一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于天然高分子化合物改性【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)將多糖化合物先與陽(yáng)離子化劑進(jìn)行陽(yáng)離子改性反應(yīng)，然后再與活性聚硅氧烷進(jìn)行聚硅氧烷改性，或者對(duì)多糖化合物同時(shí)進(jìn)行陽(yáng)離子改性劑聚硅氧烷改性，再通過(guò)中和、干燥工序，得到聚硅氧烷改性的陽(yáng)離子多糖化合物。所得產(chǎn)品具有良好的水分散性及粉體不易飄散性的優(yōu)點(diǎn)，另外聚硅氧烷的引入也對(duì)陽(yáng)離子多糖化合物的應(yīng)用性能，如柔軟性和順滑感等具有一定程度的改善，可應(yīng)用于日用護(hù)理產(chǎn)品中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物及其制備方法與應(yīng)用 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明屬于天然高分子化合物改性【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子 多糖化合物及其制備方法與應(yīng)用。 【背景技術(shù)】
[0002] 陽(yáng)離子多糖化合物在人類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，如陽(yáng)離子淀粉、陽(yáng)離子纖 維素、陽(yáng)離子瓜爾膠在造紙行業(yè)、日用護(hù)理產(chǎn)品中的應(yīng)用等。
[0003] 由于大多數(shù)陽(yáng)離子改性高分子多糖化合物均為粉末性固體，其顆粒較為細(xì)小，容 易飛散，因此該產(chǎn)品在包裝運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)有較大的困難，并且該細(xì)小的顆粒物很容易被包 裝人員所吸收，對(duì)身體造成傷害。
[0004] 另外陽(yáng)離子改性多糖化合物在應(yīng)用時(shí)，提高其水分散性一直是本領(lǐng)域研究的熱 點(diǎn)。目前有較多專(zhuān)利文獻(xiàn)對(duì)陽(yáng)離子多糖化合物進(jìn)行疏水改性，以提高其水分散性做了較多 的研究，如較為普遍的是用乙二醛對(duì)陽(yáng)離子多糖化合物進(jìn)行處理，提高其水分散性。但由于 乙二醛對(duì)人體具有一定的毒害性，之后研究人員發(fā)現(xiàn)用硅烷對(duì)陽(yáng)離子多糖化合物進(jìn)行處理 也可以取得較好的效果，如在專(zhuān)利CN 101778868A中研究人員對(duì)該類(lèi)方法具有較詳細(xì)的描 述，但是正如該專(zhuān)利中所描述的傳統(tǒng)的采用硅烷對(duì)陽(yáng)離子多糖化合物進(jìn)行改性得到的產(chǎn)品 會(huì)產(chǎn)生溶解不充分和產(chǎn)生很多溶解殘余的現(xiàn)象，該現(xiàn)象必須通過(guò)特殊的制備工藝和嚴(yán)格的 工藝控制才能避免。本研究人員對(duì)該溶解殘余的現(xiàn)象進(jìn)行了深入研究后發(fā)現(xiàn)，該溶解殘余 物為硅烷自身交聯(lián)聚合產(chǎn)生。這是因?yàn)樵擃?lèi)硅烷化合物在水解后會(huì)形成眾多硅羥基，而硅 羥基具有強(qiáng)烈的自身縮聚交聯(lián)的傾向，這種傾向?qū)е铝斯柰榕c陽(yáng)離子多糖化合物的反應(yīng)變 得困難并且自身縮聚交聯(lián)成為不溶于水的殘余物。
[〇〇〇5] 在日用化妝品領(lǐng)域，陽(yáng)離子改性多糖化合物是常用的調(diào)理劑之一，但這些常規(guī)的 陽(yáng)離子多糖化合物在應(yīng)用效果上還存在某些不足，例如部分陽(yáng)離子多糖化合物在頭發(fā)護(hù)理 產(chǎn)品中的應(yīng)用會(huì)存在柔軟度不夠、光澤性不夠好的缺陷，本領(lǐng)域研究人員多通過(guò)進(jìn)一步改 性或者復(fù)配來(lái)改善其應(yīng)用效果，如在專(zhuān)利CN 100543037C中則是采用了含有疏水烷基的陽(yáng) 離子化劑對(duì)纖維素進(jìn)行改性，以達(dá)到良好的應(yīng)用效果；而在專(zhuān)利CN 103191033A中則是采 用硅油乳液與陽(yáng)離子淀粉進(jìn)行復(fù)配來(lái)達(dá)到較佳的應(yīng)用效果。
