延迟溶解的纤维素醚及其制备方法技术

一种制备在水中显示出延迟溶解的纤维素醚的方法，包括如下步骤： ａ） 利用二醛溶液处理湿的纤维素醚，和 ｂ） 对纤维素醚进行干燥并研磨， 其特征在于，与二醛溶液同时或与其一起，将盐水溶液添加至纤维素醚中，以便将纤维素醚的ｐＨ值均匀设定至６．０－８．０。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及延迟溶解的纤维素醚以及通过与二醛、优选乙二醛的可逆交联而制备延迟溶解的纤维素衍生物的方法。
技术介绍
业已发现，水溶性纤维素醚例如甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素作为粘合剂、增稠剂或保护胶体有着广泛的用途。然而，由于所述纤维素醚往往会在表面上胶凝并形成凝块，因此，将通常是干粉状的纤维素醚引入水或含水体系中经常会出现一些问题。这将导致不希望的长溶解时间。长期以来人们都知道，纤维素醚的溶解性能可通过后处理来影响。因此，例如US-A-2,684,914描述了一种通过使用甲醛和氢氧化钠而增加羧甲基纤维素(CMC)粘度的方法。该方法的目的在于与未处理的CMC相比，永久地改变CMC的粘度。另外还已知，通过使用表面活性物质而影响溶解性能的各种方法，例如如US-A-2,647,064或US-A-2,720,464中所述。US-A-2,879,268描述了在低pH下，利用甲醛或乙二醛对固体形式的纤维素衍生物进行处理的方法，以便使纤维素衍生物在溶解期间集结的趋势变得最小。DE-A-1 051 836描述了水溶性纤维素醚的处理方法，其特征在于用多官能化合物对细碎粉未状纤维素醚进行处理。US-A-3,072,635描述了通过用乙二醛对所述纤维素衍生物进行处理而制备水分散性纤维素衍生物的方法。DE-A-1 239 672描述了在不形成凝块的情况下溶解于水中的粉未状甲基纤维素的制备方法，其中，在3-7的pH下用二醛和水对甲基纤维素进行捏合，并随后进行干燥和粉碎。US-A-3,489,719描述了利用二醛、脂肪酸醚和酸催化剂对干的、水溶性纤维素衍生物进行表面处理的方法。WO 99/18132描述了借助乙二醛而制备在水中显示出延迟溶解的多糖衍生物的方法，其特征在于所需的部分能量以电磁辐射的形式提供。Ullmann’s Encyc1opedia of Industrial Chemistry(第A5卷，1986，第472-473页)描述了使甲基纤维素和混合的甲基纤维素醚延迟溶解的方法。将pH为4-5的含水乙二醛用来延迟溶解。这些方法的绝大多数采用酸催化剂并经常需要多步干燥或在干燥和粉碎之后需要另外的处理步骤。这常常导致随储存时间的增加而使粘度不希望地降低。此外，它们经常不能用于离子和非离子纤维素醚，因此，必须保有不同的化学剂混合物，以便使离子和非离子纤维素醚延迟溶解。因此，仍然需要减少所有这些缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种延迟体系，该体系·能够用于离子和非离子纤维素醚，·不包括另外的处理步骤，·不使用酸催化剂，·使粘度下降最小和·能够适应所用标准等级或工艺等级的试剂。本专利技术的目的可通过改变在水中显示出延迟溶解的纤维素醚的制备方法而实现，所述方法包括如下步骤a)用二醛溶液处理湿的纤维素醚和b)对纤维素醚进行干燥和粉碎，这样，将纤维素醚的pH均匀设定在6.0-8.0的盐水溶液与二醛溶液同时或一起添加至纤维素醚中。优选的方法是制备二醛的水溶液和使纤维素醚的pH设定在6.0-8.0的盐水溶液，并分别将这两种溶液添加至湿的纤维素醚中，其添加量以取得希望的溶解延迟为准。然而，同样可能的情况是，在添加至湿的纤维素醚中之前，将这两种水溶液混合。对于本专利技术目的而言，湿的纤维素醚是利用溶剂、优选利用水润湿的纤维素醚。二醛的溶液优选是水溶液。借助二醛取得的溶解延迟基于半缩醛的形成，所述半缩醛是由酸催化机理而产生的。然而，在本专利技术中，将纤维素醚的pH设定在6.0-8.0，相对于利用酸催化剂所给出的溶解延迟，将得到相同的结果。对于本专利技术，纤维素醚的pH是粉未状纤维素醚产品在去离子水中2％重量浓度的pH。