专利名称：一种高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的制备方法
技术领域：
本发明属于天然高分子材料化学改性领域，涉及一种高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的制备方法。
背景技术：
羧甲基纤维素钠(CMC)是一种离子型纤维素醚，是水溶性盐，是纤维素中的无水葡萄糖单元上的氢原子被羧甲基基团取代的高分子化合物，它是以精制棉为主要原料，以乙醇为媒介，经碱化、醚化、洗涤、耙干、烘干、粉碎等工序精制而成，CMC水溶液有增稠、粘结、成膜、保护胶、保持水分、乳化及悬浮等作用，广泛应用于食品、牙膏、陶瓷、石油钻井、造纸、医药、纺织、印染、涂料、化妆品等工业领域，俗称“工业味精”，目前世界各国已生产出250多种不同型号的CMC，应用于不同的工业和制造业领域。目前国内运用传统工艺制备的羧甲基纤维素在水溶液中不易分散，溶解速度缓慢，需要长时间的搅拌才能分散溶解均匀，一般需要2 4小时，有的甚至需要16 24小时，使用时较为不便。同时，目前市场上常规的羧甲基纤维素是粉末状的细小颗粒，80目过筛率一般大于95%，生产和使用过程中的粉尘污染较大，给环境和操作工的身体健康造成不良影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于在水中分散，同时对环境和操作工身体健康友好的高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的制备方法。本发明的技术方案包括以下步骤
a、将棉纤维撕碎后，与30 55%氢氧化钠水溶液连同90 98%乙醇溶液的混合溶液加入到捏合机中；其中，氢氧化钠水溶液的质量是精制棉的1. 20 1. 30倍，乙醇溶液的质量是精制棉的1. 50 2. 00倍；
b、投料结束后，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O.06MPa ；
C、将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa ；
d、在惰性气体保护下进行碱化反应过程，碱化反应时间为40 70分钟，碱化反应温度为 10 40°C ；
e、碱化反应结束后，往步骤d中得到的产品中加入醚化剂，醚化剂的质量是精制棉的1. 20 1. 30倍。所述醚化剂为氯乙酸的乙醇溶液，其中，氯乙酸的质量百分比浓度为50^80% ；
f、排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O.06MPa ；
g、再将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O.02MPa ；
h、在惰性气体保护下进行醚化反应过程，醚化反应时间为50 70分钟，醚化反应温度为 60 90°C ；1、将步骤h中得到的产品经过洗涤、中和、离心；j、将离心后得到的产品中加入汽提机中，同时加入氯化铝的酒精溶液；其中，酒精的质量百分比浓度为30 50%，氯化铝的质量百分比浓度为O. 5 1. 5%。氯化铝的酒精溶液和精制棉的质量比为1. O 1. 5 :1，反应时间为20 40分钟，反应温度为70 90°Ck、最后将步骤j中的产品经过干燥、粉碎。本方法的创新点在于，采用将洗涤离心后的羧甲基纤维素钠产品加入到汽提机中进行升温回收酒精的同时，加入了酒精溶液，这样可以让产品在汽提机中部分水解，使得后面粉碎时可以很好控制产品的颗粒形态，同时为了防止水解后产品内在质量下降以及盐粘比降低，在酒精溶液中加入了一定的氯化铝，起到交联作用，防止产品因为水解而导致的结构大量破坏。本发明方法生产过程工艺简单，反应周期短，设备投资少，原料消耗低，整个过程粉尘污染小。采用该方法制备生产的羧甲基纤维素钠，具有较高粘度和颗粒度的同时，又具有较好的盐粘比。1%NDJ_79型粘度达到550mps以上，同时1%NDJ_79型盐粘比能达到O. 75以上，40目过筛率达到40%以下。
图1为本发明的流程框图。
具体实施例下面结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例1 :
将一定量撕碎的精制棉，与2. 00倍质量(即以精制棉的量为基础，以下相同)的乙醇溶液和1. 25倍质量的氢氧化钠溶液的混合液投入到捏合机中，投料结束后，排除捏合机内的空气,使真空度达到至 少O. 06MPa，将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于
