲基纖維素鈉溶液，充分攪拌均勻，得淀粉膠。
優(yōu)選的，步驟A中所述水溫為50 V。
優(yōu)選的，步驟A中所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液。
所述的制備方法所得的淀粉膠及其在制備內(nèi)墻涂料中的應(yīng)用。該應(yīng)用為開發(fā)內(nèi)墻涂料提供了新思路。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種涂料，該涂料由所述淀粉膠制備而成，為環(huán)保型內(nèi)墻涂料。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為所述的淀粉膠的涂料，按照重量份計算由以下組分組成淀粉膠80-120份，二氧化鈦3-5份，鋅鋇白8-11份，滑石粉10-15份，碳酸鈣25-40份， 磷酸丁三酯0. 5-2份，六偏磷酸鈉0. 5-1. 0份，羧甲基纖維素鈉0. 5-2份。
所述的淀粉膠的涂料優(yōu)選為，按照重量份計算由以下組分組成淀粉膠100份，二氧化鈦4份，鋅鋇白10份，滑石粉13份，碳酸鈣30份，磷酸丁三酯1. 0份，六偏磷酸鈉0. 8 份，羧甲基纖維素鈉1份。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明涉及一種以經(jīng)氧化和醋酸酯化復(fù)合變性處理得到的淀粉膠為原料制得的淀粉膠材料，以及這種淀粉膠材料的制作工藝。由于淀粉是天然可食性原料，因此該內(nèi)墻涂料對環(huán)境安全、無毒，是一種綠色環(huán)保的內(nèi)墻涂料膠；淀粉膠的粘度和穩(wěn)定性達到國家標(biāo)準(zhǔn)；由淀粉膠制備的墻內(nèi)涂料在粘度、細度、涂膜外觀、附著力、掩蓋力、耐水性、耐水擦干性及耐洗刷性均符合或高于國家標(biāo)準(zhǔn)。
具體實施方式
本實施例中氧化醋酸酯淀粉的制備具體分為兩步第一步，氧化淀粉的制備取甘薯淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉中單一品種，或混合淀粉原料，調(diào)制成淀粉乳，淀粉乳的質(zhì)量百分比以30-40%為宜；再用堿性pH調(diào)節(jié)劑將淀粉乳調(diào)節(jié)成中性，或中性偏堿，堿性PH調(diào)節(jié)劑可以為氫氧化鈉；在調(diào)節(jié)pH后的淀粉乳中加次氯酸鈉溶液，并通過添加堿性PH調(diào)節(jié)劑保持反應(yīng)液中的pH值相對穩(wěn)定；反應(yīng)體系的溫度維持與30-40度范圍內(nèi)。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液用酸性pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至偏酸性，如pH為6. 5，酸性PH調(diào)節(jié)劑可以為鹽酸。去除副反應(yīng)物和雜質(zhì)。第一步所得為氧化淀粉。
第二步，將氧化淀粉調(diào)節(jié)成質(zhì)量分數(shù)為40-50%的淀粉乳液，滴加醋酸酐，同時滴加堿性PH值以維持pH值得穩(wěn)定。待充分反應(yīng)后，將反應(yīng)液用酸性pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至偏酸性， 如pH為4. 5-6. 5。40°C干燥后，得氧化醋酸淀粉。
氧化醋酸酯淀粉的制備工藝可參考譚屬瓊等人的《氧化醋酸酯馬鈴薯淀粉的制備工藝》，不同的是，原料可選自甘薯淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉中單一品種，或混合淀粉原料。所得氧化醋酸酯淀粉的氧化度以羧基含量計0. 2-0. 8%，取代度為0. 02-0. 10。
取代度是指淀粉的每個D-葡萄糖單元上的活性羥基被取代的物質(zhì)的量。 實施例一淀粉膠的制備稱取300g的氧化醋酸酯淀粉(氧化度以羧基含量計0. 2%，取代度為0. 02)，裝入容器中，加入1000 mL水，攪拌并加熱至50°C使成為均勻的淀粉乳液，于攪拌下加入140mL質(zhì)量分數(shù)濃度15%的NaOH溶液攪勻，并保持pH為11，接著將IOOmL濃度為4% (質(zhì)量分數(shù))的硼砂溶液于攪拌下緩慢加入到反應(yīng)物中，加完后再攪拌lOmin。然后將60 mL完全溶解的洲 (質(zhì)量分數(shù))的羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)水溶液于攪拌下加入到反應(yīng)物中，加完后充分攪拌均勻，冷卻即得淀粉膠。