在本专利技术方法中使用的水溶性纤维素醚可以是非离子纤维素醚，例如选自甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素和羟乙基纤维素，或离子纤维素醚，例如选自羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、磺乙基纤维素和羧甲基磺乙基纤维素。同样可能的是，使用所述纤维素醚的混合物。在将两种水溶液或两种水溶液的混合物添加之后，但在干燥和粉碎之前，以总质量计，所述纤维素醚的水含量应当为40-80％重量。水含量可通过添加水溶液来设定，或者如果需要通过另外的添加水来设定。如果希望的话，还可以包含另外的溶剂如在洗涤之后粘附至纤维素醚上的醇(甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇)。用水湿润的纤维素醚的干燥和粉碎也能够以组合的研磨/干燥的方式进行，其中，干燥与粉碎同时进行。可间歇或连续地将两种水溶液或两种水溶液的混合物添加至纤维素醚中，这取决于生产设备的设计。当混合湿纤维素时，通过喷淋或滴加或其它合适的添加方法进行添加。与本专利技术所述方法相反，当以固体形式添加盐时，将不能造成pH值的均匀设定并且不能克服所述的缺点。用于溶解延迟的二醛优选是乙二醛。以干纤维素醚的重量计，乙二醛溶液的添加量以其中存在0.1-4％重量活性物质为准。优选的是，以干纤维素醚的重量计，使用0.3-2.5％重量的活性物质。作为乙二醛溶液，可能使用工艺等级，其例如在不降低产品质量的情况下包含一定比例的酸。为了将纤维素醚的pH设定在6.0-8.0，使用至少两种盐的盐水溶液。优选的是，将纤维素醚的pH设定在6.5-7.5。其中一种盐是pKa为5.5-8.5、优选为6.5-7.5的弱酸，而另一种盐是pKa为5.5-8.5、优选为6.5-7.5的弱酸的盐。作为盐水溶液，特别优选的是碱金属磷酸二氢盐溶液例如磷酸二氢钠，和二(碱金属)磷酸氢盐例如磷酸氢二钠或磷酸氢钠钾的溶液。优选的是，以2∶1-1∶2的摩尔比、特别优选的是以1.2∶1-1∶1.2的摩尔比使用这两种盐。另外，例如通过对弱酸的部分中和或对弱酸盐的部分酸化，也能够获得相同的条件。在每一情况下，盐水溶液应当在添加至纤维素醚中之前制备。无论是在添加含水乙二醛之前或之后添加，还是与含水乙二醛同时添加，以及还有添加盐溶液与乙二醛溶液的混合物，均是本专利技术的主题。优选的是制备盐溶液与乙二醛溶液的混合物，并将其添加至用水湿润的纤维素醚中。只有这些添加方法才能得到希望的有益作用；将干盐添加至湿产品中或单独地添加弱酸和弱酸的盐，将不会得到希望的有益作用。例如，如果碱纤维素醚用与本专利技术的教导相反的方式、用酸进行后处理的话，将不能取得均匀的中和。尽管纤维素醚的溶液随后在水中具有中性的pH，但是，例如通过用指示剂溶液喷淋所述粉未，在粉未中可发现酸性和碱性区域。以干纤维素醚的重量计，盐水溶液的用量使得以干基计盐的含量为0.01-2％重量、优选为0.1-1％重量、特别优选为0.2-0.5％重量。借助该方法，可能制备在水中具有延迟溶解的纤维素醚，并且在储存2年之后，以起始粘度计，其粘度下降小于15％。在水中溶解时，本专利技术的纤维素醚将对水的pH产生影响，结果是，在酸性溶液的情况下pH值将增加，而在碱性溶液的情况下pH值将下降。通过添加碱性物质有意使pH值增加，以仍可能引发或加速溶解过程这样的方式，在本专利技术的方法中设置这种缓冲作用。对于本专利技术，延迟时间是纤维素醚搅拌入水中和开始溶解过程之间所用的时间。另外，本专利技术还提供本专利技术纤维素醚作为保护胶体、增稠剂或粘合剂的用途。另外，还可能制备在水中显示出延迟溶解的纤维素醚的混合物，以及其用于所述用途中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·施莱西格，W·丹霍恩，J·B·潘内克，V·米勒，F·赫尔，
申请(专利权)人：沃尔弗纤维素有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：