非離子纖維素醚及其應用制造技術

本發明專利技術涉及絮凝溫度為７０－９５℃、ＤＳ－甲基為０．１－０．８且ＤＳ－乙基為０．１－０．７的非離子甲基乙基羥基乙基纖維素醚。該纖維素醚具有各種性能且可以在含水配方如含有膠乳的含水油漆組合物中用作增稠劑或流變改性劑。還公開了一種制造該纖維素醚的方法。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】?非離子纖維素醚及其應用本專利技術涉及一種絮凝溫度為70-95℃的非離子甲基乙基羥基乙基纖維素醚。該纖維素醚具有各種性能且可以在含水配方如含有膠乳的含水油漆組合物中用作增稠劑或流變改性劑。非離子纖維素醚長期以來一直在含水油漆組合物如含有膠乳的油漆組合物中用作增稠劑。它們還對含水油漆組合物的穩定性、稠度和保水性具有顯著作用。此外，非離子纖維素醚易于與油漆組合物中通常存在的成分結合。常用于含水油漆組合物中的一類非離子纖維素醚是羥基乙基纖維素醚，其不具有在水中低于100℃的絮凝溫度。該類纖維素醚受到重視，因為它們在用于含水油漆組合物中時通常導致穩定的粘度、絮凝有機和無機顏料的傾向低以及形成穩定泡沫的傾向低。然而，羥基乙基纖維素醚具有的缺點是增稠作用較弱且沒有潤濕能力或僅有弱潤濕能力。另一類非離子纖維素醚是水溶性纖維素醚，其在水中的絮凝溫度低于100℃。該類纖維素醚的實例是在水中的絮凝溫度為50-75℃的甲基羥基乙基纖維素醚、甲基羥基丙基纖維素醚、甲基纖維素醚和乙基羥基乙基纖維素醚。這些纖維素醚受到重視，因為它們具有良好的增稠和潤濕能力且降低表面張力。與絮凝溫度高于100℃的羥基乙基纖維素醚相比，它們還賦予含水油漆組合物以改進的流動性。然而，烷基纖維素醚的缺點是在生產油漆時它們有時導致形成穩定的泡沫且導致無機或有機顏料絮凝，以及導致油漆組合物的粘度在儲存過程中增加。水溶性甲基乙基羥基乙基纖維素醚也是已知的且公開于EP?929?716A1、PCT/SE02/02164和PCT/SE02/02165中。這些纖維素醚可以有利地用于灰漿或紙張涂敷組合物中。因此，顯然需要找到新的具有改進性能的多功能非離子纖維素醚，所述改進性能使得這些醚適用于含水油漆組合物中。該類具有改進性能的非-->離子纖維素醚可以是降低表面張力(改進潤濕能力)但不導致形成高穩定性泡沫的纖維素醚；或賦予含水油漆組合物以高穩定性而不引起無機和有機顏料的絮凝并產生良好的顏料容納能力的纖維素醚。現已發現在用于含水油漆組合物中時，某些類型的水溶性甲基乙基羥基乙基纖維素醚降低了穩定泡沫的形成并改進了穩定性，但在儲存過程中并不具有絮凝有機和無機顏料或增加粘度的妨害傾向。該類纖維素醚還保持了烷基纖維素醚的有利性能，如良好的潤濕能力和高增稠效果。本專利技術的纖維素醚具有的絮凝溫度為70-95℃，合適的是75-90℃，優選78-85℃；甲基的DS取代度為0.1-0.8，優選0.2-0.6；以及乙基的DS取代度為0.1-0.7，優選0.2-0.6。MS-羥基乙基合適地為1.5-2.8，優選1.7-2.5。本專利技術的烷基羥基乙基纖維素醚的粘度通常為10-10000cP，優選100-7000cP，根據Brookfield?LV在12rpm和20℃下在pH為7的1％水溶液中測量的值。為了測定甲基、乙基和羥基乙基取代基，結合采用了兩種方法。這兩種方法均使用相同的原理，即用氫鹵酸使醚鍵斷裂并定量氣相色譜分析形成的烷基鹵。甲基取代度通過使用氫碘酸和己二酸測定，這導致醚鍵斷裂并形成對應的烷基碘。在反應過程中，所形成的烷基碘連續萃取到二甲苯相中并通過氣相色譜法分析。在斷裂反應中，乙基和羥基乙基取代基均形成碘乙烷，這使得必須進一步分析乙基和羥基乙基取代基。因此，還利用在乙酸中的氫溴酸斷裂乙氧基和羥基乙氧基，乙基和羥基乙基形成溴乙烷和1，2-二溴乙烷。這些溴化物的量通過氣相色譜法測定。還參見Hodges?K.L.；Analytical?Chemistry(分析化學)；第51卷(1979)，第2172頁以及SteadHindley；J?Chromatog(色譜雜志)(1969)；第470-475頁。除了甲基、乙基和羥基乙基取代基外，烷基羥基乙基纖維素醚還可含有其它取代基，如羥基丙基和利用存在4-22個碳原子的烴基疏水改性的取代基。含有4-22個碳原子的烴基的合適取代基公開于美國專利4?228?277和5?140?099以及專利公布WO?00/08058中。尤其合適的是含有下式基團的取代基：-->其中R為8-16個碳原子的脂族基團且n為1-7的數。若存在的話，MS羥基丙基通常為0.1-0.5且含有C4-C22烴基的取代基的MS合適地為0.006-0.1。