【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、纤维素醚诸如羧甲基纤维素(cmc)通常以粉末形式供给最终使用者。然而，在实践中，通常要求水溶液形式的纤维素醚，因此通常需要在使用前将粉末溶解在水中。将粉末溶解在水中对于最终使用者来说可能是不合算的。如果纤维素醚能够以预溶解、高固体含量形式供给，则这将为这些最终使用者提供有成本竞争力且更可持续的替代方案。
2、由于cmc能够赋予流变性、改善保水性、提高荧光增白剂的效率并提供强度，因此是纸张和纸板行业中受欢迎的添加剂，尤其是用于涂布、施胶和基础幅材制造。在纸张和纸板涂布工艺中，cmc以预溶解溶液(通常具有6至12％重量的cmc)形式添加到涂布预备组合物(makedown composition)中，该组合物通常包含无机颜料、有机粘结料和添加剂诸如分散剂、荧光增白剂、交联剂、润滑剂和染料。cmc还可以用作表面处理剂或用于制备表面处理剂，诸如阻隔材料。含有cmc的阻隔材料可以提供抗油脂性、抗氧性或这两种性能。用于形成膜形状的阻隔层的常见膜涂布技术包括施胶压制、计量施胶压制和各种涂布技术。对于这些技术中的每一种，所用聚合物溶液的粘度和/或固体含量都起重要作用。尽管不希望受任何理论的束缚，人们还是认为均匀的阻隔层是由足够高的涂层重量、良好的膜保持性(filmhold-out)或这两者起作用而产生。通过使用浓度更高的cmc溶液来制备阻隔材料可以更容易地获得这些性能。通常通过使用各种技术使cmc降级来实现cmc在溶液中的更高浓度。然而，使用这些技术，cmc的分子量通常会急剧下降，从而使所得阻隔层不具有很好的保持性并渗
3、现有的预溶解cmc的溶液的固体浓度较低，这通常不能确保高固体含量涂料组合物的配制，并且通常会限制可以在纸张涂布所需的涂料组合物中使用的纤维素醚的量。虽然将纤维素醚干添加到高固体颜料浆中可以解决这些问题，但是需要工厂有粉末处理系统、足够的人力来手动添加粉末或能够赋予足够的剪切力以将粉末分散在整个溶液中的混合系统。
4、通常来说，在对纤维素醚溶液的可泵送性没有负面影响且保持性良好的情况下，获得固体含量高于15重量％的纤维素醚溶液(特别是cmc溶液)是一个挑战。对于高分子纤维素醚来说尤其如此，因为高分子量纤维素醚通常会产生更粘稠的溶液。在约25-60℃的典型工艺(泵送)温度下，认为使用常用离心泵进行良好泵送的低剪切粘度极限是约5000mpas(用brookfield rv 100测定)。这显著降低了高分子量纤维素醚溶液的浓度上限，因为较高浓度的高分子量纤维素醚溶液具有的粘度往往超出了这些操作的要求。
5、因此，获得含有增加量的高分子量纤维素醚(以改善性能)同时还在低剪切下保持低粘度(以改善可加工性)的高固体含量纤维素醚溶液并不是一项简单的任务。
6、已提出早期解决方案来提供稳定的浓缩水性cmc悬浮液。例如，美国专利第4,883,537号描述了包含至少33％重量碳酸钾的粘度降低的cmc水溶液。然而，所需高浓度的碳酸钾可能限制这些溶液的实用性并使这些组合物在高cmc固体含量应用中不那么吸引人。
7、wo 2009/061821公开了使用非常低分子量纤维素醚和增塑剂的组合来生产低粘度纤维素醚组合物的方法。
8、wo 2013/057132公开了增加低粘度组合物中cmc的固体含量的方法。发现这些方法使得cmc溶液的固体含量可以增加到最高达约24％重量，同时保持溶液的可泵送性。然而，实际上，这些水平只能用低分子量纤维素醚来实现，这限制了作为涂层增稠剂或阻隔物的性能。此外，根据wo 2013/057132的方法制备的cmc溶液需要溶液的ph值为7.5-11，如果cmc溶液中含有杂质，ph值会缩短cmc溶液的保质期。
9、美国专利第5080717号公开了在纸用涂料组合物中的多糖混合物的水性流体悬浮液。这些悬浮液需要稳定剂(例如，黄原胶)。悬浮液可能会出现问题，因为悬浮固体容易沉降(例如，形成聚集体，因此导致其中悬浮固体分布不均的不均匀产品)。这进而可能对所述悬浮液的应用性能产生负面影响(例如，活性物施用不均匀)，因此美国专利第5080717号的产品仍然需要在使用前溶解。另一方面，溶液不受此问题的影响(即，溶质均匀分布在均匀的水相中)。因此，当在上述应用中使用时，纤维素醚溶液更易于处理并且产生更一致的结果。
10、仍然需要一种制备低粘度羧甲基纤维素溶液的方法，所述溶液具有增加量的高分子量羧甲基纤维素。如果cmc可以以具有高固体含量、特别是具有高分子量cmc的高固体含量的现成溶液提供，这将提供一种改进的产品，同时也是一种对最终使用者更具成本效益和持续性的替代品。
技术实现思路
