陽離子瓜爾膠及其生產方法
2023-09-20 14:48:30
專利名稱：陽離子瓜爾膠及其生產方法
技術領域：
本發明涉及基於天然樹脂的高分子聚合物，特別涉及陽離子瓜爾膠及其生產方法。
背景技術：
瓜爾膠來源於主產於印度、巴基斯坦等地的瓜爾豆中，外觀呈灰白色粉末狀，屬 於長鏈狀多糖(瓜爾糖guaran)，其主鍵為(1 — 4) - P _D_甘露糖單位，側鍵則由單個的 a-D-半乳糖以(1 — 6)鍵與主鍵相連接，其分子量約幾十萬，瓜爾膠的分子大小可通過 其水溶液的粘度來表徵，普通瓜爾膠1%水溶液的粘度最高可達6000mPa. s，廣泛應用於食 品、紡織印染、採油等領域中。在日化領域的洗髮水中，需要用到調理劑，以提高洗髮水衝洗 時的滑度，還要求洗後頭髮易梳理、柔軟、抗靜電。瓜爾膠本身有一定滑度，接上陽離子基團 改性後帶有正電，而頭髮表面是帶有負電的，二者相互作用，可使加有陽離子瓜爾膠的洗髮 水衝洗時感覺光滑，增加頭髮的柔軟度。 目前市場上已有的陽離子瓜爾膠產品均為瓜爾膠直接與陽離子醚化劑反應製得， 其粘度接近於未改性的瓜爾膠。由於其分子較大，存在長期使用會產生積聚的問題，會使頭 發發硬。 陽離子瓜爾膠對頭髮調理作用的強弱，與其所接陽離子基團的數量密切相關。因 陽離子基團是含氮元素的，我們可用陽離子瓜爾膠中氮含量來表徵陽離子取代度。氮含量 越高，陽離子取代度也越大，陽離子瓜爾膠相應地與頭髮作用越強。目前市場上陽離子瓜爾 膠一般含氮量在1. 4%以上，長期應用一方面容易剌激頭皮，造成頭癢，另一方面，也會影響 洗髮水中其它成分與頭髮的相互作用，尤其是目前洗髮水愈來愈複雜，配方中的原料品種 愈來愈多，在洗髮水中加有其它陽離子成分的情況下，需要配以低含氮量、小分子量的瓜爾 膠，才能得到最佳的洗髮效果。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種陽離子瓜爾膠，使用含此陽離子瓜爾膠而制 備的洗髮液使頭髮柔順，且對頭皮的剌激較小。 發明人經過大量的實驗發現，瓜爾膠的粘度在300 700mPa. s，且含氮量為 0.6% -1.2%時，所得到的陽離子瓜爾膠用於製備洗髮液使頭髮柔順，且對頭皮的剌激較 小。 本發明陽離子瓜爾膠，其中，陽離子瓜爾膠1%水溶液的粘度為500mPa. s，含氮量 為0. 9%。 本發明陽離子瓜爾膠的製備方法，其中，依次包括以下步驟 (1)將瓜爾膠粉溶解於其重量2 4倍的60 85%的乙醇溶液中，之後在ffl為 8 10的條件下，加入陽離子瓜爾膠重量30%_70%的陽離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲 基氯化銨與之進行反應，反應溫度在50-80°C，反應時間控制在2-8小時。
(2)將步驟(1)所得的液體在ra為2 5的條件下，保持體系溫度在40-6(TC，保 溫3-4小時，其間保持氧氣的通入； (3)將步驟(2)所得的液體進行固液離心分離，將所得固體部分真空乾燥。
本發明陽離子瓜爾膠的製備方法，其中，在步驟(i)中保持ra為8 io的方法為
先用15% -20% NaOH水溶液將陽離子瓜爾膠和乙醇溶液混合液的ffl調整為8 10，之後
邊加入陽離子醚化劑，邊緩慢加入15% -20% NaOH水溶液，同時攪拌液體，使用ffl計監測
混合液的PH，通過調節15% -20% NaOH加入的速度，使之控制在8 10。 本發明陽離子瓜爾膠的製備方法，其中，在步驟(1)中所使用的陽離子醚化劑為
3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，瓜爾膠與醚化劑的化學反應式如下GUARAN+C1CH2CH(OH)CH2N(CH3)3C1 — GUAR-CH2CH(OH)CH2N(CH3)3C1 本發明陽離子瓜爾膠的製備方法，其中，在步驟(1)中先加入陽離子醚化劑
3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再緩慢加入15% -20% NaOH水溶液，同時攪拌液體使液體
的ra保持在8 10。
本發明陽離子瓜爾膠的製備方法，其中，在步驟(2)中使用鹽酸來調整液體的ra
為2 5，使用ra計監測混合液的PH，通過調節鹽酸加入的速度，使之控制在2 5。