實施例二淀粉膠的制備稱取50g的氧化醋酸酯淀粉(氧化度以羧基含量計0. 5%，取代度為0. 07)，裝入容器中， 加入1000 mL水，攪拌并加熱至50°C使成為均勻的淀粉乳液，于攪拌下加入IOOmL質(zhì)量分數(shù)濃度20%的NaOH溶液攪勻，并保持pH為9，接著將200mL濃度為4% (質(zhì)量分數(shù))的硼砂溶液于攪拌下緩慢加入到反應(yīng)物中，加完后再攪拌lOmin。然后將150mL完全溶解的洲(質(zhì)量分數(shù))的羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)水溶液于攪拌下加入到反應(yīng)物中，加完后充分攪拌均勻，冷卻即得淀粉膠產(chǎn)品。
實施例三淀粉膠的制備稱取20g的氧化醋酸酯淀粉(氧化度以羧基含量計0. 8%，取代度為0. 10)，裝入容器中， 加入100 mL水，攪拌并加熱至50°C使成為均勻的淀粉乳液，于攪拌下加入6mL質(zhì)量分數(shù)濃度20%的NaOH溶液攪勻，并保持pH為10，接著將ISmL濃度為4% (質(zhì)量分數(shù))的硼砂溶液于攪拌下緩慢加入到反應(yīng)物中，加完后再攪拌lOmin。然后將12mL完全溶解的m (質(zhì)量分數(shù))的羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)水溶液于攪拌下加入到反應(yīng)物中，加完后充分攪拌均勻，冷卻即得內(nèi)墻涂料用淀粉膠產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.淀粉膠的配方，其特征在于，按體積份計算由如下組分組成氧化醋酸酯淀粉乳液 100份，硼砂溶液10-20份，羧甲基纖維素鈉溶液6-15份；所述氧化醋酸酯淀粉乳液由氧化醋酸酯淀粉和水介質(zhì)按重量比計為5-30:100的配比制成；所述氧化醋酸酯淀粉的氧化度以羧基含量計0. 2-0. 8%，取代度為0. 02-0. 10 ；所述硼砂溶液的質(zhì)量分數(shù)為2-8% ；所述羧甲基纖維素鈉溶液質(zhì)量分數(shù)為1_5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉膠的配方，其特征在于氧化醋酸酯淀粉乳液100份，硼砂溶液18份，羧甲基纖維素鈉溶液12份；所述氧化醋酸酯淀粉乳液由氧化醋酸酯淀粉和水介質(zhì)按重量比計為20:100的配比制成，所述氧化醋酸酯淀粉的取代度以羧基含量計為氧化度0. 5 %，取代度為0. 095 ；所述硼砂溶液的質(zhì)量分數(shù)為4% ；所述羧甲基纖維素鈉溶液為 2%。
3.運用權(quán)利要求1或2所述的淀粉膠配方制備淀粉膠的方法，其特征在于A堿性氧化醋酸酯淀粉乳液的配制取配方量的氧化醋酸酯淀粉加水配制成質(zhì)量分數(shù)為5-30%的淀粉乳液，并用堿性溶液調(diào)節(jié)PH值至9-11，得堿性氧化醋酸酯淀粉乳液；B淀粉膠的制備在步驟A所得的堿性氧化醋酸酯淀粉乳液中依次加入配方量的硼砂溶液和羧甲基纖維素鈉溶液，充分攪拌均勻，得淀粉膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟A中所述水的水溫為50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟A中所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液。
6.權(quán)利要求3所述的制備方法所得的淀粉膠。
7.淀粉膠在制備內(nèi)墻涂料中的應(yīng)用。
8.含有權(quán)利要求6所述的淀粉膠的涂料，其特征在于，按照重量份計算包括以下組分 淀粉膠80-120份，二氧化鈦3-5份，鋅鋇白8-11份，滑石粉10-15份，碳酸鈣25-40份，磷酸丁三酯0. 5-2份，六偏磷酸鈉0. 5-1. 0份，羧甲基纖維素鈉0. 5-2份。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的淀粉膠的涂料，其特征在于，按照重量份計算包括以下組分 淀粉膠100份，二氧化鈦4份，鋅鋇白10份，滑石粉13份，碳酸鈣30份，磷酸丁三酯1. 0份， 六偏磷酸鈉0. 8份，羧甲基纖維素鈉1份。
全文摘要
本發(fā)明涉及淀粉膠以及在環(huán)保型內(nèi)墻涂料中的應(yīng)用，淀粉膠的配方按體積份計算由如下組分組成氧化醋酸酯淀粉乳液100份，硼砂溶液10-20份，羧甲基纖維素鈉溶液6-15份；所述羧甲基纖維素鈉溶液質(zhì)量分數(shù)為1-5%；方法包括堿性氧化醋酸酯淀粉乳液的配制和淀粉膠的制備兩步驟；本內(nèi)墻涂料對環(huán)境安全、無毒，淀粉膠的粘度和穩(wěn)定性達到國家標(biāo)準(zhǔn)；由淀粉膠制備的墻內(nèi)涂料在粘度、細度、涂膜外觀、附著力、掩蓋力、耐水性、耐水擦干性及耐洗刷性均符合或高于國家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號C09J101/26GK102492373SQ20111040589
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉雄, 譚屬瓊, 闞建全, 陳厚榮 申請人:西南大學(xué)