專利名稱：一種高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用干法制備高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法，更特別地說(shuō)， 是指一種在高速攪拌的條件下，制備有兩層或兩層以上包覆層的，且具有高流動(dòng) 性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法。
技術(shù)背景目前我國(guó)的改性淀粉生產(chǎn)方法可以分為三種有機(jī)溶劑法、水溶劑法和干法。 其中有機(jī)溶劑法和水溶劑法也可以總稱為濕法，其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和，改性劑 與淀粉能夠充分混合均勻，生產(chǎn)工藝容易控制，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高。伹是其生產(chǎn)也存 在明顯的缺陷，如反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)流程長(zhǎng)，生產(chǎn)用水量大，三廢問(wèn)題突出，后 處理時(shí)會(huì)有大量的未反應(yīng)的試劑與淀粉流失，收得率低，并造成嚴(yán)重的廢水污染 問(wèn)題，處理后的淀粉需要進(jìn)行干燥，成本高，因而有逐漸被干法取代的趨勢(shì)。干 法改性是將改性試劑噴灑到干淀粉上，在一定溫度條件下攪拌并反應(yīng)一段時(shí)間， 即得改性淀粉。干法制備改性淀粉的優(yōu)點(diǎn)很突出反應(yīng)時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn) 流程短，收得率高，基本無(wú)三廢，無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題，成本低。目前，疏水性淀粉作為潤(rùn)滑劑和防粘劑在造紙工業(yè)、紡織行業(yè)、涂料工業(yè)、 生物降解塑料、油墨等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，但在實(shí)際生產(chǎn)中還存在如何降 低成本、環(huán)境友好地制備疏水性淀粉等問(wèn)題。本發(fā)明利用大部分企業(yè)所現(xiàn)有的生 產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝，提出了一種干法工藝來(lái)制備高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性的淀粉，并 且可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。制備得到的改性淀粉流動(dòng)如水，并且在水面上飄 浮不沉，具有優(yōu)良的流動(dòng)性以及良好的疏水性。 發(fā)明 內(nèi) 容本發(fā)明的目的之一是提供一種采用干法方式制得具有兩層或兩層以上包覆層 的高流動(dòng)性和疏水性淀粉(改性后淀粉顆粒)。該高流動(dòng)性和疏水性淀粉可作為潤(rùn) 滑劑和防粘劑可用于造紙工業(yè)、紡織行業(yè)、涂料工業(yè)、生物降解塑料、油墨。本發(fā)明的另一 目的是提出一種采用干法方式制備高流動(dòng)性和疏水性淀粉的方 法，該方法采用高速攪拌設(shè)備對(duì)干燥后淀粉進(jìn)行干法改性處理，在干燥后淀粉顆粒表面包覆一層疏水性薄膜(第一包覆層)，從而獲得疏水性淀粉；然后在疏水性 淀粉顆粒表面包覆一層流動(dòng)性改善劑(第二包覆層)，使得疏水性淀粉具有良好的 流動(dòng)性，從而獲得具有良好流動(dòng)性和疏水性的淀粉顆粒(改性后淀粉顆粒)。本發(fā)明的第一種高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉，是在干燥后的淀粉l表面順次包 覆有第一包覆層2、第二包覆層3，參見(jiàn)圖1A所示。本發(fā)明的第二種髙流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉，是在干燥后的淀粉1表面順次包 覆有第一包覆層2、第二包覆層3、第三包覆層4、第四包覆層5，參見(jiàn)圖2所示。本發(fā)明的第三種單層包覆的具有一般流動(dòng)性的疏水淀粉，是在干燥后的淀粉1 表面單層包覆有第一包覆層2，參見(jiàn)圖1B所示。本發(fā)明的第四種單層包覆的具有髙流動(dòng)性親水淀粉，是在干燥后的淀粉1表 面單層包覆有第二包覆層3，參見(jiàn)圖1C所示。