大板料用取代度的醋酸纤维素的制备方法技术

一种大板料用取代度的醋酸纤维素的制备方法，包括以下步骤：（1）纤维素预处理：纤维素选用棉浆，将100质量份的棉浆研磨成片状后，加入35‑80质量份的温度25‑35℃的预处理剂进行预处理，预处理时间为20‑45分钟；（2）制备混酸：将醋酸和醋酸酐混合制成混合液；（3）乙酰化反应：在混酸温度下，将纤维素加入混酸中形成浆液，纤维素在混酸中进行乙酰化反应；（4）水解；（5）对水解后的浆液压滤，加入脱盐水成型，得到醋片；（6）对醋片洗涤和干燥，得到醋酸纤维素酯。本发明专利技术通过低温醋化工艺和程序控制水解条件来控制粘度和取代度，洗涤通过加入热稳定剂来调节热稳定性，同时增加漂白和过滤工序来达到大板料的使用要求。

Preparation of Cellulose Acetate with Degree of Substitution for Large Sheet Material

【技术实现步骤摘要】
大板料用取代度的醋酸纤维素的制备方法
技术介绍
大板料是具有极强立体感的塑料片材及板材，具有良好的可塑性，质地柔韧，不易折断，并具有色泽鲜艳、花色繁多、闪光性好、有弹性、耐水、耐油、耐酸、强度高、容易加工成形等。主要应用于制造乐器装饰材料、吉他拨片、发夹、工艺品(如人造珍珠、佛珠….)、乒乓球、眼镜架、文教用品、军工用品等。制备大板料用的塑料级二醋酸纤维素对指标有特殊的要求，取代度2.25-2.3，粘度(6％丙酮-水溶液)70-90mpa.s，热稳定性好。中国专利文献CN102180975A公开的《醋酸纤维素酯的制备工艺》、CN105073782A公开的《低取代度乙酸纤维素》以及CN106317229A公开的《一种制备低取代度醋酸纤维素的生产方法》均是低取代度醋酸纤维素的制备方法，取代度范围为0.4-2.0，此取代度范围内的醋酸纤维素不能用于制备大板料，并且其热敏电阻b值及热稳定性均无法满足使用要求。低取代度醋酸纤维素在制备过程中一般随着取代度的降低，粘度、密度等指标均随之降低，因此在制备三醋酸纤维素的过程中就需要提高粘度。目前还没有记载取代度为2.25-2.3醋酸纤维素制备方法的文献。
技术实现思路
本专利技术针对现有取代度为2.25-2.3醋酸纤维素的制备技术存在的不足，提供一种制备取代度为2.25-2.3醋酸纤维素的方法，使各项指标满足大板料制备的工艺要求。本专利技术大板料用取代度的醋酸纤维素的制备方法，包括以下步骤：(1)纤维素预处理：纤维素选用棉浆，将100质量份的棉浆研磨成片状后，加入35-80质量份的温度25-35℃的预处理剂进行预处理，预处理时间为20-45分钟。所述棉浆，DP＝1200-1800，R-10≥99％。所述的预处理剂包括醋酸和水中的一种或两种任意比例的混合。由于在制备过程中需要将纤维素压制成浆板，密度增大，与预处理剂不能很好的接触，因此还需要用粉碎机和研磨机将浆板撕裂、研磨成小片状或绒状。(2)制备混酸：将醋酸和醋酸酐在温度-15～-24℃下混合，制成混合液，其中醋酸的质量比例为55-58％，醋酸酐的比例为42-45％；将醋酸和醋酸酐混合液中加入硫酸，制成混酸，其中按棉浆的质量份，混合液为500-800质量份，硫酸为5-15质量份；(3)乙酰化反应：在混酸温度下，将步骤(1)预处理后的纤维素加入混酸中形成浆液，纤维素在混酸中进行乙酰化反应；升温至反应温度40-50℃，反应20-50分钟；加入醋酸镁中和50-70％硫酸；(4)水解：在水解升温至60-80℃的过程中加入醋酸镁中和20-40％硫酸，随后升到预设的水解温度85℃，检测浆液的结合酸，当浆液的结合酸降到54％时，加入醋酸镁中和5-10％的硫酸，同时加入漂白剂；当浆液的结合酸降到53.5％，加入醋酸镁中和剩余的硫酸；所述水解时间为130-180分钟。