[發明專利]用竹纖維制備纖維素硝酸酯的方法

有效

• 申請號: 201110144526.3
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102161704A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 張仁旭;馬君;趙利斌;彭歡
• 申請（專利權）人: 四川北方硝化棉股份有限公司
• 主分類號: C08B5/02
• 分類號: C08B5/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 羅麗;武森濤

技術領域

本發明屬于硝化棉生產方法技術領域，特別涉及用現有竹纖維制備纖維素硝酸酯的方法。

背景技術

纖維素硝酸酯，俗稱硝化棉或硝化纖維，是纖維素與硝酸反應的產物，最初用于軍用領域，是制造發射藥、導彈、火箭推進劑的重要原料；同時，纖維素硝酸酯具有良好的成膜性能，可用于金屬、木材等材料的表面涂層，因此廣泛應用于民用行業，主要用于制造各種油漆、打字蠟紙、油墨、漆布、瓶口密封套、粘合劑、皮革油、指甲油、酯溶性或水溶性涂料、乒乓球、鋼琴鍵等產品。

目前，國內外的硝化棉生產主要以精制棉為原材料，其生產硝化棉的工藝參數為：硝化溫度：32-40℃；硝化系數(混酸用量和精制棉用量比)：50左右；硝化時間：35-40min，混酸用量：硝酸24％左右，硫酸55-64％，水分為余量。制得的含水的纖維素硝酸酯的硝化度為172.0-198.0ml/g，其溶液透光率≥94.5％。但是，以精制棉為原材料生產硝化棉的成本相對較高。

竹纖維是從自然生長的竹子中提取出的一種纖維素纖維，是繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維。竹纖維在我國具有豐富的資源，再生的發展速度很快，且種植不受土質、氣候和地理條件的影響。

竹纖維常用于紡織、造紙等領域，在世界范圍內還沒有以竹纖維為原材料生產纖維素硝酸酯的先例。因此，若直接將現有的紡織、造紙等領域用竹纖維(α-纖維素≤92.0％，白度≤80.0％，灰分≥0.65％，硫酸不溶物≥0.65％)原材料進行硝化反應，雖然能獲得硝化度符合指標(172.0-198.0ml/g)的纖維素硝酸酯，但是其溶液的透明度偏低，難于應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用竹纖維制備纖維素硝酸酯的方法，該方法實現了纖維素硝酸酯生產原材料的多元化。

本發明用竹纖維制備纖維素硝酸酯的方法：

1)、打漿：將竹纖維溶于水中，攪拌均勻；

2)、氯化：步驟1)得到的料漿加入次氯酸鈉進行氯化，控制pH≤2；

3)、堿處理：氯化后過濾，濾渣加入重量百分比濃度0.1～0.3％的氫氧化鈉溶液；

4)、漂白：堿處理后過濾，濾渣加入重量百分比濃度0.05～0.3％次氯酸鈉溶液；

5)、酸化：漂白后過濾，濾渣加入水，控制pH≤3.5；

6)、洗滌、烘干：酸化后過濾，濾渣用水洗滌并烘干，得到預處理后的竹纖維；

7)、硝化：將100重量份的預處理后的竹纖維與2500～6000重量份、溫度為33～47℃的混酸混合，反應38～50min，所述混酸為硝酸、硫酸和水的混合物，混酸中按質量分數計硝酸含量22.00～48.00％，硫酸含量37～64％，其余為水分；

8)、煮洗、洗滌并烘干得到纖維素硝酸酯。

優選的，步驟1)水的用量為竹纖維重量的17～50倍，優選為30～37倍。

步驟2)次氯酸鈉用量為料漿重量的0.05～0.10％，反應溫度為常溫(0～40℃)，氯化時間0.5～2.5h；優選反應溫度為5～25℃，氯化時間1～1.5h。

步驟3)堿處理于55～75℃反應0.5～2.5h。氫氧化鈉溶液用量為竹纖維重量的17～50倍，優選為30～37倍。進一步優選的，氫氧化鈉溶液重量百分比濃度0.15～0.25％，60-70℃反應1-1.5h。

步驟4)漂白溫度控制在30～45℃反應0.5～2.5h。次氯酸鈉溶液重量百分比濃度0.1～0.2％，次氯酸鈉用量為竹纖維重量的17～50倍，優選為30～37倍。漂白溫度優選控制在35～40℃反應1～1.5h。

步驟5)酸化溫度為常溫(0～40℃)，時間0.5～2.5h。水用量為竹纖維重量的17～50倍，優選為30～37倍。酸化溫度5～25℃，時間1～1.5h。

步驟6)預處理后的竹纖維α-纖維素含量≥94.5％，白度≥85.0％，灰分≤0.30％，硫酸不溶物≤0.30％；本發明方法通過預處理將現有竹纖維制備成預處理后的竹纖維，再進行硝化反應，得到合格的纖維素硝酸酯。

步驟7)硝酸含量24.00～46.00％，硫酸含量45～60％，其余為水分。

步驟7)竹纖維與混酸的用量優選為100重量份的竹纖維與3000～5000重量份的混酸反應。

步驟7)混酸溫度優選為35～45℃。

步驟7)酯化反應時間優選為40～45min。

步驟7)制得的纖維素硝酸酯，硝化度為172.0～198.0ml/g，其溶液透光率≥94.5％。