本發(fā)明釆用干法制備高流動(dòng)性和疏水性淀粉的方法，其有如下制備步驟 第一步制干燥淀粉將原始淀粉進(jìn)行干燥處理獲得干燥淀粉，干燥溫度為S0 20(TC,干燥時(shí)間 為1 4h;所述原始淀粉是粒徑10 100//附的玉米淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、木薯 淀粉或者馬鈴薯淀粉；第二步制改性包覆層將第一步制得的干燥淀粉放置于攪拌設(shè)備內(nèi)；(A) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在改性 溫度90 120°C ，攪拌狀態(tài)下改性30 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性 層，即第一包覆層l;(B) 在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在改 性溫度90~120°C,攪拌狀態(tài)下改性10 60min使得包覆有疏水改性層淀粉的 表面再包覆流動(dòng)改性層，即第二包覆層2;(C) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在攪拌 狀態(tài)下改性30~ 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性層，即第三包覆層3;(D)在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在攪 拌狀態(tài)下改性10 60 min使得包覆有疏水改性層淀粉的表面再包覆流動(dòng)改性層， 即第四包覆層4;所述千燥淀粉在攪拌設(shè)備中的用量為攪拌設(shè)備腔體容積的1/2 4/5;所述疏水改性劑可以是鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅垸偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸 中的一種或兩種復(fù)合使用；兩種疏水改性劑復(fù)合使用的重量份配比為2:1 1:2;所述流動(dòng)性改善劑為疏水性10 100"m的二氧化硅、疏水性10 100/^的 二氧化硅或親水性10~ 100"m的氧化鋁；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劑；所述100重量份的干燥淀粉中添加有0.1 1重量份的所述流動(dòng)性改善劑。本發(fā)明采用干法制備高流動(dòng)性和疏水性淀粉的優(yōu)點(diǎn)在于(1) 采用該方法制備高流動(dòng)性和疏水性淀粉，反應(yīng)時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn) 流程短，改性后的淀粉收得率高，基本無(wú)三廢，無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題，成本低。(2) 采用該方法對(duì)淀粉進(jìn)行改性處理，流動(dòng)性改善劑和疏水改性劑的填加順 序可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，并可以一次或多次添加，從而達(dá)到流動(dòng)性 改善劑和疏水改性劑相互促進(jìn)的作用。(3) 采用該方法對(duì)淀粉進(jìn)行改性處理，可以在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，并且 可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。(4) 采用該方法對(duì)淀粉進(jìn)行改性處理，所用的疏水改性劑和流動(dòng)性改善劑填 加用量少，并且均可以在市場(chǎng)上方便地購(gòu)買得到。(5) 采用該方法可以對(duì)多種淀粉進(jìn)行改性處理，可以是玉米淀粉、小麥淀粉、 土豆淀粉、木薯淀粉或者馬鈴薯淀粉。(6) 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要及生產(chǎn)成本方面的考慮，采用該方法可以很方便地進(jìn) 行工藝調(diào)整，不僅可以制備高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性的淀粉，也可以制備高流動(dòng)性的 親7jc性淀粉，也可以制備具有一般流動(dòng)性的疏水性淀粉。(7) 釆用該方法制備得到的改性淀粉流動(dòng)如水，并且在水面上飄浮不沉，具有優(yōu)良的流動(dòng)性以及良好的疏水性。