本發明的優點； 1、通過合理的調節陽離子瓜爾膠的粘度，當其粘度為300 700mPa. s時，使用其 製備的洗髮液，長期使用頭髮更柔順，不發硬。 2、通過合理的調節瓜爾膠的含氮量，使其在質量百分比0.6% _1.2%的範圍，這 樣所得到的陽離子子瓜爾膠既可以減小對頭皮的剌激，另一方面，也不會與洗髮水中其它 成分相互作用產生對頭髮不良的反應，同時此種陽離子瓜爾膠也能中和頭髮表面所帶有的 負電荷，二者相互作用，可使加有陽離子瓜爾膠的洗髮水衝洗時感覺光滑，增加頭髮的柔軟度。
具體實施方式
實施例1 取瓜爾膠粉100克，分散於200克60%酒精中，滴加15%的氫氧化鈉水溶液使 ra為8， 一邊加入陽離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨， 一邊滴加15%的氫氧化 鈉水溶液，攪拌液體，使用ra計監測混合液的PH，通過調節15 % NaOH加入的速度，使之控 制在8 10，反應溫度控制在50°C，反應2小時，共使用15%的氫氧化鈉水溶液60公斤， 3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨30克；使用ra計監測混合液的PH，通過調節鹽酸加入的速 度，使之控制在2 5。之後，液體4(TC恆溫3小時，其間通入氧氣；最後離心過濾，然後將 所得固體部分在9(TC下真空乾燥，製得的陽離子瓜爾膠粘度為300mPa. s，氮含量為0. 6%。 本實施例中粘度測定採用NDJ-1型轉子粘度計，氮含量採取克氏定氮法。
實施例2 取瓜爾膠粉100克，分散於300克75%酒精中，滴加15%的氫氧化鈉水溶液使其
ra為9，加入陽離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨60克，攪拌液體，使用ra計監測
混合液的PH，通過調節20% NaOH加入的速度，使之控制在8 10，反應溫度控制在70°C ，反 應5小時，共使用20%的氫氧化鈉水溶液60公斤；之後，使用ra計監測混合液的PH，通過調節鹽酸加入的速度，使之控制在2 5。之後，液體5(TC恆溫4小時，其間通入氧氣；最後 離心過濾，然後將所得固體部分在9(TC下真空乾燥，製得的陽離子瓜爾膠粘度為500mPa. s，取代度為含氮0. 9% 。本實施例中粘度測定採用NDJ-1型轉子粘度計，氮含量採取克氏定 氮法。 實施例3 取瓜爾膠粉100克，分散於400克85%酒精中，滴加15%的氫氧化鈉水溶液使PH 為IO，一邊加入陽離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，一邊滴加15%的氫氧化鈉水 溶液，攪拌液體，反應溫度控制在80°C ，反應8小時，共使用15 %的氫氧化鈉水溶液70公 斤，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨70克；使用ra計監測混合液的PH，通過調節鹽酸加入的 速度，使之控制在2 5。之後，液體6(TC恆溫4小時，其間通入氧氣；最後離心過濾，然後 在將所得固體部分9(TC下真空乾燥，製得的陽離子瓜爾膠粘度為700mPa. s，取代度為含氮
1. 2%。本實施例中粘度測定採用NDJ-1型轉子粘度計，氮含量採取克氏定氮法。
實施例4基本的洗髮水配方十二醇醚硫酸鈉18% ;月桂酸單乙醇醯胺1. 5% ;月桂醯胺丙基甜菜鹼5% ;乳化矽油3% ;氯化鈉1% ;陽離子瓜爾膠0. 3% ;其中對比品1，陽離子瓜爾膠分別採用市場上普通的陽離子瓜爾膠，粘度為4000mPa. s，取代度為含氮1. 5%，製備而來； 樣品1、2、3分別採用，實施例1、2、3所製備的陽離子瓜爾膠，製備而得。選取300 人，分為3組，每組100人，採用半邊頭髮用洗髮水樣品洗髮，半邊頭髮用洗髮水對比品1洗 發，每兩天洗髮一次，連續十次。
試驗者反饋信息總結為 第一組中，70%試驗者認為對比品1洗髮水在前三次洗髮中衝水時的滑度略優於 樣品l洗髮水，洗後頭髮的柔軟度差距不大。在連續洗過十次後，對比品l洗髮水有使頭髮 加粗變硬的感覺，樣品l洗髮水則仍能保持頭髮較為清爽柔軟的感覺。這說明連續使用含 同一種陽離子瓜爾膠的洗髮水洗髮，普通陽離子瓜爾膠在頭髮上的積聚較為嚴重，低取代 度小分子陽離子瓜爾膠則可避免積聚。另一方面，約半數的試驗者感覺對對比品l洗髮水 洗後頭皮易有發癢的感覺，而樣品l洗髮水則基本沒有這種感覺，這說明普通陽離子瓜爾 膠對頭皮的剌激性高於低取代度小分子陽離子瓜爾膠。 第二組中，67%試驗者認為對對比品1洗髮水在前三次洗髮中衝水時的滑度略優 於樣品2洗髮水，洗後頭髮的柔軟度差距不大。在連續洗過十次後，對比品l洗髮水有使頭 發加粗變硬的感覺，樣品2洗髮水則仍能保持頭髮較為清爽柔軟的感覺。這說明連續使用 含同一種陽離子瓜爾膠的洗髮水洗髮，普通陽離子瓜爾膠在頭髮上的積聚較為嚴重，低取 代度小分子陽離子瓜爾膠則可避免積聚。另一方面，約半數的試驗者感覺對對比品l洗髮 水洗後頭皮易有發癢的感覺，而樣品2洗髮水則基本沒有這種感覺，這說明普通陽離子瓜
