專利名稱：一種高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然高分子材料化學(xué)改性領(lǐng)域，涉及一種高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的制備方法。
背景技術(shù)：
羧甲基纖維素鈉(CMC)是一種離子型纖維素醚，是水溶性鹽，是纖維素中的無水葡萄糖單元上的氫原子被羧甲基基團(tuán)取代的高分子化合物，它是以精制棉為主要原料，以乙醇為媒介，經(jīng)堿化、醚化、洗滌、耙干、烘干、粉碎等工序精制而成，CMC水溶液有增稠、粘結(jié)、成膜、保護(hù)膠、保持水分、乳化及懸浮等作用，廣泛應(yīng)用于食品、牙膏、陶瓷、石油鉆井、造紙、醫(yī)藥、紡織、印染、涂料、化妝品等工業(yè)領(lǐng)域，俗稱“工業(yè)味精”，目前世界各國已生產(chǎn)出250多種不同型號的CMC，應(yīng)用于不同的工業(yè)和制造業(yè)領(lǐng)域。目前國內(nèi)運用傳統(tǒng)工藝制備的羧甲基纖維素在水溶液中不易分散，溶解速度緩慢，需要長時間的攪拌才能分散溶解均勻，一般需要2 4小時，有的甚至需要16 24小時，使用時較為不便。同時，目前市場上常規(guī)的羧甲基纖維素是粉末狀的細(xì)小顆粒，80目過篩率一般大于95%，生產(chǎn)和使用過程中的粉塵污染較大，給環(huán)境和操作工的身體健康造成不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種便于在水中分散，同時對環(huán)境和操作工身體健康友好的高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟
a、將棉纖維撕碎后，與30 55%氫氧化鈉水溶液連同90 98%乙醇溶液的混合溶液加入到捏合機中；其中，氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量是精制棉的1. 20 1. 30倍，乙醇溶液的質(zhì)量是精制棉的1. 50 2. 00倍；
b、投料結(jié)束后，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O.06MPa ；
C、將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa ；
d、在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行堿化反應(yīng)過程，堿化反應(yīng)時間為40 70分鐘，堿化反應(yīng)溫度為 10 40°C ；
e、堿化反應(yīng)結(jié)束后，往步驟d中得到的產(chǎn)品中加入醚化劑，醚化劑的質(zhì)量是精制棉的1. 20 1. 30倍。所述醚化劑為氯乙酸的乙醇溶液，其中，氯乙酸的質(zhì)量百分比濃度為50^80% ；
f、排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O.06MPa ；
g、再將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O.02MPa ；
h、在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行醚化反應(yīng)過程，醚化反應(yīng)時間為50 70分鐘，醚化反應(yīng)溫度為 60 90°C ；1、將步驟h中得到的產(chǎn)品經(jīng)過洗滌、中和、離心；j、將離心后得到的產(chǎn)品中加入汽提機中，同時加入氯化鋁的酒精溶液；其中，酒精的質(zhì)量百分比濃度為30 50%，氯化鋁的質(zhì)量百分比濃度為O. 5 1. 5%。氯化鋁的酒精溶液和精制棉的質(zhì)量比為1. O 1. 5 :1，反應(yīng)時間為20 40分鐘，反應(yīng)溫度為70 90°Ck、最后將步驟j中的產(chǎn)品經(jīng)過干燥、粉碎。本方法的創(chuàng)新點在于，采用將洗滌離心后的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品加入到汽提機中進(jìn)行升溫回收酒精的同時，加入了酒精溶液，這樣可以讓產(chǎn)品在汽提機中部分水解，使得后面粉碎時可以很好控制產(chǎn)品的顆粒形態(tài)，同時為了防止水解后產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量下降以及鹽粘比降低，在酒精溶液中加入了一定的氯化鋁，起到交聯(lián)作用，防止產(chǎn)品因為水解而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)大量破壞。本發(fā)明方法生產(chǎn)過程工藝簡單，反應(yīng)周期短，設(shè)備投資少，原料消耗低，整個過程粉塵污染小。采用該方法制備生產(chǎn)的羧甲基纖維素鈉，具有較高粘度和顆粒度的同時，又具有較好的鹽粘比。1%NDJ_79型粘度達(dá)到550mps以上，同時1%NDJ_79型鹽粘比能達(dá)到O. 75以上，40目過篩率達(dá)到40%以下。


圖1為本發(fā)明的流程框圖。
具體實施例下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例1 :
將一定量撕碎的精制棉，與2. 00倍質(zhì)量(即以精制棉的量為基礎(chǔ)，以下相同)的乙醇溶液和1. 25倍質(zhì)量的氫氧化鈉溶液的混合液投入到捏合機中，投料結(jié)束后，排除捏合機內(nèi)的空氣,使真空度達(dá)到至 少O. 06MPa，將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于