圖1A是采用本發(fā)明制備方法制得雙層包覆層的淀粉結(jié)構(gòu)剖面視圖。 圖1B、圖1C分別是采用本發(fā)明制備方法制得單層包覆的淀粉結(jié)構(gòu)剖面視圖。 圖2是采用本發(fā)明制備方法制得多層包覆層的淀粉結(jié)構(gòu)剖面視圖。 圖2A是采用本發(fā)明制備方法制得多層包覆層的另一淀粉結(jié)構(gòu)剖面視圖。 圖3是經(jīng)本發(fā)明第一步驟制得的干燥玉米淀粉的掃描電鏡照片。 圖4是釆用本發(fā)明制備方法制得的具有高疏水性和高流動(dòng)性玉米淀粉的掃描 電鏡照片。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的第一種高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉，是在干燥后的淀粉1表面順次包 覆有第一包覆層2、第二包覆層3，參見(jiàn)圖1A所示。本發(fā)明的第二種高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉，是在干燥后的淀粉1表面順次包 覆有第一包覆層2、第二包覆層3、第三包覆層4、第四包覆層5，參見(jiàn)圖2所示。本發(fā)明的第三種單層包覆的具有一般流動(dòng)性的疏水淀粉,是在干燥后的淀粉l 表面單層包覆有第一包覆層2，參見(jiàn)圖1B所示。本發(fā)明的第四種單層包覆的具有高流動(dòng)性親水淀粉，是在干燥后的淀粉1表 面單層包覆有第二包覆層3，參見(jiàn)圖1C所示。在本發(fā)明中，第一包覆層2、第三包覆層4為疏水改性層，該疏水改性層材 料是鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅垸偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸中的一種或兩種復(fù)合使 用，兩種疏水改性劑復(fù)合使用的重量份配比為2:1 1:2。在本發(fā)明中，第二包覆層3、第四包覆層5為流動(dòng)改性層，該流動(dòng)改性層材 料為疏水性10 100"m的二氧化硅、疏水性2 100/^的二氧化硅或親水性 10 100ww的氧化鋁。本發(fā)明的一種釆用干法制備高流動(dòng)性和疏水性淀粉的方法，包括下列步驟第一步制干燥淀粉將原始淀粉進(jìn)行干燥處理獲得干燥淀粉，干燥溫度為S0 20(TC，干燥時(shí)間 為l~4h;所述原始淀粉是粒徑10 100//加的玉米淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉或者馬鈴薯淀粉；第二步制改性包覆層將第一步制得的干燥淀粉放置于攪拌設(shè)備內(nèi)；(A) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在改性 溫度90~ 12CTC ，攪拌狀態(tài)下改性30~ 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性 層，即第一包覆層l;(B) 在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在改 性溫度90 12CTC，攪拌狀態(tài)下改性10 60min使得包覆有疏水改性層淀粉的 表面再包覆流動(dòng)改性層，即第二包覆層2;所述干燥淀粉在攪拌設(shè)備中的用量為攪 拌設(shè)備腔體容積的1/2 4/5;所述疏水改性劑可以是鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、氟表面 活性劑、硬脂酸中的一種或兩種復(fù)合使用；兩種疏水改性劑復(fù)合使用的重量份配 比為2:1 1:2;所述流動(dòng)性改善劑為疏水性10 100"m的二氧化硅、疏水性2~ 100//m的二氧化硅或親水性10~ 100"m的氧化鋁；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劑； 所述100重量份的干燥淀粉中添加有0.1 1重量份的所述流動(dòng)性改善劑； 所述攪拌設(shè)備可以是目前工業(yè)上常用的高攪機(jī)、槳葉混合機(jī)、介質(zhì)磨、球磨機(jī)、振動(dòng)磨、或者是轉(zhuǎn)筒式粉體表面改性機(jī)。在本發(fā)明中，可以重復(fù)第二步驟中的(A)、 (B)步，使得在干燥淀粉的表面復(fù)合包覆有多層結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖2所示)的疏水改性層(第一包覆層2、第三包覆層3)、流動(dòng)改性層(第二包覆層4、第四包覆層5)，其具體步驟有 第一步制干燥淀粉將原始淀粉進(jìn)行干燥處理獲得干燥淀粉，干燥溫度為80~200°C，干燥時(shí)間 為卜4h;所述原始淀粉是粒徑10 100//m的玉米淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉或者馬鈴薯淀粉；第二步制改性包覆層將第一步制得的干燥淀粉放置于攪拌設(shè)備內(nèi)；(A) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在改性 溫度90 120°C ，攪拌狀態(tài)下改性30 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性 層，即第一包覆層l;(B) 在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800r/min的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在改 性溫度90 120°C，攪拌狀態(tài)下改性10 60min使得包覆有疏水改性層淀粉的 