[发明专利]聚阴离子纤维素的低浴比捏合法生产

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚阴离子纤维素的捏合法生产，它属于高分子化学技术领域。

背景技术

聚阴离子纤维素(Polyanionic cellulose，简称PAC)是在一定液固比条件下或特殊工艺条件下制备的、取代均匀的、高品质的纤维素羧甲基化产品，也是天然棉、木纤维素经过碱化、羧甲基化、中和及纯化等工艺得到的离子型纤维素醚，但是由于采用的设备更先进、工艺配方更科学，羧甲基取代基团在无水葡萄糖单元上分布均匀性好，使用性能优越，于是在八十年代国外一些公司刻意不将这类产品归属于CMC，而另称其为PAC。从严格意义上讲，PAC和CMC之间没有严格的界限，二者区别主要体现在应用性能的差异上。聚阴离子纤维素的制备方法有低浴比的捏合法，也有高浴比的液浆法。

作为一种水溶性纤维素醚，聚阴离子纤维素具有优良的水溶性，具有增稠、分散、成膜、黏结和保护胶体等特性，广泛用于石油钻井、纺织、印染、涂料、建材、造纸、食品、污水处理及日化、医药等领域。

与普通设备与工艺生产的羧甲基纤维素CMC相比，PAC在盐容性、抗酸性和抗温性上得到提高与改善，在石油钻井、涂料、建材及食品等领域应用时，性能都有明显提高。

为了改善纤维素羧甲基化后产品的应用性能，采取了大量的措施，专利CN1136569、CN1206563、DE423955报道了采用不同原料的纤维素和溶剂，用捏合法制备羧甲基纤维素的方法。专利US4306061公开了以丙酮为溶剂，加入硼砂提高取代均匀性的淤浆法制备羧甲基纤维素的方法。

PAC与CMC相比，主要区别在于它在石油开采、涂料、陶瓷、建材等领域具有优良的应用性能。生产所选择的设备兼顾到良好的传质、传热，通畅均匀的固体物料流动，严格的密封措施及准确的工艺参数控制等。本发明涉及一种聚阴离子纤维素的捏合法生产。

发明内容

本发明的目的是通过采用低浴比法，利用捏合机，卧式犁式反应釜，无轴、有轴螺旋传送系统，立式洗涤釜，连续离心机，汽提机，流化床等关键设备，实现聚阴离子纤维素制造过程的碱化、醚化的物料充分传质、传热和液相、固相物料的连续输送。工艺在较大范围可调，适合生产取代度在0.50～1.2，2％水溶液的粘度范围从40mPa.s到50000mPa.s以上的聚阴离子纤维素产品，产品的酸粘比大于0.90，盐粘比大于0.95。

本发明的聚阴离子纤维素产品生产线示意图见附图1。

经过疏松后的精制棉通过旋风分离器进入料仓(1)，经过精确计量斗(2)后，加入到捏合机(3)中进行碱化，碱化结束后进入醚化釜(4)完成醚化反应结束后用酒精冲洗物料进入中和洗涤釜(5)调节pH值，通过送料泵(13)把浆料送到连续离心设备(6)，离心后物料通过无轴螺旋(7)均匀调节布料，直接进入洗涤釜(8)。洗涤达到纯度要求后再经过离心直接进入汽提机(9)，在此实现酒精的回收。回收酒精后的固体物料还带有28％～45％的水分，再经过流化床进行干燥，进而进行粉碎、混同和包装，得到聚阴离子纤维素成品。

本生产线特点是：

1)适合容量从1m³～10m³的捏合机，有效容积是0.3m³～7m³。捏合机采用密封系统，能够耐一定的正压和负压。

2)采用了卧式犁式反应釜。

3)聚阴离子纤维素制造过程中碱化、醚化的物料传质、传热充分。

4)实现液相、固相物料的连续输送。

本发明的具体内容为：

纤维素原料经疏解后用风机送到捏和机(3)(见附图2)上部的料仓(1)。预先冷却捏和机，然后开启碱酒阀门与捏合机(3)的搅拌。捏合机(3)容积从1m³～10m³，有效容积0.3m³～7m³。另外捏合机采用密封系统，能够耐压±0.1MPa。捏合机的上顶盖沿径向安装有三根平行分布的进液管(布局见附图3)，中间是酸酒进料喷淋管，安装在中心轴的位置，两边是碱酒进料喷淋管，距中心轴的距离是捏合机上盖横向尺寸的1/6～1/4。