[发明专利]造纸机湿部添加用羧甲基纤维素钠的制备方法及其产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种羧甲基纤维素钠的制备方法，特别涉及一种造纸机湿部添加用羧甲基纤维素钠的制备方法及其产品。

背景技术

羧甲基纤维素钠（简称Na-cmc或cmc），通常在碱性条件下与氯乙酸发生醚化反应。依据原材料规格不同，反应条件的不同，得到不同取代度和不同分子量，以及取代均匀性不同的产品。

低取代Na-cmc在纸浆里有着特殊的作用。因为对于大约DS0.46和DS0.65的cmc在纸浆里的cmc吸附量是80%和50%之差。当然不用说，随着CMC的DS提高，CMC在纸浆里的吸附量就更少，这是因为纸浆纤维的阴离子性和cmc的羧甲基组份的阴离子性相互排斥，高DS CMC(高负电荷的cmc)很难吸附到纤维上。

CMC溶液加入到纸浆悬浮液上，起码有四点好处：⑴cmc是一种分散剂，使纤维和填料更均匀分散，改善纸的匀度，因而改善纸张的物理强度；⑵cmc与纤维上羟基发生水合作用，纤维间结合力提高，大大提高纸的物理强度；⑶cmc本身不仅是浆内施胶剂，而且cmc是一种保护胶体，它使松香和AKD等施胶剂均匀分散，得到保护；⑷cmc与PAE等强阳离湿强剂配合，有协同效应，不仅提高纸浆的单程留着率，而且提高助剂的留着率，大大改善白水的质量，减轻了污染。

所以，低取代cmc在造纸的湿部添加里比高取代或中取代cmc有着更大的经济价值。

CN101220099A的发明公开了一种采用捏合法工业生产高粘度羧甲基纤维素钠的方法。它是在碱化过程前，先排除捏合机内的空气，当真空度达到至少0.002MPA后，将惰性气体充入捏合机内,使得压力大于0.1MPA。整个碱化过程在惰性气体保护下进行，经过碱化、醚化、洗涤、中和、离心、干燥、粉碎后，得到高纯度高粘度的羧甲基纤维素钠产品。该方法生产的羧甲基纤维素钠粘度和取代度都较高，不适用于造纸机湿部添加用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低取代中粘度的造纸机湿部添加用羧甲基纤维素钠的制备方法，方法简单，生产成本低。

本发明的另一目的在于提供一种由上述方法制备的羧甲基纤维素钠，它具有低取代度、中粘度的特点，在水中溶解后具有较好的透明度和稳定性。本发明生产的羧甲基纤维素钠特别适用于特种纸生产时湿部的添加。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种造纸机湿部添加用羧甲基纤维素钠的制备方法，所述的制备方法步骤如下：

⑴将纤维素和碱-醇混合液加入到捏合机内进行碱化，温度控制在20~40℃，碱化30~90分钟，所述的碱-醇混合液由质量浓度45~50%的NaOH溶液与质量浓度80~95%的乙醇溶液混配而成，其中纤维素与NaOH的摩尔比控制在1：1.8~4.0，纤维素与乙醇溶液的重量比为1：1~3；碱化温度优选30~35℃，碱化时间优选30~60分钟；

⑵碱化结束后，向捏合机内加醚化剂的乙醇溶液（乙醇是载体，溶媒），醚化剂的乙醇溶液加入时间为10~40分钟、加入温度控制在30~50℃，然后升温至78~80℃醚化反应50~80分钟，醚化剂与纤维素的摩尔比为0.5~1.0：1，醚化剂的乙醇溶液加入之前或加入之后，向捏合机内加有机酸化剂进行中和，再进行醚化反应，有机酸化剂的加入量为纤维素重量的15~50%；在加醚化剂或之前或之后，为了中和掉体系中多余的碱，以便进行正常的醚化反应，必须加入有机酸，加入有机酸可保证产品质量优良，若采用无机强酸中和，因为碱纤维的局部酸化，往往得不到质量上优良的cmc；

⑶醚化反应结束后，调节pH至6.5~8.5，再经洗涤、干燥、粉碎、过筛，得到取代度为0.4~0.46的羧甲基纤维素钠。

欧美日等国家一般使用异丙醇作溶媒来制造cmc，价格高昂。本发明采用价格只有异丙醇价格60%的乙醇作溶媒，而且用低倍溶剂法来制造cmc,生产成本低。但通常乙醇作溶媒，低倍法制cmc时，当DS（取代度）=0.4-0.46，1%cmc溶液的透明度只有1-2厘米，而且溶液时有分层现象，溶液下层是大量游离纤维，上层是清液，无法正常使用。所以很多造纸厂宁肯用阳离子淀粉，作为湿部施胶剂而不用cmc。

本发明采用捏合机作主设备，用廉价的乙醇作溶媒，低倍溶剂法工艺，制造出了DS0.40-0.46的中粘度羧甲基纤维素钠.使用B型（Brookfield）粘度计测量2%溶液透明度达到8厘米，粘度为300-500CPS。把本发明用于特种纸上浆（湿部添加），仅用0.2%剂量就完全取代了1.25%的阳离子淀粉，使阳离子试剂节约了15%-30%，与此同时，纸的质量（卡勃值）还提高了4-5个百分点，经济效益明显。