所述漂白剂的用量为浆液质量的0.3-1％。所述的漂白剂为浓度5％的次氯酸钠溶液、浓度5％的双氧水溶液、浓度5％的亚硫酸氢钠溶液中的一种或几种混合。(5)对水解后的浆液压滤，加入脱盐水成型，得到醋片；所述过滤精度为3μm～50μm。(6)对醋片洗涤和干燥，得到醋酸纤维素酯。所述洗涤的洗涤水中加入热稳定剂。所述热稳定剂是醋酸钙、醋酸镁、磷酸、磷酸镁和磷酸钙中的一种或两种以上混合。上述方法制备的醋酸纤维素酯，其结合酸为52.5-53.5％，取代度为2.25-2.3dL/g(具体实施方式中各实施例的取代度达到2.257-2.268，达到了制备大板料所需的2.23-2.3这个范围)，粘度(6％丙酮-水溶液)70-90mpa.s，b值≤6，堵塞值,＞80g/cm2，熔流指数6min≤150g/10min，240min≤200g/10min。本专利技术通过低温醋化工艺和程序控制水解条件来控制粘度和取代度，洗涤通过加入热稳定剂来调节热稳定性，同时增加漂白和过滤工序来达到大板料的使用要求。附图说明图1是本专利技术制备的取代度为2.25-2.3醋酸纤维素醋片。图2是采用本专利技术制备的醋酸纤维素酯制作的大板料黑白图片。图3是采用本专利技术制备的醋酸纤维素酯制作的大板料彩色图片。具体实施方式实施例1(1)将DP＝1200-1800，R-10≥99％的棉浆2kg研磨小片状或绒状，加入温度为30℃的水和醋酸，共1.2kg(水和醋酸两者质量一样)，进行预处理45min；(2)采用夹套式反应釜，反应釜内通入冷冻盐水，在-24℃下将按质量百分比醋酸56.7％和醋酸酐43.3％的比例醋酸6.804kg和醋酸酐5.196kg混合，再加入硫酸0.25kg，制成12.25kg混酸。混酸中棉浆100质量份，混合液为600质量份，硫酸为12.5质量份，每质量份为20克。将混酸中作为催化剂，加入到预处理好的木浆中，形成浆液；控制反应釜升温至反应温度47℃，继续反应25min。加入25％醋酸镁溶液中和70％硫酸。(3)通入蒸汽水解，浆液升温到80℃后加入25％醋酸镁溶液中和20％硫酸，继续升温到85℃。采用电位滴定仪检测浆液的结合酸，当浆液的结合酸降到54％时，加入25％醋酸镁溶液中和8％的硫酸，再加入50g浓度5％的漂白剂(次氯酸钠、双氧水、亚硫酸氢钠中的一种或几种混合)，漂白剂的用量为浆液量的0.4％。当浆液的结合酸降到53.5％，加入过量的醋酸镁溶液中和剩余的硫酸。水解时间为130-180分钟。(4)水解后的浆液通过30μm滤布的压滤，加入脱盐水成型，得到如图1所示的醋片。(5)成型后的醋片在含有热稳定剂(醋酸钙、醋酸镁、磷酸、磷酸镁和磷酸钙中的一种或两种以上混合)的洗涤水中浸泡，干燥得到醋酸纤维素酯样品。采用本实施例制备的醋酸纤维素酯制作的大板料如图2和图3所示，图2为黑白图片，图3为彩色图片，但是在彩色下才能体现这种大板料产品的优势。实施例2(1)将研磨好的棉浆2kg，加入温度为30℃的水和醋酸共1.6kg，其中水1kg，醋酸0.6kg，进行预处理25min。(2)采用夹套式反应釜，反应釜内通入冷冻盐水，在-20℃下按质量百分比醋酸56％和醋酸酐44％的比例将醋酸5.6kg和醋酸酐4.4kg混合，再加入硫酸0.3kg，制成10.3kg混酸。混酸中棉浆100质量份，混合液为500质量份，硫酸为15质量份，每质量份为20克。将混酸中作为催化剂，再加入到预处理好的木浆中，形成浆液；控制反应釜升温至反应温度50℃，继续反应20min。加入25％醋酸镁溶液中和50％硫酸。