一种制备羧甲基纤维素锂的方法技术

本发明专利技术属于天然高分子化学改性领域，具体涉及一种制备羧甲基纤维素锂的方法。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种制备羧甲基纤维素锂的方法，包括以下步骤：A、制碱混合液：将LiOH或LiOH.nH2O、水和有机溶剂混合溶解得碱混合液；B、锂化：将纤维素加入碱混合液中在0～30℃下反应10～60min，再升温至30～80℃反应10～180min；C、醚化：降温后加入醚化液，在0～50℃下反应10～60min，再升温至50～80℃反应10～180min；经后处理得CMC‑Li粗品；D、深度锂化、醚化：根据需求，再将CMC‑Li粗品进行多次锂化、多次醚化，再经后处理得CMC‑Li成品。本发明专利技术方法所得羧甲基纤维素锂取代度、粘度可控，且透光率良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于天然高分子化学改性领域，具体涉及一种制备羧甲基纤维素锂的方法。
技术介绍
目前，制备羧甲基纤维素锂的方法主要分为两种，间接法和直接法。以羧甲基纤维素钠为原料，通过酸化工艺和碱化工艺制备目标产品，该方法统称为间接法。以CN102206286A专利为例，其方法是首先往於浆法制得的羧甲基纤维素钠中加入15～25％的盐酸进行酸化，在20～50℃下反应一定时间得到羧甲基纤维素粗品，经过体积浓度为80～95％的有机溶剂洗涤、脱水、干燥和粉碎得到羧甲基纤维素酸纯品；再加入LiOH.H2O水溶液在40～60℃下反应一定时间后用冰醋酸进行中和，然后用一定浓度的有机溶剂洗涤、脱液、干燥和粉碎得到羧甲基纤维素锂。该制备方法为锂元素对钠元素的不完全取代，体系中会有残留未完全反应的CMC-Na，制备的CMC-Li较原材料CMC-Na取代度和粘度均有一定幅度的降低，从而无法制备高粘度、高取代度的CMC-Li产品。以纤维素为原料，按照常规制备CMC-Na方法通过化碱、碱化、醚化制备CMC-Li，即为直接法。但是该方法反应均匀性差，制备得到的CMC-Li取代度低、透明度低，透明度低。
技术实现思路
针对上述现有制备羧甲基纤维素锂的方法存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种制备羧甲基纤维素锂的方法。该方法可根据需求得到取代度DS范围为0.6～2.0、粘度范围为50～6000mPa.s的羧甲基纤维素锂，且透光率高达97％以上。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种制备羧甲基纤维素锂的方法。该方法包括以下步骤：A、制碱混合液：将LiOH或LiOH.nH2O、水和有机溶剂混合溶解得碱混合液；所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇或叔丁醇中的至少一种；B、锂化：将纤维素加入碱混合液中，先在0～30℃下反应10～60min，再升温至30～80℃反应10～180min；C、醚化：降温后加入醚化液，然后先在0～50℃下反应10～60min，再升温至50～80℃反应10～180min；经后处理得CMC-Li粗品；所述醚化液由氯乙酸和有机溶剂混合溶解而成；所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇或叔丁醇中的至少一种；D、深度锂化、醚化：将CMC-Li粗品进行多次锂化和醚化，经后处理得CMC-Li成品；所述多次为一次以上。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤A中，所述混合溶解温度为0～90℃，时间为10～240min。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤A中，所述碱混合液中有机溶剂的质量浓度为10～90％。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤A中，所述碱混合液中氢氧化锂质量浓度为1％至过饱和。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤B中，所述的纤维素为精制棉、竹浆粕或木浆粕中的至少一种。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤B中，所述纤维素与碱混合液中氢氧根的摩尔比为1︰1～6。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤C中，所述醚化液的浓度为10～1500g/L。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤C中，所述醚化液中氯乙酸与纤维素的摩尔比为1～6︰1。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤D中，所述多次锂化和醚化为重新加入碱混合液进行锂化，重新加入醚化液进行醚化。进一步的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤D中，所述多次锂化和醚化的条件为：锂化：先在0～30℃下反应10～60min，再升温至30～80℃反应10～180min；醚化：先在0～50℃下反应10～60min，再升温至50～80℃反应10～180min。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法，采用捏合机或反应釜为反应设备。进一步的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法，采用反应釜为反应设备时，整个反应过程抽真空后通入惰性气体控制压力为-1～2MPa。本专利技术方法可直接以纤维素为原料，操作简单、易控制，且本专利技术方法可根据需求控制取代度、粘度，得到取代度DS为0.6～2.0、粘度(1％干样B型粘度计)为50～6000mPa.s的羧甲基纤维素锂，且透光率高达97％以上。具体实施方式由于现有技术间接法制备得到的羧甲基纤维素锂存在取代度低、粘度低、纯度低等缺陷，本专利技术人预提供一种羧甲基纤维素锂的制备方法。