[0006] 活性聚硅氧烷即含有反應(yīng)活性基團(tuán)的聚硅氧烷化合物，含有活性基團(tuán)的聚硅氧烷 可以通過(guò)其活性基團(tuán)在一定條件下實(shí)現(xiàn)與有機(jī)化合物的成功反應(yīng)，從而制備出具有特殊功 能的材料，如在紡織行業(yè)中，活性聚硅氧烷大量用于織物處理，其原理正是基于活性聚硅氧 烷可以與織物表面的羥基等活性基團(tuán)進(jìn)行復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，從而賦予了織物柔軟、絲 滑的手感以及抗起毛、起球等良好的特性，如在專(zhuān)利CN 102505494B和專(zhuān)利CN101503859B 中正是描述了活性聚硅氧烷的這類(lèi)應(yīng)用。
[0007] 在有機(jī)硅合成領(lǐng)域，許多常用的活性聚硅氧烷的制備方法是眾所周知的，如含有 氨基的聚硅氧烷、含有環(huán)氧基的聚硅氧烷以及含有羥基的聚硅氧烷等。氨基聚硅氧烷的 制備方法在專(zhuān)利CN102477159B和CN102775613A有公開(kāi)，判斷該類(lèi)產(chǎn)物的重要指標(biāo)主要 有平均相對(duì)分子質(zhì)量和氨基含量；環(huán)氧基聚硅氧烷的制備方法在專(zhuān)利CN101509196B和 CN203393077U有公開(kāi)，判斷該類(lèi)產(chǎn)物的重要指標(biāo)主要有平均相對(duì)分子質(zhì)量和環(huán)氧值；同 樣，羥基硅油、含氫硅油等活性聚硅氧烷的物化指標(biāo)也是通過(guò)平均相對(duì)分子質(zhì)量、羥基含量 以及氫含量來(lái)衡量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種聚硅氧烷 改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備得到的聚硅氧烷改性陽(yáng)離 子多糖化合物。
[〇〇1〇] 本發(fā)明的再一目的在于提供上述聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的應(yīng)用。
[〇〇11] 本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[〇〇12] 一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，包括以下操作步驟：
[〇〇13] (1)多糖化合物的陽(yáng)離子改性及聚硅氧烷改性工序：在水-有機(jī)溶劑中加入質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為20%?80%的多糖化合物，然后加入堿性化合物水溶液并升溫至40°C?70°C反應(yīng) 15?30分鐘，之后在40°C?80°C加入陽(yáng)離子化劑和活性聚硅氧烷對(duì)多糖化合物進(jìn)行改性 反應(yīng)；
[0014] ⑵中和工序：在步驟⑴的反應(yīng)液中添加酸，至物料PH值為6?8 ;
[0015] (3)干燥工序：將中和后的物料在真空狀態(tài)下干燥脫除溶劑，得到聚硅氧烷改性 的陽(yáng)離子多糖化合物。
[0016] 所述改性反應(yīng)的步驟為：先加入陽(yáng)離子化劑反應(yīng)2?8h，然后加入活性聚硅氧烷 進(jìn)一步反應(yīng)〇. 5?4h反應(yīng)完成；或者將陽(yáng)離子化劑和活性聚娃氧燒同時(shí)加入反應(yīng)2?10h 反應(yīng)完成。
[0017] 所述的多糖化合物優(yōu)選淀粉、纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥 乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、瓜爾膠、羥乙基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、木 質(zhì)素或殼聚糖。
[0018] 所述的有機(jī)溶劑優(yōu)選乙醇、丙醇、異丙醇或二甲基亞砜（DMS0);水-有機(jī)溶劑的質(zhì) 量比優(yōu)選為1 :3?19。
[〇〇19] 所述堿性化合物優(yōu)選氫氧化鈉、氫氧化鉀、醇鈉或者醇鉀。
[0020] 所述陽(yáng)離子化劑優(yōu)選2, 3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、2, 3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨 水溶液、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨或3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液；陽(yáng)離子化 劑的添加量為多糖化合物質(zhì)量的5%?30%。
[0021] 所述活性聚硅氧烷優(yōu)選含有氨基、環(huán)氧基、羧基、羥基、氯烴基和活潑氫的聚硅氧 烷；更優(yōu)選具有以下結(jié)構(gòu)式的聚硅氧烷：
