專利名稱：特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種羧甲基纖維素鈉的制備方法，特別涉及一種適用于高支紗上漿用的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法。
背景技術(shù)：
羧甲基纖維素鈉(簡(jiǎn)稱cmc或Na-cmc)通常是天然纖維素在堿性條件下與氯乙酸發(fā)生醚化反應(yīng)而得。依據(jù)原材料規(guī)格不同，反應(yīng)條件不同，得到不同取代度和不同分子量以及取代均勻性不同的產(chǎn)品。目前，市場(chǎng)上紡織上漿用的CMC的粘度均為中、高粘度粉狀產(chǎn)品，氯化物5-7%，只能作為輔助上漿劑，把它協(xié)助低粘度的氧化淀粉來(lái)上漿，而氧化淀粉目前又只能對(duì)低支紗和中支紗進(jìn)行上漿，氧化淀粉單獨(dú)在對(duì)高支紗上漿時(shí)，細(xì)支紗會(huì)爆裂。于是目前對(duì)高支紗上漿用得最多的還是聚乙烯醇。聚乙烯醇(以下簡(jiǎn)稱PVA)，雖然由于它的優(yōu)良的成膜性、粘附性和粘結(jié)強(qiáng)力的特點(diǎn)一直是純棉、滌棉、混紡紗的高支紗最理想的漿料；但PVA需要高溫溶解，特別是PVA不環(huán)保，PVA污染問題已被廣泛重視，不用或少用PVA上漿已是行業(yè)目標(biāo)。 經(jīng)過(guò)PVA上漿的織物銷往歐洲已經(jīng)受阻。于是低粘度的CMC，在紡織上漿領(lǐng)域內(nèi)，特別在高支紗(棉紗>60s，化纖紗>90s)的上漿上，有著特殊的優(yōu)點(diǎn)。在全球提倡低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)候，紡織行業(yè)減少PVA排放已成共識(shí)；又因?yàn)槟壳白鳛榻?jīng)紗上漿主體漿料的變性淀粉尚存在某些不足，尋求具有良好上漿效果的綠色漿料是上漿工作所面臨的重要課題。低粘、高純cmc具有水溶性好，成膜性好，對(duì)纖維粘附力強(qiáng)、不結(jié)皮、不起色、易退漿、易降解、無(wú)環(huán)境污染，屬于綠色漿料。一般來(lái)說(shuō)，4%B型粘度 1000-2000cps的純級(jí)CMC，大致適用于20-35支的經(jīng)紗上漿；4%B型粘度250_500cps的純級(jí)CMC，大致適用于35-50支的經(jīng)紗上漿；4%B型粘度80-200cps的純級(jí)CMC，大致適用于 50-80支的經(jīng)紗上漿；純級(jí)cmc的粘度更低些，它會(huì)適合于更高支數(shù)紗，即更細(xì)的紗的上漿， 以便保持上漿液的高濃低粘，使?jié){膜與紗繞固著良好。CN101220099A的發(fā)明公開了一種采用捏合法工業(yè)生產(chǎn)高粘度羧甲基纖維素鈉的方法。它是在堿化過(guò)程前，先排除捏合機(jī)內(nèi)的空氣，當(dāng)真空度達(dá)到至少0. 002MPA后，將惰性氣體充入捏合機(jī)內(nèi)，使得壓力大于0. 1MPA。整個(gè)堿化過(guò)程在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，經(jīng)過(guò)堿化、醚化、洗滌、中和、離心、干燥、粉碎后，得到高純度高粘度的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品。該方法生產(chǎn)的羧甲基纖維素鈉粘度高，不適用于高支紗上漿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于高支紗上漿用的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)的特低粘度羧甲基纖維素鈉具有中等取代度，特低粘度，B型粘度計(jì)(Brookfield) 4%為8-17CPS，純度97%以上。