[发明专利]一种有机硅改性苯丙接枝淀粉胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅改性苯丙接枝淀粉胶及其制备方法，以淀粉为主要原料，经过微波物理变性、阳离子改性和有机硅和苯丙接枝共聚后得到。本发明的有机硅改性苯丙接枝淀粉胶及其制备方法具有接枝率高，粘结强度好、可降解和成本低廉的特点。

技术领域

本发明涉及淀粉胶技术领域，具体为一种有机硅改性苯丙接枝淀粉胶及其制备方法。

背景技术

淀粉是一种廉价的可再生天然高分子材料，它无毒、易生物降解。进一步开发和有效利用淀粉资源已成为材料研究领域普遍关注的课题。淀粉直接作为胶黏剂时其流动性、渗透性、以及力学性能较差。用物理、化学或生物的方法对淀粉进行改性便可改变淀粉的特性，是制备淀粉胶黏剂的有效方法。目前大多数淀粉胶黏剂都是通过氧化、交联、酯化等改性方法，虽然改善了流动性、渗透性等性能，但与合成高分子胶黏剂的粘合强度相比仍存在较大的差距。本发明通过淀粉与烯烃类单体接枝共聚，使的烯烃类单体以一定的聚合度接枝到淀粉分子链上，从而赋予了淀粉胶黏剂以新的性能。由于此方法可通过接枝单体的选择、接枝密度以及支链长度的设计与控制来调控共聚物的性能，从而达到调控淀粉胶黏剂性能与高分子合成胶黏剂相当。又保留可生物降解性能，与人类对可持续发展的要求相适应，符合绿色环保理念。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机硅改性苯丙接枝淀粉胶及其制备方法，具有接枝率高，粘结强度好、可降解和成本低廉的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种有机硅改性苯丙接枝淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：

A、微波物理变性

将市售普通淀粉加水调节水分为20-30％，破碎，然后经过功率为60～120kw的隧道式连续多谐振腔微波辐射设备照射15～45分钟，经过超细粉磨机研磨，进入除尘布袋，收集到的淀粉粒径为4～20μ m，水分为2～5％。经过微波改性的淀粉具有比表面积大，反应活性高的特点，在后续接枝共聚反应阶段可以提高20-35％的反应效率；

B、阳离子改性

将经过微波物理变性淀粉100重量份投入到混合罐中，搅拌过程中加入浓度为30～50％异丙醇水溶液20～30重量份，搅拌15～45min 后加入氢氧化钠粉末1～3重量份，搅拌20～60min后加入(3-氯-2- 羟丙基)三甲基氯化铵3～15重量份，搅拌20～60min。抽料到反应罐中进行反应，反应温度为50～80℃，反应时间为60～180min；反应完毕后通过冷却、中和、脱水、干燥、破碎，得到取代度为0.02～ 0.08的阳离子改性淀粉；

C、有机硅和苯丙接枝共聚

将阳离子改性淀粉、去离子水、中温淀粉酶0.005～0.05重量份投入反应釜中，搅拌10～30min。开启加热装置，温度控制在70～80℃，保温30～60min，这样使淀粉糊化充分，然后将淀粉糊液温度控制在 85～90℃，通入氮气，5～20min后缓慢加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、有机硅和水溶性偶氮引发剂0.1～0.5重量份，加入时间控制在1～2h加完，保温反应2～4h，冷却，出料，称重，包装即得成品。

优选地，在所述有机硅和苯丙接枝共聚中，阳离子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有机硅的质量配比为1：0.1～0.5：0.1～0.5： 0.1～0.3：0.05～0.2。

优选地，所述市售普通淀粉的粒径为25～60μm，水分为9～17％。

优选地，在所述有机硅和苯丙接枝共聚中，阳离子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有机硅的质量配比为1：0.3：0.3：0.3：0.1。

优选地，所述有机硅为γ―氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷。

一种以上有机硅改性苯丙接枝淀粉胶的制备方法所得的淀粉胶。