球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)酸酯纖維素制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法。本發(fā)明為了解決產(chǎn)品得率低的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：a、將絨狀木漿粕或醋纖級(jí)精制棉用醋酸處理；b、將丁酸酐、醋酸酐和濃硫酸混合后冷卻，將處理后的絨狀木漿粕或醋纖級(jí)精制棉投入到上述冷卻的混合液中，再加入溶劑?；籧、向酰化反應(yīng)液中加入水解液水解，再中和；d、沉析，硬化后，通過(guò)固液分離、洗滌、蒸煮、干燥得到球狀醋酸丁酸纖維素產(chǎn)品。本發(fā)明提供的方法可有效降低反應(yīng)液物料的表觀粘度，提高物料的混合效果，提高其反應(yīng)性能，提高反應(yīng)得率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)酸酯纖維素制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn) 方法。 技術(shù)背景
[0002] 醋酸丁酸纖維素 （Cellulose acetate butyrate,簡(jiǎn)稱(chēng)CAB)，具有韌性、耐候耐寒 性及電絕緣性良好，容易加工，同時(shí)還具有優(yōu)良的抗?jié)裥约澳妥贤夤狻⒛秃?、耐油、柔韌、透 明、電絕緣等性能，并能與樹(shù)脂和高沸點(diǎn)增塑劑有較好的相容性，主要應(yīng)用于皮革光亮劑、 木器涂料、汽車(chē)漆、摩托車(chē)漆、塑料熱固性粉末涂料、印刷油墨等。
[0003] 醋酸丁酸纖維素的制備方法一般分為均相法和非均相法，均相法一般采用離子液 體如DMF、DMAC等有機(jī)溶劑將精制棉或棉漿柏溶解后，再與乙酸酐、丁酸酐進(jìn)行反應(yīng)而制備 醋酸丁酸纖維素；非均相法一般是先用醋酸處理精制棉或毛絨狀木漿柏，然后再硫酸催化 作用下，精制棉或木漿柏與乙酸酐、丁酸酐進(jìn)行反應(yīng)，然后通過(guò)沉析、過(guò)濾、洗滌、干燥而制 備醋酸丁酸纖維素。這些方法中，均相法采用的纖維素溶劑一般是有毒溶劑，且溶劑對(duì)纖維 素的溶解度小，一般這些溶劑對(duì)纖維素的溶解度低于5%，且這些溶劑回收困難，難以實(shí)現(xiàn) 工業(yè)化應(yīng)用。而一般非均相法雖實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，但反應(yīng)料漿粘度高，反應(yīng)效果較差，且 最后得到的產(chǎn)品通常為不規(guī)則的顆粒，使得產(chǎn)品中的殘酸去除困難。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN101240034A公開(kāi)了一種醋酸丁酸纖維素的制備方法，該方法采 用傳統(tǒng)的非均相生產(chǎn)，在沉析單元采用乙醇溶液作為沉析劑。而醋酸丁酸纖維素生產(chǎn)過(guò)程 中，沉析劑的消耗量較大，這就要求要回收沉析劑中的乙醇，但乙醇中還含有大量的需要回 收的乙酸、丁酸，不僅增加大量的能耗，也增加了回收工藝的難度。同時(shí)，該方法沉析出來(lái)的 產(chǎn)品為不規(guī)則的顆粒，產(chǎn)品中的殘酸不容易去除，且采用的原材料為精制棉，使得生產(chǎn)成本 商。
[0005] 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN102504028A公開(kāi)了固體催化劑制備纖維素有機(jī)酸酯的方法，該 方法以S0 427Mx0y型固體酸、生物質(zhì)炭基固體酸及磷鋁分子篩固體酸為催化劑，有機(jī)酸為 溶劑，有機(jī)酸酐為?；瘎呋瘎┯昧繛?.01?5%，反應(yīng)溫度為15?19°C，反應(yīng)時(shí)間為 0. 5?72h的條件下制備醋酸丁酸纖維素。該方法催化劑可回收利用，對(duì)設(shè)備腐蝕較小，環(huán) 境友好等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)溫度高，且反應(yīng)過(guò)程中固體酸存在于粘度較高的 反應(yīng)料漿中，回收較困難。
[0006] 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN102898530A公開(kāi)了一種醋酸丁酸纖維素的制備方法，具體步驟 如下：（1)將丁酸、醋酸與精制棉在80?95°C下活化2?4h ; (2)將活化好的精制棉中加入 丁酐，以硫酸為催化劑在80?95溫度下?；??6h ; (3)在酰化結(jié)束后，加入丁酸水溶液， 在80?95°C下水解4?6h ;最后倒入水中沉析、洗漆、干燥得到產(chǎn)品。該方法采用精制棉 為原材料，活化處理時(shí)溫度太高，乙酸在活化機(jī)中的蒸汽壓力大，易造成安全事故，且醋酸 不容易與精制棉結(jié)合，活化效果差，同時(shí)高溫狀態(tài)也增加了乙酸的腐蝕性能。另外沉析出來(lái) 的產(chǎn)品為不規(guī)則顆粒，殘酸不容易去除。
[0007] 中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN103709254A公開(kāi)了一種中粘度醋酸丁酸纖維素的制備方 法，包括步驟：將醋酸、丁酸混合物噴淋至粉碎的木漿柏中，常溫下活化1?6h ;將醋酐、丁 酐、丁酸、液體酸催化劑的混合物冷卻到-5?_20°C ;活化好的木漿柏緩慢投入到冷卻好的 混合物中，保持體系溫度不超過(guò)65°C ;向反應(yīng)體系加入50 %?70 %的醋酸溶液進(jìn)行水解 2?5h，加入醋酸鎂中和剩余液體酸催化劑，然后將物料倒入水中沉析，沉析出來(lái)的乙酸丁 酸纖維素經(jīng)洗滌、干燥的得到產(chǎn)品。該方法的反應(yīng)原料混合物要求冷卻的溫度很低，不易控 制，且反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)液的粘度較高，反應(yīng)效果較差；另外，沉析出來(lái)的醋酸丁酸纖維素為 不規(guī)則顆粒，產(chǎn)品中的殘酸如乙酸、丁酸不容易被洗滌除去。
