[发明专利]特高取代纤维素羧甲基钠及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，尤其是涉及特高取代纤维素羧甲基钠的喷浸反应与高温雾状搅拌的制备工艺，及该工艺制备的特高取代纤维素羧甲基钠在石油、涂料、洗涤剂、建材、纺织、造纸、医药、食品等领域的应用。

背景技术

随着我国社会经济的发展，人民生活水平的提高，纤维素羧甲基钠的用途越来越广。其在食品工业领域具广阔的应用空间，包括：在加工果酱、糖汁、果子露及辣酱时用作黏性剂和增量剂；用于生产点心食品时可使组织均匀、细致、外形美观；用于制造冰激凌时可阻止冰晶的生长；在制作蛋黄酱或调味品中作增稠剂，在果冻、蛋糕和烘焙仪食品中作为稳定剂等；另外，其还可形成薄膜用于蔬菜、水果、蛋及茶叶的表面处理，使之长期保持原色泽及风味。在石油工业方面，纤维素羧甲基钠有着较好的耐盐性和耐酸碱性，广泛应用于石油钻井液中。

现有的羧甲基纤维素钠的制备工艺是将碱一次性完全投入到溶剂中，再将纤维素投入已配置的碱溶液中先经碱化过程，然后再加入醚化剂-氯乙酸，升温至70～75℃，进行醚化反应，并保持若干小时；再经洗涤、干燥处理后得到产品。这种制备羧甲基纤维素钠的方法存在很多缺点，具体而言主要表现在以下几个方面：

1、所获得的产品：颗粒偏大，且不均匀，其中的取代度、粘度等性能指标不高且不稳定，碱化过程不彻底、不完善，严重影响了产品的使用效果。

2、传统工艺将碱一次性完全投入到溶剂中，结果导致：溶解速度很慢，分布也不均匀，严重影响了精制棉的碱化效果，继而影响醚化效果，最终得不到高取代度的产品，而且产品的耐盐性、耐酸性也达不到应用性能指标的要求。

3、传统的制备纤维素羧甲基纤维素钠的方法极易发生局部反应，造成醚化不彻底，副反应增加，导致产品的取代度不均匀，取代度不高，生产效率低下。

发明内容

针对现有技术存在的缺点，为了满足当今市场对纤维素类产品质量的需求，山东一滕化工有限公司在传统的羧甲基纤维素钠的制备工艺的基础上，不断革新工艺和配方，采用喷浸反应与高温雾状搅拌的技术工艺，克服了碱化醚化不彻底，产品性能指标不合要求，生产效率低下的技术难题。

本发明的目的之一是提供一种具有特殊品质的特高取代纤维素羧甲基钠。

本发明的目的之二是提供特高取代纤维素羧甲基钠的独特制备方法。

本发明的目的之三是提供特高取代纤维素羧甲基钠的特定用途。

本发明特高取代纤维素羧甲基钠具备通式(I)的特征：

            式中R＝H，或-CH₂-COONa

            聚合度n＝200～3000

            X+Y+Z＝3

用于制备特高取代纤维素羧甲基钠的技术工艺，包括碱化、醚化、纯化过程，其特征在于，该方法综合采用了喷浸反应与高温雾状搅拌技术。

所述喷浸反应与高温雾状搅拌技术是先向复合溶剂中依次加入部分碱和纤维素原料进行浸润碱化反应，后在高温搅拌下，通过加压以雾状的形式将剩余碱液分次喷入反应体系中，加入醚化剂经过四次醚化过程。优选的技术方案是：该反应中纤维素原料为松密度为≥120g/l的精制棉，复合溶剂由71％-87％的异丙醇、10％-20％的乙醇、3％-9％的水组成，碱为NaOH，醚化剂为浓度96.5％的氯乙酸。

碱化阶段充分搅拌是实现纤维素均匀碱化的保证，本发明采用立式喷淋装置的反应釜，框式搅拌方式，即在搅拌轴上增加横梁，增大了搅拌面积，并且在高温的条件下，通过快速搅拌保证了纤维素与碱的充分接触、浸润和渗透。