表面再包覆流動(dòng)改性層，即第二包覆層2;(C) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在攪拌 狀態(tài)下改性30 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性層，即第三包覆層3;(D) 在攪拌繊1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在攪拌 狀態(tài)下改性10 60min使得包覆有^7jC改性層淀粉的表面再包覆流動(dòng)改性層，即第 四包覆層4;所述干燥淀粉在攪拌設(shè)備中的用量為攪拌設(shè)備腔體容積的1/2 4/5;所述疏水改性劑可以是鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸 中的一種或兩種復(fù)合使用；兩種疏水改性劑復(fù)合使用的重量份配比為2:1 1:2;所述流動(dòng)性改善劑為疏水性10~100"m的二氧化硅、疏水性10 100//m的 二氧化硅或親水性10 100"m的氧化鋁；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劑；所述100重量份的干燥淀粉中添加有0.1 ~ 1重量份的所述流動(dòng)性改善劑；所述攪拌設(shè)備可以是目前工業(yè)上常用的高攪機(jī)、槳葉混合機(jī)、介質(zhì)磨、球磨 機(jī)、振動(dòng)磨、或者是轉(zhuǎn)筒式粉體表面改性機(jī)。在本發(fā)明公開(kāi)的制得方法中，可以制得單層包覆的具有一般流動(dòng)性的疏水淀 粉(參見(jiàn)圖1B所示)，其步驟如下第一步制干燥淀粉將原始淀粉進(jìn)行干燥處理獲得干燥淀粉，干燥溫度為80~200°C,干燥時(shí)間 為1 4h;所述原始淀粉是粒徑10 100//附的玉米淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、木薯 淀粉或者馬鈴薯淀粉；第二步制改性包覆層將第一步制得的干燥淀粉放置于攪拌設(shè)備內(nèi)；在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在改性溫度 90 120°C，攪拌狀態(tài)下改性30 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性層， 即制得具有一般流動(dòng)性的疏水淀粉。在本發(fā)明公開(kāi)的制得方法中，可以制得單層包覆的具有高流動(dòng)性親水淀粉(參 見(jiàn)圖1C所示)，其步驟如下第一步制干燥淀粉將原始淀粉進(jìn)行干燥處理獲得干燥淀粉，干燥溫度為80 20(TC，干燥時(shí)間 為1 4h;所述原始淀粉是粒徑10 100//m的玉米淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、木薯 淀粉或者馬鈴薯淀粉；第二步制改性包覆層 將第一步制得的干燥淀粉放置于攪拌設(shè)備內(nèi)；在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在改性溫 度90 120。C,攪拌狀態(tài)下改性10 60min使得干燥淀粉表面包覆流動(dòng)改性層， 即制得具有高流動(dòng)性親水淀粉。在上述制備方法中，在對(duì)干燥淀粉進(jìn)行疏水化改性和/或流動(dòng)性改善過(guò)程中， 干燥淀粉在高速攪拌設(shè)備內(nèi)的溫度為90 120°C，是通過(guò)高速攪拌設(shè)備的油浴加 熱和摩擦生熱的方式達(dá)到的，并且疏水改性劑和流動(dòng)性改善劑是在淀粉攪拌的同 時(shí)添加的。采用上述制備方法制得的改性后淀粉可作為潤(rùn)滑劑和防粘劑可用于造紙工 業(yè)、紡織行業(yè)、涂料工業(yè)、生物降解塑料、油墨。 實(shí)施例 1 : 制高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性玉米淀粉第一步制干燥玉米淀粉取粒徑80 100//附的玉米淀粉進(jìn)行干燥處理，獲得干燥玉米淀粉；干燥溫 度為12CTC,干燥時(shí)間為4h;第二步制改性后的淀粉將干燥后的玉米淀粉1.5 A:g放置于高攪機(jī)內(nèi)，所占高攪機(jī)腔體容積的2/3;(A) 在攪拌轉(zhuǎn)速1500Wmin的條件下加入3.75g疏水改性劑，并在改性溫 度為120°C，持續(xù)攪拌下改性時(shí)間30min后制得第一包覆層2;疏水改性劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-105和硅烷偶聯(lián)劑A-151進(jìn)行復(fù)配，鈦酸 酯偶聯(lián)劑NDZ-105:硅垸偶聯(lián)劑A-151 =2:1;(B) 在攪拌轉(zhuǎn)速2000Wmin的條件下加入1.5g疏水性16"附的二氧化硅 R972后，并在改性溫度為12CTC,持續(xù)攪拌下改性時(shí)間15min后制得第二包覆 層3;(C) 在攪拌轉(zhuǎn)速1500Wmin的條件下加入3.75g疏水改性齊lJ，并在改性溫 度為12CTC，持續(xù)攪拌下改性時(shí)間30min后制得第三包覆層4;疏水改性劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-105和硅烷偶聯(lián)劑A-151進(jìn)行復(fù)配，鈦酸 酯偶聯(lián)劑NDZ- 105:硅烷偶聯(lián)劑A-151 = 2:1;(D) 在攪拌轉(zhuǎn)速2000Wmin的條件下加入1.5g疏水性16"m的二氧化硅 R972后，并在改性溫度為12CTC,持續(xù)攪拌下改性時(shí)間5min后制得第四包覆層5。 