特低粘度羧甲基纖維素鈉水溶液清亮，粘度穩(wěn)定，特別適用于棉紗支數(shù)高的或特高支的紗線的上漿工藝。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟 ⑴將棉纖維、質(zhì)量濃度40 50%氫氧化鈉水溶液和質(zhì)量濃度70 95%乙醇溶液同時(shí)加入捏合機(jī)內(nèi)，棉纖維氫氧化鈉水溶液乙醇溶液的質(zhì)量比為1 :1.2 3.0 :1.5 4.0，再向捏合機(jī)內(nèi)加入棉纖維質(zhì)量5 15%的降粘劑進(jìn)行一次降粘，一次降粘溫度控制在3(T60°C，時(shí)間為4(Γ120分鐘；降粘劑均分成三份，分三次加入，降粘劑采用一次整體加入的話，加入濃度高，容易造成不均勻，由于降粘劑具有較大的氧化性，一次加入容易產(chǎn)生安全隱患，分三次加入，安全性高且均勻性好；一次降粘時(shí)，棉纖維同時(shí)被堿化；
⑵將醚化劑在40分鐘內(nèi)均勻地噴淋內(nèi)進(jìn)行醚化反應(yīng)，棉纖維與醚化劑的質(zhì)量比為1 0. ri. 5，醚化反應(yīng)的溫度控制在76、0°C，反應(yīng)3(Γ60分鐘，然后降溫至4(T60°C，加入棉纖維質(zhì)量5 15%的降粘劑進(jìn)行二次降粘，二次降粘時(shí)間為3(Γ60分鐘；
⑶降溫出料，經(jīng)過(guò)洗滌、中和、離心、烘干、粉碎后得到純級(jí)低粘羧甲基纖維素鈉成品。 洗滌、中和、離心、烘干、粉碎均為常規(guī)操作。作為優(yōu)選，步驟⑴中一次降粘所用的降粘劑選自雙氧水、過(guò)硼酸鈉中的一種或兩種的組合。作為優(yōu)選，步驟⑵所述的醚化劑為質(zhì)量濃度5(Γ80%的氯乙酸乙醇溶液。作為優(yōu)選，步驟⑵中二次降粘所用的降粘劑為雙氧水。二次降粘用雙氧水在降粘時(shí)還能進(jìn)一步起到漂白效果。作為優(yōu)選，降粘劑的加入都是以降粘劑的乙醇溶液形式加入的，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)占 30、0%。降粘劑的以乙醇溶液形式加入，是為了稀釋降粘劑，使得降粘劑加入的均勻性好， 且安全性高，不至于降粘劑濃度過(guò)高而產(chǎn)生安全事故。作為優(yōu)選，步驟⑵二次降粘結(jié)束后，向捏合機(jī)內(nèi)加入還原劑亞硫酸鈉將過(guò)剩的降粘劑還原。加入還原劑將過(guò)剩的降粘劑還原，以保證CMC產(chǎn)品粘度的穩(wěn)定性，利于溶劑乙醇的回收。還原劑加入量以將過(guò)剩的降粘劑全部還原為準(zhǔn)，也可加入過(guò)量還原劑。本發(fā)明的有益效果是
1、制備方法簡(jiǎn)單易行；
2、生產(chǎn)的特低粘度羧甲基纖維素鈉具有中等取代度，特低粘度，B型粘度計(jì) (Brookfield) 4% 為 8-17CPS，純度 97% 以上的特點(diǎn)；
3、生產(chǎn)的特低粘度羧甲基纖維素鈉水溶性好，溶液清亮，粘度穩(wěn)定，特別適用于棉紗支數(shù)高的或特高支的紗線的上漿工藝；
4、生產(chǎn)的特低粘度羧甲基纖維素鈉成膜性好，對(duì)纖維粘附力強(qiáng)、不結(jié)皮、不起色、易退漿、易降解、無(wú)環(huán)境污染，屬于綠色漿料。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。實(shí)施例1
將開松過(guò)的Ikg棉纖維與1. 45kg 48%氫氧化鈉與1. 5kg 90%的乙醇同時(shí)加入捏合機(jī)內(nèi)，再加入固體過(guò)硼酸鈉粉末0. 06kg和30%的雙氧水乙醇溶液0. 18kg (乙醇占70%)，分3 次加入，攪拌下，升溫到60°C，降粘60分鐘。將0.9kg氯乙酸的乙醇溶液(氯乙酸的濃度 50%)均勻地噴淋至捏合機(jī)內(nèi)，進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)，在76°C反應(yīng)50分鐘，然后降溫到60°C，再繼續(xù)添加50%的雙氧水乙醇溶液0. IOkg,降粘60分鐘，加入0. 7%(基于棉纖維質(zhì)量)的亞硫酸鈉，反應(yīng)10分鐘，降溫出料、中和、洗滌、離心、烘干、粉碎得到純級(jí)低粘羧甲基纖維素鈉。取代度0. 84，B型(Brookfield) 4%粘度 8. 8cps，純度97. 7%，cmc溶液透亮。實(shí)施例2