[0008] 上述現(xiàn)有技術(shù)得到的醋酸丁酸纖維素均為白色粉末或不規(guī)則的顆粒。粉末狀的醋 酸丁酸纖維素在過(guò)濾、洗滌過(guò)程中容易流失，使得產(chǎn)品的得率較低。而不規(guī)則顆粒狀的醋酸 丁酸纖維素中，殘酸不容易通過(guò)過(guò)濾、洗滌的方式去除。另外，這些現(xiàn)有技術(shù)在反應(yīng)過(guò)程中， 反應(yīng)液的粘度較高，反應(yīng)液混合效果差，使得反應(yīng)效果較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法， 包括以下步驟：
[0010] a、將絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉用醋酸處理1?4h ;
[0011] b、將丁酸酐、醋酸酐和濃硫酸混合后冷卻至-5?10°C，將處理后的絨狀木漿柏或 醋纖級(jí)精制棉投入到上述冷卻的混合液中，再加入溶劑，在40?100°C酰化反應(yīng)1?5h ;
[0012] C、向?；磻?yīng)液中加入水解液水解2?10h，再加入醋酸鹽水溶液進(jìn)行中和；
[0013] d、在100?700r/min的攪拌速度下，向中和后的反應(yīng)液中加入稀醋酸進(jìn)行沉析， 然后升溫到60?100°C硬化1?4h，然后通過(guò)固液分離、洗滌、蒸煮、干燥得到球狀醋酸丁 酸纖維素產(chǎn)品。
[0014] 上述球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，步驟a所述絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉 的粘度為20?200MPa · S，優(yōu)選40?lOOMPa · S。所述絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉的質(zhì)量 指標(biāo)見(jiàn)表1所示：
[0015] 表1絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉的質(zhì)量指標(biāo)
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法，包括以下步驟： a、 將絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉醋酸處理1?4h ; b、 將丁酸酐、醋酸酐和濃硫酸混合后冷卻至-5?10°C，將處理后的絨狀木漿柏或醋纖 級(jí)精制棉投入到上述冷卻的混合液中，再加入溶劑，在40?100°C?；磻?yīng)1?5h ; c、 向?；磻?yīng)液中加入水解液水解2?10h，再加入醋酸鹽水溶液進(jìn)行中和； d、 在100?700r/min的攪拌速度下，向中和后的反應(yīng)液中加入稀醋酸進(jìn)行沉析，然后 升溫到60?100°C硬化1?4h，然后通過(guò)固液分離、洗滌、蒸煮、干燥得到球狀醋酸丁酸纖 維素產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟a所 述絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉與醋酸的質(zhì)量比為1 : 1?3;優(yōu)選的，所述絨狀木漿柏或醋 纖級(jí)精制棉與醋酸的質(zhì)量比為1 : 1?2. 5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟a所 述處理的溫度為20?60°C ;優(yōu)選的，所述處理的溫度為20?40°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟b所 述丁酸酐或醋酸酐與絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉的摩爾比為3. 6?5.4 : 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟b所 述濃硫酸為絨狀木漿柏或醋纖級(jí)精制棉質(zhì)量的2?10%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟b所 述的溶劑為二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯中的任意一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：所述溶劑 的加入量為反應(yīng)液總體積的10?80% ;優(yōu)選的，所述溶劑的加入量為反應(yīng)液總體積20? 50%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟c所 述水解的溫度為40?90°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟c所 述的醋酸鹽為醋酸鎂或醋酸鈉；所述醋酸鹽水溶液中的醋酸鹽質(zhì)量濃度為5?20% ;所述 醋酸鹽與步驟b中所加硫酸的摩爾比為1. 1?2. 2 : 1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀醋酸丁酸纖維素的生產(chǎn)方法中，其特征在于：步驟d所 述稀醋酸的質(zhì)量含量為〇?10% ;所述稀醋酸的用量為中和后的反應(yīng)液質(zhì)量的3?10倍。
【文檔編號(hào)】C08B3/18GK104193829SQ201410422795
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】陽(yáng)洪, 譚春雷, 夏曉玉, 彭歡, 宋世杰 申請(qǐng)人:四川北方硝化棉股份有限公司