O.02MPa，攪拌堿化60分鐘后，將1. 23倍質(zhì)量的氯乙酸的乙醇溶液均勻地噴淋至捏合機內(nèi)，排除捏合機內(nèi)的空氣,使真空度達(dá)到至少O. 06MPa,再將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa,然后進(jìn)行醚化反應(yīng)，溫度升高至60-90°C，持續(xù)反應(yīng)50分鐘，得到粗制的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，經(jīng)過洗滌、中和、離心后，產(chǎn)品進(jìn)入汽提機的同時加入1. O倍的濃度為1. 3%的氯化鋁的酒精溶液，汽提反應(yīng)30分鐘，最后通過干燥、粉碎后得到精制羧甲基纖維素鈉成品，l%NDJ-79型粘度590mPa. . s, l%NDJ-79型鹽粘比為O. 83,40目過篩率為38%。若汽提反應(yīng)中不加入氯化鋁，樣品1%NDJ_79型粘度575mPa. . s, l%NDJ-79型鹽粘比為
O.62。實施例2:
將一定量撕碎的精制棉，與1. 80倍質(zhì)量的乙醇溶液和1. 30倍質(zhì)量的氫氧化鈉溶液的混合液投入到捏合機中，投料結(jié)束后，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa,將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa,攪拌堿化50分鐘后，將1. 30倍質(zhì)量的氯乙酸的乙醇溶液均勻地噴淋至捏合機內(nèi)，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa,再將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa,然后進(jìn)行醚化反應(yīng)，溫度升高至60-90°C，持續(xù)反應(yīng)60分鐘，得到粗制的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，經(jīng)過洗滌、中和、離心后，產(chǎn)品進(jìn)入汽提機的同時加入1. 5倍的濃度為1. 5%的氯化鋁的酒精溶液，汽提反應(yīng)30分鐘，最后通過干燥、粉碎后得到精制羧甲基纖維素鈉成品，P/oNDJ-79型粘度595mPa. .s，l%NDJ-79型鹽粘比為O. 88，40目過篩率為36%。若汽提反應(yīng)中不加入氯化鋁，樣品 1%NDJ_79 型粘度 567mPa. . s’ l%NDJ-79 型鹽粘比為 O. 65。實施例3:
將一定量撕碎的精制棉，與1. 50倍質(zhì)量的乙醇溶液和1. 20倍質(zhì)量的氫氧化鈉溶液的混合液投入到捏合機中，投料結(jié)束后，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa,將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa,攪拌堿化70分鐘后，將1. 20倍質(zhì)量的氯乙酸的乙醇溶液均勻地噴淋至捏合機內(nèi)，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa,再將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa,然后進(jìn)行醚化反應(yīng)，溫度升高至60-90°C，持續(xù)反應(yīng)70分鐘，得到粗制的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，經(jīng)過洗滌、中和、離心后，產(chǎn)品進(jìn)入汽提機的同時加入1. 3倍的濃度為O. 8%的氯化鋁的酒精溶液，汽提反應(yīng)40分鐘，最后通過干燥、粉碎后得到精制羧甲基纖維素鈉成品，P/oNDJ-79型粘度580mPa. . s, l%NDJ-79型鹽粘比為O. 77,40目過篩率為34%。若汽提反應(yīng)中不加入氯化鋁，樣品 l%NDJ-79 型粘度 550mPa. . s’ l%NDJ-79 型鹽粘比為 O. 59。實施例4:
將一定量撕碎的精制棉，與2. O倍質(zhì)量的乙醇溶液和1. 25倍質(zhì)量的氫氧化鈉溶液的混合液投入到捏合機中，投料結(jié)束后，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa,將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa，攪拌堿化60分鐘后，將1. 25倍質(zhì)量的氯乙酸的乙醇溶液均勻地噴淋至捏合機內(nèi)，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa，再將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa，然后進(jìn)行醚化反應(yīng)，溫度升高至60-90°C，持續(xù)反應(yīng)50分鐘，得到粗制的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，經(jīng)過洗滌、中和、離心后，產(chǎn)品進(jìn)入汽提機的同時加入1. O倍的濃度為1. 0%的氯化鋁的酒精溶液，汽提反應(yīng)30分鐘，最后通過干燥、粉碎后得到精制羧甲基纖維素鈉成品，P/oNDJ-79型粘度600mPa. .s，l%NDJ-79型鹽粘比為O. 85，40目過篩率為36%。若汽提反應(yīng)中不加入氯化鋁，樣品 l%NDJ-79 型粘度 570mPa. · s’ 1%NDJ_79 型鹽粘比為 O. 61。實施例5