5爾膠對頭皮的剌激性高於低取代度小分子陽離子瓜爾膠。 第三組中，69%以上試驗者認為對對比品1洗髮水在前三次洗髮中衝水時的滑度 略優於樣品3洗髮水，洗後頭髮的柔軟度差距不大。在連續洗過十次後，對比品l洗髮水有 使頭髮加粗變硬的感覺，樣品3洗髮水則仍能保持頭髮較為清爽柔軟的感覺。這說明連續 使用含同一種陽離子瓜爾膠的洗髮水洗髮，普通陽離子瓜爾膠在頭髮上的積聚較為嚴重， 低取代度小分子陽離子瓜爾膠則可避免積聚。另一方面，約半數的試驗者感覺對對比品1 洗髮水洗後頭皮易有發癢的感覺，而樣品3洗髮水則基本沒有這種感覺，這說明普通陽離
子瓜爾膠對頭皮的剌激性高於低取代度小分子陽離子瓜爾膠。 以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範 圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方 案作出的各種變形和改進，如使用異丙醇、丙酮等作為製備方法中步驟(1)瓜爾膠的溶劑， 將陽離子瓜爾膠的粘度擴大到100-1500mPa. s，均應落入本發明權利要求書確定的保護範 圍內。
權利要求
一種陽離子瓜爾膠，其特徵在於，陽離子瓜爾膠1％水溶液的粘度為300～700mPa.s，含氮量為0.6％-1.2％。
2. 如權利要求1所述的陽離子瓜爾膠，其特徵在於，陽離子瓜爾膠1%水溶液的粘度為 500mPa. s，含氮量為0. 9%。
3. 如權利要求1或2所述的陽離子瓜爾膠的製備方法，其特徵在於，依次包括以下步驟(1) 將瓜爾膠粉溶解於其重量2 4倍的60 85%的乙醇溶液中，之後在ra為8 10的條件下，加入陽離子瓜爾膠重量30%-70%的陽離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯 化銨與之進行反應，反應溫度在50-80°C ，反應時間控制在2-8小時。(2) 將步驟(1)所得的液體在ra為2 5的條件下，保持體系溫度在40-6(TC，保溫 3-4小時，其間保持氧氣的通入；(3) 將步驟(2)所得的液體進行固液離心分離，真空乾燥。
4. 如權利要求3所述的陽離子瓜爾膠的製備方法，其特徵在於，在步驟(i)中保持ra為8 10的方法為先用15% -20% NaOH水溶液將陽離子瓜爾膠和乙醇溶液混合液的 ra調整為s IO，之後邊加入陽離子醚化劑3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨，邊緩慢加入 15% -20% NaOH水溶液，同時攪拌液體使液體的Kl保持在8 10。
5. 如權利要求3所述的陽離子瓜爾膠的製備方法，其特徵在於，在步驟(1)中先加入陽 離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再緩慢加入15% -20% NaOH水溶液，同時攪拌 液體使液體的ra保持在8 10。
6. 如權利要求5所述的陽離子瓜爾膠的製備方法，其特徵在於，在步驟(2)中使用鹽酸來調整液體的ra為2 5。
全文摘要
一種陽離子瓜爾膠，其特徵在於，陽離子瓜爾膠1％水溶液的粘度為300～700mPa.s，含氮量為0.6％-1.2％。本發明通過合理的調節陽離子瓜爾膠的粘度，當其粘度為300～700mPa.s時，使用其製備的洗髮液，長期使用頭髮更柔順，不發硬。本發明通過合理的調節瓜爾膠的含氮量，使其在質量百分比0.6％-1.2％的範圍，這樣所得到的陽離子子瓜爾膠既可以減小對頭皮的刺激，另一方面，也不會與發水中其它成分與頭髮的相互作用，同時此種陽離子瓜爾膠也能中和頭髮表面所帶有的負電荷，二者相互作用，可使加有陽離子瓜爾膠的洗髮水衝洗時感覺光滑，增加頭髮的柔軟度。本發明還提供該陽離子瓜爾膠的生產方法。
文檔編號C08B37/00GK101735332SQ20101003421
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月14日 優先權日2010年1月14日
發明者邵群, 陳衛東, 陳曉玲 申請人:淮南華俊新材料科技有限公司