O.02MPa，搅拌碱化60分钟后，将1. 23倍质量的氯乙酸的乙醇溶液均匀地喷淋至捏合机内，排除捏合机内的空气,使真空度达到至少O. 06MPa,再将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa,然后进行醚化反应，温度升高至60-90°C，持续反应50分钟，得到粗制的羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心后，产品进入汽提机的同时加入1. O倍的浓度为1. 3%的氯化铝的酒精溶液，汽提反应30分钟，最后通过干燥、粉碎后得到精制羧甲基纤维素钠成品，l%NDJ-79型粘度590mPa. . s, l%NDJ-79型盐粘比为O. 83,40目过筛率为38%。若汽提反应中不加入氯化铝，样品1%NDJ_79型粘度575mPa. . s, l%NDJ-79型盐粘比为
O.62。实施例2:
将一定量撕碎的精制棉，与1. 80倍质量的乙醇溶液和1. 30倍质量的氢氧化钠溶液的混合液投入到捏合机中，投料结束后，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa,将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa,搅拌碱化50分钟后，将1. 30倍质量的氯乙酸的乙醇溶液均匀地喷淋至捏合机内，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa,再将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa,然后进行醚化反应，温度升高至60-90°C，持续反应60分钟，得到粗制的羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心后，产品进入汽提机的同时加入1. 5倍的浓度为1. 5%的氯化铝的酒精溶液，汽提反应30分钟，最后通过干燥、粉碎后得到精制羧甲基纤维素钠成品，P/oNDJ-79型粘度595mPa. .s，l%NDJ-79型盐粘比为O. 88，40目过筛率为36%。若汽提反应中不加入氯化铝，样品 1%NDJ_79 型粘度 567mPa. . s’ l%NDJ-79 型盐粘比为 O. 65。实施例3:
将一定量撕碎的精制棉，与1. 50倍质量的乙醇溶液和1. 20倍质量的氢氧化钠溶液的混合液投入到捏合机中，投料结束后，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa,将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa,搅拌碱化70分钟后，将1. 20倍质量的氯乙酸的乙醇溶液均匀地喷淋至捏合机内，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa,再将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa,然后进行醚化反应，温度升高至60-90°C，持续反应70分钟，得到粗制的羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心后，产品进入汽提机的同时加入1. 3倍的浓度为O. 8%的氯化铝的酒精溶液，汽提反应40分钟，最后通过干燥、粉碎后得到精制羧甲基纤维素钠成品，P/oNDJ-79型粘度580mPa. . s, l%NDJ-79型盐粘比为O. 77,40目过筛率为34%。若汽提反应中不加入氯化铝，样品 l%NDJ-79 型粘度 550mPa. . s’ l%NDJ-79 型盐粘比为 O. 59。实施例4:
将一定量撕碎的精制棉，与2. O倍质量的乙醇溶液和1. 25倍质量的氢氧化钠溶液的混合液投入到捏合机中，投料结束后，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa,将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa，搅拌碱化60分钟后，将1. 25倍质量的氯乙酸的乙醇溶液均匀地喷淋至捏合机内，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa，再将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa，然后进行醚化反应，温度升高至60-90°C，持续反应50分钟，得到粗制的羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心后，产品进入汽提机的同时加入1. O倍的浓度为1. 0%的氯化铝的酒精溶液，汽提反应30分钟，最后通过干燥、粉碎后得到精制羧甲基纤维素钠成品，P/oNDJ-79型粘度600mPa. .s，l%NDJ-79型盐粘比为O. 85，40目过筛率为36%。若汽提反应中不加入氯化铝，样品 l%NDJ-79 型粘度 570mPa. · s’ 1%NDJ_79 型盐粘比为 O. 61。实施例5