將開松過(guò)的Ikg棉纖維與1. 35kg 49%氫氧化鈉水溶液以及與1. 5kg 90%的乙醇同時(shí)加入捏合機(jī)內(nèi)，再加入27%的雙氧水乙醇溶液0. 20kg (乙醇占73%)，分3次加入，攪拌升溫到50°C，降粘60分鐘。將0. 75kg氯乙酸的乙醇溶液(氯乙酸的濃度80%)，均勻地噴淋至捏合機(jī)內(nèi)進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)，在77°C反應(yīng)40分鐘，然后降溫到50°C，再繼續(xù)添加70%雙氧水乙醇溶液0. 08kg,降粘50分鐘，加入0. 6%亞硫酸鈉粉末(基于棉纖維質(zhì)量)，反應(yīng)10分鐘，再按常規(guī)方法中和、洗滌、離心、烘干、粉碎得到純級(jí)低粘羧甲基纖維素鈉取代度0. 75。B 型(Brookfield Viscosity) 4% 粘度 12cps，純度 98. 1%，cmc 溶液透亮。實(shí)施例3
將開松過(guò)的Ikg棉纖維與1. 25kg 47%氫氧化鈉水溶液以及與1. 5kg 90%的乙醇同時(shí)加入捏合機(jī)內(nèi)，再加入50%的雙氧水乙醇溶液0. 16kg (乙醇占50%)，分3次加入，攪拌升溫到60°C，降粘40分鐘。將0. 65kg氯乙酸的乙醇溶液(氯乙酸的濃度60%)，均勻地噴淋至捏合機(jī)內(nèi)進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)，在78°C反應(yīng)60分鐘，然后降溫到60°C，再繼續(xù)添加68%雙氧水乙醇溶液0. 08kg,降粘60分鐘，加入0. 6%亞硫酸鈉粉末(基于棉纖維質(zhì)量)，反應(yīng)10分鐘，再按常規(guī)方法中和、洗滌、離心、烘干、粉碎得到純級(jí)低粘羧甲基纖維素鈉取代度0. 68。B 型(Brookfield Viscosity) 4% 粘度 17cps，純度 97. 6%, cmc 溶液透亮。實(shí)施例4
將開松過(guò)的Ikg棉纖維與1. 20kg 50%氫氧化鈉水溶液以及與1. 5kg 95%的乙醇同時(shí)加入捏合機(jī)內(nèi)，再加入40%的雙氧水乙醇溶液0. 2kg (乙醇占60%)，分3次加入，攪拌升溫到60°C，降粘40分鐘。將0. 4kg氯乙酸的乙醇溶液(氯乙酸的濃度60%)，均勻地噴淋至捏合機(jī)內(nèi)進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)，在80°C反應(yīng)30分鐘，然后降溫到60°C，再繼續(xù)添加40%雙氧水乙醇溶液0. 2kg，降粘30分鐘，加入0. 6%亞硫酸鈉粉末(基于棉纖維質(zhì)量)，反應(yīng)10分鐘， 再按常規(guī)方法中和、洗滌、離心、烘干、粉碎得到純級(jí)低粘羧甲基纖維素鈉取代度0. 5。B型 (Brookfield Viscosity) 4% 粘度 17cps，純度 97. 5%, cmc 溶液透亮。實(shí)施例5
將開松過(guò)的Ikg棉纖維與3kg 45%氫氧化鈉水溶液以及與4kg 70%的乙醇同時(shí)加入捏合機(jī)內(nèi)，再加入固體過(guò)硼酸鈉粉末0. 15kg，分3次加入，攪拌升溫到30°C，降粘120分鐘。將 1.5kg氯乙酸的乙醇溶液(氯乙酸的濃度60%)，均勻地噴淋至捏合機(jī)內(nèi)進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)， 在78°C反應(yīng)60分鐘，然后降溫到40°C，再繼續(xù)添加50%雙氧水乙醇溶液0. 3kg，降粘60分鐘，加入0. 7%亞硫酸鈉粉末(基于棉纖維質(zhì)量)，反應(yīng)10分鐘，再按常規(guī)方法中和、洗滌、離心、烘干、粉碎得到純級(jí)低粘羧甲基纖維素鈉取代度0. 88。B型(Brookfield Viscosity) 4% 粘度8cps，純度97%，cmc溶液透亮。本發(fā)明的產(chǎn)品與現(xiàn)有紡織上漿用的CMC的對(duì)比見下表