[0022]
【權(quán)利要求】
1. 一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟： (1) 多糖化合物的陽(yáng)離子改性及聚硅氧烷改性工序：在水-有機(jī)溶劑中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為20%?80%的多糖化合物，然后加入堿性化合物水溶液并升溫至40°C?70°C反應(yīng)15? 30分鐘，之后在40°C?80°C加入陽(yáng)離子化劑和活性聚硅氧烷對(duì)多糖化合物進(jìn)行改性反應(yīng)； (2) 中和工序：在步驟⑴的反應(yīng)液中添加酸，至物料PH值為6?8 ; (3) 干燥工序：將中和后的物料在真空狀態(tài)下干燥脫除溶劑，得到聚硅氧烷改性的陽(yáng) 離子多糖化合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特征在 于：所述改性反應(yīng)的步驟為：先加入陽(yáng)離子化劑反應(yīng)2?8h，然后加入活性聚硅氧烷進(jìn)一步 反應(yīng)0. 5?4h反應(yīng)完成；或者將陽(yáng)離子化劑和活性聚娃氧燒同時(shí)加入反應(yīng)2?10h反應(yīng)完 成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特 征在于：所述的多糖化合物是指淀粉、纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥 乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、瓜爾膠、羥乙基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、木 質(zhì)素或殼聚糖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特 征在于：所述的有機(jī)溶劑是指乙醇、丙醇、異丙醇或二甲基亞砜；水-有機(jī)溶劑中，水：有機(jī) 溶劑的質(zhì)量比為1 :3?19 ;所述堿性化合物為氫氧化鈉、氫氧化鉀、醇鈉或者醇鉀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特 征在于：所述的陽(yáng)離子化劑為2, 3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨或其水溶液或者3-氯-2-羥丙 基三甲基氯化銨或其水溶液；陽(yáng)離子化劑的添加量為多糖化合物質(zhì)量的5%?30%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特 征在于：所述活性聚硅氧烷為含有氨基、環(huán)氧基、羧基、羥基、氯烴基和活潑氫的聚硅氧烷； 活性聚硅氧烷的添加量為多糖化合物質(zhì)量的0. 5%?10%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特征在 于：所述聚硅氧烷具有以下結(jié)構(gòu)式：
其中 R 表示-CZH2ZNH2、-CZH2ZNHC 2H4NH2、
-CZH2ZC00H、-CZH2Z0H、-C ZH2ZC1、-0H 或者-η ;x 為 10 ?10000 的整數(shù)，y 為 1 ?1000 的整數(shù)； m為0?2的整數(shù)，η為1?3的整數(shù)，且m+n = 3 ;Z為1?6的整數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物的制備方法，其特 征在于：所述干燥是指在溫度為80°C?150°C的條件下干燥；所述干燥工序前先將中和后 的物料通過(guò)離心或者過(guò)濾工序脫除溶劑，然后用80%?100%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乙醇或者異丙醇 水溶液進(jìn)行洗漆。
9. 一種聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物，其特征在于：通過(guò)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所 述的制備方法制備得到。
10. 權(quán)利要求9所述的聚硅氧烷改性陽(yáng)離子多糖化合物在日用護(hù)理產(chǎn)品中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A61K8/73GK104086780SQ201410367674
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】雷秋芬, 張利萍 申請(qǐng)人:廣州天賜高新材料股份有限公司, 九江天賜高新材料有限公司