即最后獲得M高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性的玉米淀粉，其剖面結(jié)構(gòu)視圖如2所示)。圖3所示為干燥后的玉米淀粉掃描電鏡照片，圖4所示為高疏水性和高流動(dòng) 性玉米淀粉掃描電鏡照片。從電鏡照片中可以看到，干燥后的玉米淀粉還有很多 團(tuán)聚顆粒體存在，而改性后的玉米淀粉顆粒幾乎是呈現(xiàn)單個(gè)淀粉顆粒分散，沒(méi)有 出現(xiàn)淀粉顆粒團(tuán)聚體，根據(jù)GB 11986—1989測(cè)得干燥后的玉米淀粉休止角為 35° ，而改性后的玉米淀粉休止角為23° ,表明改性后的玉米淀粉顆粒具有良好 的分散性，其流動(dòng)性也增強(qiáng)。稱取按照實(shí)施例1制備方法制得的10g改性后的玉米淀粉加入到盛有 150m丄蒸餾水的燒杯中，攪拌，靜置2//，得到改性試樣。稱取按照實(shí)施例1的第一步驟制得的干燥后玉米淀粉10g加入到盛有 150mZ蒸餾水的燒杯中，攪拌，靜置2/ ,得到參考試樣。通過(guò)改性試樣與參考試樣的對(duì)比，改性試樣全部漂浮在水面上，而未改性的 參考試樣全部沉在水底，表明改性試樣具有很強(qiáng)的疏水性，測(cè)得改性試樣的活化 指數(shù)為98%，而未改性的參考試樣活化指數(shù)為0%。在本發(fā)明中，活化指數(shù)測(cè)試采用了如下方式稱取10g改性后的玉米淀粉加 入到盛有150mZ蒸餾水的燒杯中，攪拌，靜置2A。將沉降于燒杯底部的樣品過(guò) 濾，抽干，干燥，稱重。用原樣品的質(zhì)量減去沉降于燒杯底部的樣品質(zhì)量，即可 得到飄浮部分的質(zhì)量。漂浮部分的質(zhì)量除以原樣品的質(zhì)量即可得到改性后玉米淀 粉的活化指數(shù)。采用與實(shí)施例1相同的制備方法，但疏水改性劑選取為硬脂酸，則制得的改 性后玉米淀粉的休止角為27° ，活化指數(shù)為83%。采用與實(shí)施例l相同的制備方法，但省略掉第二步驟中(C)、 (D)步，則制 得的改性后玉米淀粉結(jié)構(gòu)剖面如圖1A所示，該改性后玉米淀粉的休止角為25。， 活化指數(shù)為93%。實(shí)施例2 : 高流動(dòng)性親水性玉米淀粉 第一步制干燥玉米淀粉取粒徑60//w以下的玉米淀粉進(jìn)行干燥處理，獲得干燥玉米淀粉；干燥溫度 為8CTC，干燥時(shí)間為3.5A;第二步制單層包覆的具有髙流動(dòng)性親水淀粉將干燥后的玉米淀粉1.5Kg放置于高攪機(jī)內(nèi)，所占高攪機(jī)腔體容積的2/3;在攪拌轉(zhuǎn)速2800Wmin的條件下加入15g親水性13"m氧化鋁顆粒A1203C (degussa.)，并在改性溫度為9CTC，持續(xù)攪拌下改性時(shí)間30min后制得第二包 覆層3;即制得單層包覆的具有高流動(dòng)性親水淀粉(剖面結(jié)構(gòu)如圖1C所示)。所獲得的具有高流動(dòng)性和親水性的玉米淀粉，測(cè)得其休止角為26° ，活化指 數(shù)為0%。釆用與實(shí)施例2相同的制備方法制不同淀粉，如土豆淀粉、木薯淀粉或者馬 鈴薯淀粉的改性，則改性后的上述淀粉的休止角為25 27° ,活化指數(shù)為0%。 實(shí)施例3 : 強(qiáng)疏水性玉米淀粉第一步制干燥淀粉取粒徑30 60/zm的玉米淀粉進(jìn)行干燥處理，獲得干燥玉米淀粉；干燥溫度 為100。C，干燥時(shí)間為2.5/7;第二步制改性后淀粉將第一步干燥后的玉米淀粉1.5尺g放置于高攪機(jī)內(nèi)，所占高攪機(jī)腔體容積的 2/3;(A) 在攪拌轉(zhuǎn)速2000Wmin的條件下加入7.5g的鋁酸酯偶聯(lián)劑 DL-2411-A，并在改性溫度為IO(TC，持續(xù)攪拌下改性時(shí)間60min后制得第一 包覆層2;(B) 在攪拌轉(zhuǎn)速2500Wmin的條件下加入1.5g的10/^的二氧化硅后， 并在改性溫度為90。C,持續(xù)攪拌下改性時(shí)間15min后制得第二包覆層3;(C) 在攪拌轉(zhuǎn)速1500Wmin的條件下加入7.5g的鋁酸酯偶聯(lián)劑 DL-2411-A，并在改性溫度為120°C，持續(xù)攪拌下改性時(shí)間30min后制得第三 包覆層4;制得的具有強(qiáng)疏水性的玉米淀粉結(jié)構(gòu)如圖2A所示。