[发明专利]用于制备羟烷基纤维素的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于制备羟烷基纤维素的方法，通过该方法制备的羟烷基纤维素，以及使用该羟烷基纤维素制备阳离子化的羟烷基纤维素的方法。

发明背景

羟烷基纤维素已经用于各种用途，包括混合在清洁剂组合物如洗发剂(shampoos)、润丝(rinses)、护理剂(treatments)和护发素(conditioners)中的组分、分散剂、改性剂、凝聚剂等。在这些用途中，经常需要产品具有良好的透明性，并且因此需要在其中使用的羟烷基纤维素具有优异的水溶解性。

作为用于制备羟烷基纤维素的原料的纤维素具有高结晶度和差反应性。因此，需要降低纤维素的结晶度并且改善其反应性。

通常，已经通过以下方法制备羟烷基纤维素：对纤维素进行活化处理如所谓的Alcell工艺或者丝光处理(mercerization)，其中使纤维素与大量的水和大幅过量的碱金属氢氧化物以浆料状态混合以产生碱纤维素，并且之后使所得到的碱纤维素与环氧烷反应。

然而，在以上方法中，因为归因于在Alcell工艺中使用的大幅过量的碱金属氢氧化物而副产出大量的盐，因此易于出现这样的问题：对用于移除副产出的盐的纯化造成了大量的负担。结果，出于提高其生产率等的目的，已经提出了用于制备碱纤维素或纤维素衍生物的方法。

例如，JP38-4800B公开了连续制备适用于制备纤维素衍生物的碱纤维素的方法，其中将尺寸为60目以下的细粉形式的纤维素和浓度为30％以上的苛性碱水溶液在喷雾的同时彼此混合。

JP 2002-114801A公开了制备多糖衍生物的方法，其中将不是浆料形式而是粉末形式的纤维素醚进行反应从而提高生产率和反应效率。

JP 2009-143997A公开了制备羟丙基纤维素的方法，其中在催化剂的存在下使低结晶性纤维素粉末与环氧丙烷反应。

JP 1-502675A公开了制备纤维素醚的方法，其包括在硼化合物的存在下使纤维素与碱金属氢氧化物和醚化试剂反应以获得含有纤维素醚的中间反应产物的第一步，以及使由此得到的中间反应产物与碱金属氢氧化物和醚化试剂进一步反应的第二步。

JP 2009-522394A公开了制备羟烷基烷基纤维素的方法，其包括将纤维素、特定量的碱金属氢氧化物、特定量的环氧烷、和以该方法中要添加的碱卤化物的总量的20至95重量％的量添加的烷基卤进行一次反应的步骤，以及将由此得到的一次反应产物、特定量的碱金属氢氧化物和剩余量的碱卤化物进行二次反应的步骤。

发明概述

本发明涉及一种用于制备羟烷基纤维素的方法，所述方法通过将碱性化合物和环氧烷添加至纤维素中以在它们之间发生反应来进行，其中所述碱性化合物是以所述纤维素中每1mol的葡糖酐单元计不小于0.3mol且不大于1.5mol的总量添加的，并且所述环氧烷是以所述纤维素中每1mol的葡糖酐单元计不小于1.0mol且不大于3.0mol的总量添加的，所述方法包括以下步骤1和2：

步骤1：以在所述方法中要添加的所述碱性化合物的总量的不小于50％且不大于95％的量添加所述碱性化合物，并且之后以在所述方法中要添加的所述环氧烷的总量的不小于30％且不大于80％的量添加所述环氧烷，以使这些化合物与所述纤维素反应，从而获得反应混合物；以及

步骤2：将未在所述步骤1中添加的剩余量的所述碱性化合物和未在所述步骤1中添加的剩余量的所述环氧烷添加至在所述步骤1中得到的反应混合物中以在它们之间发生反应。

发明详述

根据本发明的发明人进行的研究，通过JP38-4800B中描述的方法得到的纤维素衍生物的均匀性不足，并且因此可能形成水不溶性粗粒子。尤其是，当基于构成纤维素的葡糖酐单元不使用过量的碱时，以上倾向明显变得更加显著。

此外，JP 2002-114801A和JP 2009-143997A中描述的方法无法得到令人满意的反应选择性，并且仍然必须改善所得到的羟烷基纤维素的水溶解性。

本发明涉及一种用于由纤维素制备具有优异的水溶解性同时维持高反应选择性的羟烷基纤维素的方法；一种通过该方法制备的羟烷基纤维素；以及一种使用所得到的羟烷基纤维素制备阳离子化的羟烷基纤维素的方法。