本專利技術的甲基乙基羥基乙基纖維素醚可以根據本領域已完整建立的實踐通過本身已知的反應步驟制備。因此，可以通過用堿絲光處理纖維素而在一個或多個步驟中制備堿纖維素(活化纖維素)并在一個或多個步驟中使其進一步與合適量的環氧乙烷、氯甲烷和氯乙烷在有機反應介質存在下在50-120℃的溫度下反應，所述有機反應介質如氯乙烷、丙酮、烷基封端的單或聚(乙二醇)、異丙醇、叔丁醇或二甲氧基乙烷或其混合物。合適的是將該纖維素在一個或多個步驟中用總量為0.8-1.8mol堿/mol糖單元的含水堿進行絲光處理；并且在一個或多個步驟中在有機反應介質存在下在50-120℃的溫度下將總量為2.6-5.5mol/mol糖單元的環氧乙烷、總量為0.2-1.5mol/mol糖單元的氯甲烷和總量為0.2-1.5mol/mol糖單元的氯乙烷加入并與該絲光處理的纖維素反應。反應介質與纖維素之間的重量比為1∶1-10∶1，合適地為4∶3-3∶1。在將氯乙烷用作反應介質時，所需量的氯乙烷已經存在于反應混合物中且沒有必要進一步加入氯乙烷。乙基化可以通過堿的用量、反應溫度和反應時間進行調節。若需要，可以在反應過程中在后期加入一部分堿，以進一步活化該纖維素。甲基和乙基的總取代度可以通過絲光處理工藝中的堿的用量進行控制，因為對應當量的NaOH已消耗并形成氯化鈉。由于副反應，烷基取代的產率僅為40-60％。根據本專利技術的一個合適實施方案，用堿絲光處理纖維素可以在該方法的初始階段也可以該方法的后期階段進行，優選在加入總量中的一部分環氧乙烷、總量中的至少一部分氯甲烷和總量中的至少一部分氯乙烷并與初始絲光處理的纖維素反應之后。在該方法中，纖維素可以首先用總量中的一部分堿進行絲光處理；在一個或多個步驟中在50-120℃的溫度下將總量中的一部分環氧乙烷、一部分或全部量的氯甲烷和一部分或全部量的氯乙烷(若氯乙烷不作為反應介質存在的話)加入初始絲光處理的纖維素中并與其反應，然后用剩余部分的堿進一步絲光處理部分取代的絲光處理纖維素；以及在一個或多個步驟中在50-120℃的溫度下將剩余部分的環氧乙烷以及任何剩余部分的氯甲烷和部分任何剩余部分的氯乙烷(若氯乙烷不作為-->反應介質存在的話)加入進一步絲光處理的纖維素中并與其反應。通常而言，乙氧基化反應在50-80℃下進行，甲基化反應在65-90℃下進行，而乙基化反應在95-115℃下進行。本專利技術的多功能纖維素醚可以有利地以0.1-2.5重量％的量在含水配方中用作增稠劑或流變改性劑。這些配方可以呈溶液、乳液、分散體或懸浮液形式。典型的應用領域是含水油漆組合物，如乳膠漆；含水有機填料組合物；含水個人護理產品，如洗發水、含水調理劑和化妝品；含水洗滌劑組合物，如硬表面清潔劑和洗衣用組合物；以及紙張涂敷的含水組合物，如涂層潤滑劑。纖維素醚非常適用于水性平光、半平光、半光澤和光澤油漆組合物。纖維素醚的加入量根據油漆組合物的成分以及纖維素醚的取代度和粘度而變化，但加入量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種甲基乙基羥基乙基纖維素醚，其特征在于該纖維素醚的絮凝溫度為７０－９５℃、ＤＳ－甲基為０．１－０．８且ＤＳ－乙基為０．１－０．７。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】SE 2003-1-31 0300235-91.一種甲基乙基羥基乙基纖維素醚，其特征在于該纖維素醚的絮凝溫度為70-95℃、DS-甲基為0.1-0.8且DS-乙基為0.1-0.7。2.根據權利要求1的纖維素醚，其特征在于其MS-羥基乙基為1.5-2.8。3.根據權利要求1的纖維素醚，其特征在于其DS-甲基為0.2-0.6，DS-乙基為0.2-0.6且MS-羥基乙基為1.7-2.5。4.根據權利要求3的纖維素醚，其特征在于其絮凝溫度為78-85℃。5.根據權利要求1-4中任一項的纖維素醚，其特征在于其還含有選自羥基丙基和含有4-22個碳原子的烴基的取代基的取代基。6.一種制造根據權利要求1-5中任一項的甲基乙基羥基乙基纖維素醚的方法，其特征在于在一個或多個步驟中用含水堿以0.8-1.8mol堿/mol糖單元的總量絲光處理纖維素；并在一個或多個步驟中在有機反應介質存在下在50-120℃的溫度下將總量為2.6-5.5mol/mol糖單元的氧化乙烯、總量為0.2-1.5mol/mo...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P博斯特倫，K松德貝里，
申請(專利權)人：阿克佐諾貝爾股份有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]