所獲得的具有強(qiáng)疏水性玉米淀粉，測(cè)得其休止角為43° ，流動(dòng)性較原始玉米 淀粉有所變差，但活化指數(shù)為100%,為完全疏水性玉米淀粉。 實(shí)施例 4 : 高流動(dòng)性親水性小麥淀粉第一步制干燥小麥淀粉取粒徑10 50//m的小麥淀粉進(jìn)行干燥處理，獲得干燥小麥淀粉；干燥溫度 為11CTC,干燥時(shí)間為2/ ; 第二步制改性后淀粉將干燥后的小麥淀粉2Kg放置于高攪機(jī)內(nèi)，所占髙攪機(jī)腔體容積的3/4;在攪拌轉(zhuǎn)速1800Wmin的條件下加入10g親水性13"m的氧化鋁顆粒 A1203C (degussa.)，并在改性溫度為110°C，持續(xù)攪拌下改性時(shí)間為15min， 最后獲得具有高流動(dòng)性的親水性小麥淀粉。所獲得的具有高流動(dòng)性和親水性的小麥淀粉，測(cè)得其休止角為28° ，原始小 麥淀粉的休止角為36。，表明改性后的小麥淀粉流動(dòng)性得到了很大的提高，改性 后的小麥淀粉活化指數(shù)與未改性的均相同，活化指數(shù)為0%，表明改性后的小麥淀 粉為親水性的小麥淀粉。
權(quán)利要求
1、一種高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉，其特征在于是在干燥后的淀粉(1)表面順次包覆有第一包覆層(2)、第二包覆層(3)；所述第一包覆層(2)為疏水改性層，該疏水改性層材料是鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸中的一種或兩種復(fù)合使用，兩種疏水改性劑復(fù)合使用的重量份配比為2∶1～1∶2；所述第二包覆層(3)為流動(dòng)改性層，該流動(dòng)改性層材料為疏水性10～100nm的二氧化硅、疏水性2～100μm的二氧化硅或親水性10～100nm的氧化鋁。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉，其特征在于是在干燥后的淀 粉(1)表面順次包覆有第一包覆層(2)、第二包覆層(3)、第三包覆層(4)、 第四包覆層(5);所述第一包覆層(2)、第三包覆層(4)為疏水改性層，該疏水改性層材料是鋁 酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸中的一種或兩種復(fù)合使用，兩種疏 水改性劑復(fù)合使用的重量份配比為2:1 1:2;所述第二包覆層(3)、第四包覆層(5)為流動(dòng)改性層，該流動(dòng)改性層材料為疏 水性10 100 "m的二氧化硅、疏水性2 100 //w的二氧化硅或親水性10 100 wn 的氧化鋁。
3、 一種制備如權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法，其特征在于有如 下步驟第一步制干燥淀粉將原始淀粉進(jìn)行干燥處理獲得干燥淀粉(1)，干燥溫度為S0 20(TC，干燥時(shí) 間為1 4h;第二步制改性包覆層將第一步制得的干燥淀粉放置于攪拌設(shè)備內(nèi)；(A) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在改性溫 度90 120°C ，攪拌狀態(tài)下改性30 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性層， 即第一包覆層(2);(B) 在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在改性 溫度90~ 120°C ，攪拌狀態(tài)下改性10 60min使得包覆有疏水改性層淀粉的表面再 包覆流動(dòng)改性層，即第二包覆層(3);所述干燥淀粉在攪拌設(shè)備中的用量為攪拌設(shè) 備腔體容積的1/2~4/5;所述疏水改性劑可以是鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸中的 一種或兩種復(fù)合使用；兩種疏水改性劑復(fù)合使用的重量份配比為2:1 1:2;所述流動(dòng)性改善劑為疏水性10 100"附的二氧化硅、疏水性2 100/i附的二 氧化硅或親水性10 100"w的氧化鋁；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劑；所述100重量份的干燥淀粉中添加有0.1 1重量份的所述流動(dòng)性改善劑。