權(quán)利要求
1.一種特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括如下步驟⑴將棉纖維、質(zhì)量濃度40 50%氫氧化鈉水溶液和質(zhì)量濃度70 95%乙醇溶液同時(shí)加入捏合機(jī)內(nèi)，棉纖維氫氧化鈉水溶液乙醇溶液的質(zhì)量比為1 :1.2 3.0 :1.5 4.0，再向捏合機(jī)內(nèi)加入棉纖維質(zhì)量5 15%的降粘劑進(jìn)行一次降粘，一次降粘溫度控制在3(T60°C，時(shí)間為 40 120分鐘；⑵將醚化劑在40分鐘內(nèi)均勻地噴淋內(nèi)進(jìn)行醚化反應(yīng)，棉纖維與醚化劑的質(zhì)量比為1 0. Γ1.5,醚化反應(yīng)的溫度控制在76、0°C，反應(yīng)3(Γ60分鐘，然后降溫至4(T60°C，加入棉纖維質(zhì)量5 15%的降粘劑進(jìn)行二次降粘，二次降粘時(shí)間為3(Γ60分鐘；⑶降溫出料，經(jīng)過(guò)洗滌、中和、離心、烘干、粉碎后得到純級(jí)低粘羧甲基纖維素鈉成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于步驟(1) 中一次降粘所用的降粘劑選自雙氧水、過(guò)硼酸鈉中的一種或兩種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于步驟⑵所述的醚化劑為質(zhì)量濃度5(Γ80%的氯乙酸乙醇溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于步驟⑵中二次降粘所用的降粘劑為雙氧水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于降粘劑的加入都是以降粘劑的乙醇溶液形式加入的，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)占30、0%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于步驟⑵二次降粘結(jié)束后，向捏合機(jī)內(nèi)加入還原劑亞硫酸鈉將過(guò)剩的降粘劑還原。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種采用捏合機(jī)工業(yè)生產(chǎn)適用于高支紗上漿用的特低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法。本發(fā)明包括下列步驟把乙醇和高濃度的液堿加入棉纖維中，同時(shí)分幾次加入降粘劑，在高溫下先將棉纖維降粘，同時(shí)對(duì)棉纖維堿化。然后加入醚化劑，進(jìn)行醚化，醚化反應(yīng)后，再加入降粘劑，再次降粘，再加入亞硫酸鈉還原掉反應(yīng)介質(zhì)乙醇中及反應(yīng)物中殘余的降粘劑。再經(jīng)中和洗滌、離心、干燥、粉碎得到紡織上漿用特低粘度CMC。本發(fā)明的產(chǎn)品具有中等取代度，很低的粘度，B型粘度計(jì)(Brookfield)4%為8-17CPS，純度97%以上。CMC溶液清亮，粘度穩(wěn)定。特別適用于棉紗支數(shù)高的或特高支的紗線的上漿工藝。
文檔編號(hào)C08B11/12GK102367279SQ20111031522
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者朱國(guó)生, 陳網(wǎng)根 申請(qǐng)人:杭州弘博化工有限公司