将一定量撕碎的精制棉，与1. 8倍质量的乙醇溶液和1. 28倍质量的氢氧化钠溶液的混合液投入到捏合机中，投料结束后，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa,将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa，搅拌碱化60分钟后，将1. 28倍质量的氯乙酸的乙醇溶液均匀地喷淋至捏合机内，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O. 06MPa，再将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa，然后进行醚化反应，温度升高至60-90°C，持续反应50分钟，得到粗制的羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心后，产品进入汽提机的同时加入1. 2倍的浓度为1.0%的氯化铝的酒精溶液，汽提反应20分钟，最后通过干燥、粉碎后得到精制羧甲基纤维素钠成品，P/oNDJ-79型粘度573mPa. . s, l%NDJ-79型盐粘比为O. 76,40目过筛率为35%。若汽提反应中不加入氯化铝，样品 l%NDJ-79 型粘度 545mPa. . s’ l%NDJ-79 型盐粘比为 O. 62。术语
粘度1%水溶液，NDJ-79型粘度仪，250C条件下检测。
盐粘比(1%水溶液粘度)/ (1%盐水溶液粘度)，其中盐水溶液为4%氯化钠水溶液，NDJ-79型粘 度仪，25°C条件下检测。
权利要求
1. 一种高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的制备方法，其特征在于包括以下步骤a、将棉纤维撕碎后，连同氢氧化钠溶液和乙醇溶液的混合溶液加入到捏合机中，其中， 氢氧化钠水溶液的质量是精制棉的1. 20 1. 30倍，乙醇溶液的质量是精制棉的1. 50 2.00 倍；b、投料结束后，排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O.06MPa ；C、将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O. 02MPa ；d、在惰性气体保护下进行碱化反应；e、碱化反应结束后，在步骤d中得到的产品中加入醚化剂，其中，醚化剂的质量是精制棉的质量的1.20-1. 30倍；f、排除捏合机内的空气，使真空度达到至少O.06MPa ；g、再将惰性气体充入捏合机内，使捏合机内部压力大于O.02MPa ；h、在惰性气体保护下进行醚化反应过程；1、将步骤h中得到的产品经过洗涤、中和、离心；j、将离心后得到的产品中加入汽提机中，同时加入氯化铝的酒精溶液，氯化铝的酒精溶液和精制棉的质量比为1. O 1. 5 :1 ;k、最后将步骤j中的产品经过干燥、粉碎。
2.根据权利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的制备方法，其特征在于步骤a中，氢氧化钠水溶液的质量百分比浓度为30 55%，所述乙醇水溶液的质量百分浓度为 90 98%。
3.根据权利要求1所述的制备高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的方法，其特征在于步骤d中碱化反应时间为40 70分钟，反应温度为10 40°C。
4.根据权利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的方法，其特征在于步骤e 中，醚化剂为氯乙酸的乙醇溶液，其中，氯乙酸的质量百分比浓度为50 80%。
5.根据权利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的方法，其特征在于步骤h 中，醚化反应时间为50 70分钟，反应温度为60 90°C。
6.根据权利要求1所述的高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的方法，其特征在于步骤j 中，酒精的质量百分比浓度为30 50%，氯化铝的质量百分比O. 5 1. 5%,反应时间为20 40分钟，反应温度为70 90°C。
全文摘要
本发明属于天然高分子材料化学改性领域，涉及一种高粘度造粒型羧甲基纤维素钠的制备方法。本发明采用捏合法工业生产羧甲基纤维素钠，在惰性气体保护下，经过碱化、醚化反应后，将得到的羧甲基纤维素钠产品加入到汽提机中进行部分水解，使得后面粉碎时可以很好控制产品的颗粒形态，并通过加入氯化铝起到交联作用，最终得到高粘度、颗粒状的羧甲基纤维素钠。本发明方法生产过程工艺简单，反应周期短，设备投资少，原料消耗低，整个过程粉尘污染小，对环境友好，将对操作工的身体健康危害降至最低。
文档编号C08B11/12GK103059144SQ201310043058
公开日2013年4月24日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者陈洋溢, 何玉明, 陈静, 郭鸿雁, 李友琦 申请人:重庆力宏精细化工有限公司