4、 一種制備如權(quán)利要求2所述的高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法，其特征在于有如 下步驟第一步制干燥淀粉將原始淀粉進(jìn)行干燥處理獲得干燥淀粉(1)，干燥溫度為80 200°C，干燥時(shí) 間為l~4h;第二步制改性包覆層將第一步制得的千燥淀粉放置于攪拌設(shè)備內(nèi)；(A) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在改性溫 度90 120°C ，攪拌狀態(tài)下改性30 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性層， 即第一包覆層(2);(B) 在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在改性 溫度90 120°C ，攪拌狀態(tài)下改性10 60 min使得包覆有疏水改性層淀粉的表面再 包覆流動(dòng)改性層，即第二包覆層(3);(C) 在攪拌轉(zhuǎn)速600 2000Wmin的條件下加入疏水改性劑后，并在攪拌狀 態(tài)下改性30 120min使得干燥淀粉表面包覆疏水改性層，即第三包覆層(4);(D) 在攪拌轉(zhuǎn)速1000 2800Wmin的條件下加入流動(dòng)性改善劑后，并在攪拌 狀態(tài)下改性10 60min使得包覆有疏水改性層淀粉的表面再包覆流動(dòng)改性層，即第 四包覆層(5);所述干燥淀粉在攪拌設(shè)備中的用量為攪拌設(shè)備腔體容積的1/2~4/5;所述疏水改性劑可以是鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸中的 一種或兩種復(fù)合使用；兩種疏水改性劑復(fù)合使用的重量份配比為2:1 1:2;所述流動(dòng)性改善劑為疏水性10~100"w的二氧化硅、疏水性10 100//m的二 氧化硅或親水性10~ 100"m的氧化鋁；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劑；所述IOO重量份的干燥淀粉中添加有0.1 1重量份的所述流動(dòng)性改善劑。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法，其特征在于 在第二步驟中對(duì)干燥后淀粉進(jìn)行疏水化改性和流動(dòng)性改善過(guò)程中，干燥淀粉在高 速攪拌設(shè)備內(nèi)的溫度為90 120°C，是通過(guò)高速攪拌設(shè)備的油浴加熱和摩擦生熱 的方式達(dá)到的，并且疏水改性劑和流動(dòng)性改善劑是在淀粉攪拌的同時(shí)添加。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法，其特征在于所述攪拌設(shè)備可以是目前工業(yè)上常用的高攪機(jī)、槳葉混合機(jī)、介質(zhì)磨、球磨機(jī)、 振動(dòng)磨、或者是轉(zhuǎn)筒式粉體表面改性機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法，其特征在于 所述原始淀粉是粒徑10 100/^的玉米淀粉、小麥淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉 或者馬鈴薯淀粉。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉的方法，其特征在于 能夠制備得到高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性的淀粉、或者制備得到高流動(dòng)性的親水性淀粉、 或者制備得到具有一般流動(dòng)性的強(qiáng)疏水性淀粉。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的髙流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉，其特征在于該改性后淀粉能 夠作為潤(rùn)滑劑和防粘劑用于造紙工業(yè)、紡織行業(yè)、涂料工業(yè)、生物降解塑料、或 者油墨。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高流動(dòng)性和強(qiáng)疏水性淀粉及其制備方法，該方法采用工業(yè)上常用的高速攪拌設(shè)備對(duì)淀粉進(jìn)行干法改性處理，在淀粉顆粒表面包覆一層疏水性薄膜，從而獲得疏水性淀粉；同時(shí)在疏水性淀粉顆粒表面包覆一層流動(dòng)性改善劑，使疏水性的淀粉具有良好的流動(dòng)性，從而獲得具有良好流動(dòng)性和疏水性的淀粉顆粒。該工藝過(guò)程簡(jiǎn)單可行，穩(wěn)定可靠，成本低，具有通用性，能夠在現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝及設(shè)備條件下進(jìn)行生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。采用該方法制備得到的改性淀粉流動(dòng)如水，并且在水面上飄浮不沉，具有優(yōu)良的流動(dòng)性以及良好的疏水性。
文檔編號(hào)C08J7/04GK101230151SQ20071030469
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者李金芝, 沈志剛, 蔡楚江, 邢玉山, 麻樹(shù)林 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)