將一定量撕碎的精制棉，與1. 8倍質(zhì)量的乙醇溶液和1. 28倍質(zhì)量的氫氧化鈉溶液的混合液投入到捏合機中，投料結(jié)束后，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa,將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa，攪拌堿化60分鐘后，將1. 28倍質(zhì)量的氯乙酸的乙醇溶液均勻地噴淋至捏合機內(nèi)，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O. 06MPa，再將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa，然后進(jìn)行醚化反應(yīng)，溫度升高至60-90°C，持續(xù)反應(yīng)50分鐘，得到粗制的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，經(jīng)過洗滌、中和、離心后，產(chǎn)品進(jìn)入汽提機的同時加入1. 2倍的濃度為1.0%的氯化鋁的酒精溶液，汽提反應(yīng)20分鐘，最后通過干燥、粉碎后得到精制羧甲基纖維素鈉成品，P/oNDJ-79型粘度573mPa. . s, l%NDJ-79型鹽粘比為O. 76,40目過篩率為35%。若汽提反應(yīng)中不加入氯化鋁，樣品 l%NDJ-79 型粘度 545mPa. . s’ l%NDJ-79 型鹽粘比為 O. 62。術(shù)語
粘度1%水溶液，NDJ-79型粘度儀，250C條件下檢測。
鹽粘比(1%水溶液粘度)/ (1%鹽水溶液粘度)，其中鹽水溶液為4%氯化鈉水溶液，NDJ-79型粘 度儀，25°C條件下檢測。
權(quán)利要求
1. 一種高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、將棉纖維撕碎后，連同氫氧化鈉溶液和乙醇溶液的混合溶液加入到捏合機中，其中， 氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量是精制棉的1. 20 1. 30倍，乙醇溶液的質(zhì)量是精制棉的1. 50 2.00 倍；b、投料結(jié)束后，排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O.06MPa ；C、將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O. 02MPa ；d、在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行堿化反應(yīng)；e、堿化反應(yīng)結(jié)束后，在步驟d中得到的產(chǎn)品中加入醚化劑，其中，醚化劑的質(zhì)量是精制棉的質(zhì)量的1.20-1. 30倍；f、排除捏合機內(nèi)的空氣，使真空度達(dá)到至少O.06MPa ；g、再將惰性氣體充入捏合機內(nèi)，使捏合機內(nèi)部壓力大于O.02MPa ；h、在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行醚化反應(yīng)過程；1、將步驟h中得到的產(chǎn)品經(jīng)過洗滌、中和、離心；j、將離心后得到的產(chǎn)品中加入汽提機中，同時加入氯化鋁的酒精溶液，氯化鋁的酒精溶液和精制棉的質(zhì)量比為1. O 1. 5 :1 ;k、最后將步驟j中的產(chǎn)品經(jīng)過干燥、粉碎。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于步驟a中，氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量百分比濃度為30 55%，所述乙醇水溶液的質(zhì)量百分濃度為 90 98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于步驟d中堿化反應(yīng)時間為40 70分鐘，反應(yīng)溫度為10 40°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于步驟e 中，醚化劑為氯乙酸的乙醇溶液，其中，氯乙酸的質(zhì)量百分比濃度為50 80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于步驟h 中，醚化反應(yīng)時間為50 70分鐘，反應(yīng)溫度為60 90°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的方法，其特征在于步驟j 中，酒精的質(zhì)量百分比濃度為30 50%，氯化鋁的質(zhì)量百分比O. 5 1. 5%,反應(yīng)時間為20 40分鐘，反應(yīng)溫度為70 90°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于天然高分子材料化學(xué)改性領(lǐng)域，涉及一種高粘度造粒型羧甲基纖維素鈉的制備方法。本發(fā)明采用捏合法工業(yè)生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉，在惰性氣體保護(hù)下，經(jīng)過堿化、醚化反應(yīng)后，將得到的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品加入到汽提機中進(jìn)行部分水解，使得后面粉碎時可以很好控制產(chǎn)品的顆粒形態(tài)，并通過加入氯化鋁起到交聯(lián)作用，最終得到高粘度、顆粒狀的羧甲基纖維素鈉。本發(fā)明方法生產(chǎn)過程工藝簡單，反應(yīng)周期短，設(shè)備投資少，原料消耗低，整個過程粉塵污染小，對環(huán)境友好，將對操作工的身體健康危害降至最低。
文檔編號C08B11/12GK103059144SQ201310043058
公開日2013年4月24日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者陳洋溢, 何玉明, 陳靜, 郭鴻雁, 李友琦 申請人:重慶力宏精細(xì)化工有限公司