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1.一种生产高固体、低粘度的羧甲基纤维素(CMC)溶液的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)和b)中分别添加的低分子量CMC和高分子量CMC的量使得溶液中CMC的总量至少为20重量％。
3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤a)和b)中分别添加的低分子量CMC和高分子量CMC的量使得最终溶液中低分子量CMC的总量至少为约15重量％并且最终溶液中高分子量CMC的总量至少为5重量％，在每种情况下，重量％相对于CMC溶液总重量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述CMC溶液中低分子量CMC与高分子量CMC的重量比(低Mw：高Mw)为约3:7至约9:1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述低分子量CMC的重均分子量小于20kDa并且所述高分子量CMC的重均分子量大于30kDa。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述低分子量CMC的阴离子取代度(DSA)为约0.4至约1.5并且其中所述高分子量CMC的阴离子取代度(DSA)为约0.4至约1.5。>
7.一种羧甲基纤维素(CMC)溶液，其包含：
8.根据权利要求7所述的CMC溶液，其中溶液中CMC的总量至少为20重量％，其中溶液中低分子量CMC的量至少为15重量％，并且其中溶液中高分子量CMC的量至少为5重量％，在每种情况下，重量％相对于CMC溶液总重量。
9.根据权利要求7或8所述的CMC溶液，其中所述CMC溶液还包含至少一种增塑剂。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的CMC溶液，其中所述CMC溶液的pH为约4.5至约7.5。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的高固体含量CMC溶液作为纸张或纸板基材的表面处理剂的用途。
12.一种处理纸张或纸板基材表面的方法，其包括将根据权利要求7-10中任一项所述的CMC溶液施用于纸张或纸板基材表面。
13.一种通过根据权利要求12所述的方法获得的经表面处理的纸张或纸板基材。
14.根据权利要求7-10中任一项的高固体含量CMC溶液作为辅助粘结料和/或增稠剂的用途。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种生产高固体、低粘度的羧甲基纤维素(cmc)溶液的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)和b)中分别添加的低分子量cmc和高分子量cmc的量使得溶液中cmc的总量至少为20重量％。
3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤a)和b)中分别添加的低分子量cmc和高分子量cmc的量使得最终溶液中低分子量cmc的总量至少为约15重量％并且最终溶液中高分子量cmc的总量至少为5重量％，在每种情况下，重量％相对于cmc溶液总重量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述cmc溶液中低分子量cmc与高分子量cmc的重量比(低mw：高mw)为约3:7至约9:1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述低分子量cmc的重均分子量小于20kda并且所述高分子量cmc的重均分子量大于30kda。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述低分子量cmc的阴离子取代度(dsa)为约0.4至约1.5并且其中所述高分子量cmc的阴离子取代度(...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·I·鲁塔宁，K·K·维萨宁，J·M·阿提卡利，M·J·坎尼艾宁，
申请(专利权)人：诺力昂化学品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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