(3)通入蒸汽水解，水解浆液升温到80℃，加入25％醋酸镁中和40％硫酸，继续升温到85℃。采用电位滴定仪检测浆液的结合酸，当浆液的结合酸降到54％时，加入25％醋酸镁中和8％的硫酸，再加入100.3g浓度5％的漂白剂漂白剂的用量为浆液量的1％；当浆液的结合酸降到53.5％，加入过量的醋酸镁中和剩余的硫酸。(4)水解后的浆液通过40μm滤布的压滤，加入脱盐水成型。(5)成型后的醋片在含有热稳定剂的洗涤水中浸泡，干燥得到样品。实施例3(1)将研磨好的棉浆2kg，加入温度为35℃的水和醋酸共1kg，其中水0.3kg，醋酸0.7kg，预处理40min；(2)采用夹套式反应釜，反应釜内通入冷冻盐水，在-15℃下按质量百分比醋酸57％和醋酸酐43％的比例将醋酸9.12kg和醋酸酐6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大板料用取代度的醋酸纤维素的制备方法，其特征是，包括以下步骤：(1)纤维素预处理：纤维素选用棉浆，将100质量份的棉浆研磨成片状后，加入35‑80质量份的温度25‑35℃的预处理剂进行预处理，预处理时间为20‑45分钟。(2)制备混酸：将醋酸和醋酸酐在温度‑15～‑24℃下混合，制成混合液，其中醋酸的质量比例为55‑58％，醋酸酐的比例为42‑45％；将醋酸和醋酸酐混合液中加入硫酸，制成混酸，其中按棉浆的质量份，混合液为500‑800质量份，硫酸为5‑15质量份；(3)乙酰化反应：在混酸温度下，将步骤(1)预处理后的纤维素加入混酸中形成浆液，纤维素在混酸中进行乙酰化反应；升温至反应温度40‑50℃，反应20‑50分钟；加入醋酸镁中和50‑70％硫酸；(4)水解：在水解升温至60‑80℃的过程中加入醋酸镁中和20‑40％硫酸，随后升到预设的水解温度85℃，检测浆液的结合酸，当浆液的结合酸降到54％时，加入醋酸镁中和5‑10％的硫酸，同时加入漂白剂；当浆液的结合酸降到53.5％，加入醋酸镁中和剩余的硫酸；(5)对水解后的浆液压滤，加入脱盐水成型，得到醋片；(6)对醋片洗涤和干燥，得到醋酸纤维素酯。...

【技术特征摘要】
1.一种大板料用取代度的醋酸纤维素的制备方法，其特征是，包括以下步骤：(1)纤维素预处理：纤维素选用棉浆，将100质量份的棉浆研磨成片状后，加入35-80质量份的温度25-35℃的预处理剂进行预处理，预处理时间为20-45分钟。(2)制备混酸：将醋酸和醋酸酐在温度-15～-24℃下混合，制成混合液，其中醋酸的质量比例为55-58％，醋酸酐的比例为42-45％；将醋酸和醋酸酐混合液中加入硫酸，制成混酸，其中按棉浆的质量份，混合液为500-800质量份，硫酸为5-15质量份；(3)乙酰化反应：在混酸温度下，将步骤(1)预处理后的纤维素加入混酸中形成浆液，纤维素在混酸中进行乙酰化反应；升温至反应温度40-50℃，反应20-50分钟；加入醋酸镁中和50-70％硫酸；(4)水解：在水解升温至60-80℃的过程中加入醋酸镁中和20-40％硫酸，随后升到预设的水解温度85℃，检测浆液的结合酸，当浆液的结合酸降到54％时，加入醋酸镁中和5-10％的硫酸，同时加入漂白剂；当浆液的结合酸降到53.5％，加入醋酸镁中和剩余的硫酸；(5)对水解后的浆液压滤，加入脱盐水成型，得到醋片；(6)对醋片洗涤和干燥，得到醋酸纤维素酯。2.根据权利要求1所述的大板...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克璋，
申请(专利权)人：中峰化学有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37