本专利技术人经过大量实验，在常规直接法的基础上，调整了碱棉比、醚棉比、锂化方式和条件、醚化方式和条件等参数，制备得到了羧甲基纤维素锂，但该羧甲基纤维素锂同样具有取代度较低、水溶液混浊、反应均匀性差等缺点，不能满足使用要求；进一步的，专利技术人又进行了大量研究发现，可将得到的羧甲基纤维素锂重新加入碱混合液中进行再次锂化、锂化结束后再加入醚化液进行再次醚化，即重复步骤B、C，根据不同用户对羧甲基纤维素锂的取代度、粘度的不同要求来决定再次锂化、醚化的次数。进一步的，再次锂化、醚化的各原料的添加量、反应时间、温度等参数可根据要求在第一次锂化、醚化的范围内合理地进行调整。一种制备羧甲基纤维素锂的方法，包括以下步骤：A、配制碱混合液、醚化液：将LiOH或LiOH.nH2O、水和有机溶剂混合溶解得碱混合液；用有机溶剂将氯乙酸溶解制成醚化液；所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇或叔丁醇中的至少一种；B、锂化：将纤维素加入碱混合液中，先在0～30℃下反应10～60min，再升温至30～80℃反应10～180min；所述纤维素与碱混合液中氢氧根的摩尔比为1︰1～6；C、醚化：降温后加入醚化液，然后先在0～50℃下反应10～60min，再升温至50～80℃反应10～180min；经离心、洗涤、烘干、粉碎等后处理步骤得CMC-Li粗品；所述醚化液中氯乙酸与纤维素的摩尔比为1～6︰1；D、深度锂化、醚化：将所得CMC-Li粗品重复步骤B、C进行深度锂化、醚化，即再加入碱混合液中进行锂化，然后加入醚化液进行醚化，根据对成品取代度、粘度的要求决定深度锂化、醚化的次数，醚化结束后经离心、洗涤、烘干、粉碎等后处理步骤得CMC-Li成品。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤A中，所述混合溶解温度为0～90℃，时间为10～240min。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤A中，所述碱混合液中有机溶剂的质量浓度为10～90％。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤A中，所述碱混合液中氢氧化锂质量浓度为1％至过饱和。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤B中，所述的纤维素为精制棉、竹浆粕或木浆粕中的至少一种。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤C中，所述醚化液的浓度为10～1500g/L。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤D中，所述多次锂化和醚化为重新加入碱混合液进行锂化，重新加入醚化液进行醚化。进一步的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法步骤D中，所述多次锂化和醚化的条件为：锂化：先在0～30℃下反应10～60min，再升温至30～80℃反应10～180min；醚化：先在0～50℃下反应10～60min，再升温至50～80℃反应10～180min。优选的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法，采用捏合机或反应釜为反应设备。进一步的，上述制备羧甲基纤维素锂的方法，采用反应釜为反应设备时，整个反应过程抽真空后通入惰性气体控制压力为-1～2MPa。实施例1称取300gLiOH.2H2O、800g去离子水和765g工业级异丙醇在10℃条件下溶解8本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备羧甲基纤维素锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：A、制碱混合液：将LiOH或LiOH.nH2O、水和有机溶剂混合溶解得碱混合液；所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇或叔丁醇中的至少一种；B、锂化：将纤维素加入碱混合液中，先在0～30℃下反应10～60min，再升温至30～80℃反应10～180min；C、醚化：降温后加入醚化液，然后先在0～50℃下反应10～60min，再升温至50～80℃反应10～180min；经后处理得CMC‑Li粗品；所述醚化液由氯乙酸和有机溶剂混合溶解而成；所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇或叔丁醇中的至少一种；D、深度锂化、醚化：将CMC‑Li粗品进行多次锂化和醚化，经后处理得CMC‑Li成品；所述多次为一次以上。

【技术特征摘要】
1.制备羧甲基纤维素锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：A、制碱混合液：将LiOH或LiOH.nH2O、水和有机溶剂混合溶解得碱混合液；所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇或叔丁醇中的至少一种；B、锂化：将纤维素加入碱混合液中，先在0～30℃下反应10～60min，再升温至30～80℃反应10～180min；C、醚化：降温后加入醚化液，然后先在0～50℃下反应10～60min，再升温至50～80℃反应10～180min；经后处理得CMC-Li粗品；所述醚化液由氯乙酸和有机溶剂混合溶解而成；所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇或叔丁醇中的至少一种；D、深度锂化、醚化：将CMC-Li粗品进行多次锂化和醚化，经后处理得CMC-Li成品；所述多次为一次以上。2.根据权利要求1所述的制备羧甲基纤维素锂的方法，其特征在于：步骤A中，所述碱混合液中有机溶剂的质量浓度为10～90％。3.根据权利要求1所述的制备羧甲基纤维素锂的方法，其特征在于：步骤A中，所述碱混合液中氢氧化锂质量浓度为1％至过饱和。4.根据权利要求1所述的制备羧甲基纤维素锂的方法，其特征在于：步骤B中，所述的纤维素为精制棉、...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡少琴，李永峰，杨羽茂，杨康伦，马开雄，刘江新，
申请(专利权)人：泸州北方化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51