一种醋酸丁酸纤维素的脱色除杂的方法与流程

文档序号:29695158发布日期:2022-04-16 12:48阅读:203来源:国知局

1.本发明涉及一种醋酸丁酸纤维素脱色除杂的方法,属于纤维素酯类衍生物领域。


背景技术:

2.醋酸丁酸纤维素(简称cab)是重要的纤维素的酯类衍生物,能与多种树脂相容,柔韧性、耐寒性、流平性、色泽保持性良好,且抗老化,不泛黄,可被用于制作高透明、耐候性好的塑料片基、薄膜和各种涂料的流平剂、成膜物质等,尤其是在汽车漆中用于控制铝粉定向排列,增加汽车漆的金属闪光性;由此可见色号对cab品质有着至关重要的影响。超低色号的产品在市场竞争中更具竞争力,因为随着各种显示器越来越高端,要想打进高端市场,不仅仅靠打价格战,更重要的是具备更高的品质。
3.发明人经长期试验发现导致醋酸丁酸纤维素色号过高的原因可能来自以下几点:1、原料自身色号过高;2、醇解过程中强酸催化剂加入以后,导致某些原料变质生成显色基团。公开专利cn112521516a中cab合成方法是以棉浆粕或者木浆粕为原材料,经醋酸溶胀活化后得到的醋酸活化纤维再以醋酸酐和丁酸酐为酯化剂,以大量的有机酸为溶剂,硫酸为催化剂,其比例为:纤维素粉:醋酸酐:丁酸酐:酸催化剂=1:(0.5-3):(1-6):(0.05-0.5),溶剂为正丁酸,加入量为纤维素粉1-10倍;在20-40℃下,反应2-10h进行酯化,在经羟基化、沉降、水洗、干燥等步骤即可得到达标的cab产品;其原材料本身就具有一定的色号,硫酸加入后会老化某些基团造成色号加重,另外局部的反应温度过高也会导致产品色号加重。
4.因此,如何降低醋酸丁酸纤维素的色号,以解决现有技术中存在的不足之处,具有十分重要的意义。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种醋酸丁酸纤维素的脱色除杂的方法,可以显著降低产品色号,提高产品竞争力。
6.为达到以上发明目的和实现以上技术效果,本发明采用的技术方案如下:
7.一种醋酸丁酸纤维素的脱色除杂的方法,包括如下步骤:
8.(1)将醋酸丁酸纤维素在醋酸中进行充分溶解,配制醋酸丁酸纤维素溶液,并按比例加入过氧化氢水溶液进行预脱色;
9.(2)将预脱色的醋酸丁酸纤维素溶液进行电解氧化脱色再经后处理,即得到低色号的醋酸丁酸纤维素,可以显著降低产品色号。
10.本发明中,步骤(1)所述的配制的醋酸丁酸纤维素溶液浓度为2wt%-30wt%,优选为:10wt%-20wt%。
11.本发明中,步骤(1)所述的过氧化氢水溶液浓度和常温下预脱色时间为:0.5wt%-12%,5-120min;优选为:1.0wt%-3wt%,10-30min。过氧化氢水溶液的添加量(基于醋酸丁酸纤维素溶液总质量)优选为:5wt%-15wt%。
12.本发明中,步骤(1)中采用过氧化氢对原料预处理脱色,过氧化氢氧化性极强,脱
色效果好,而且不会引入其它杂质对后续反应造成不利影响。
13.本发明中,步骤(2)所述的电解装置中,电解质优选为:乙酸钠、丁酸钠、丁酸钙中的一种或多种;电解质的添加量(基于醋酸丁酸纤维素溶液的质量)为:0.5wt%-10wt%,优选为:2wt%-5wt%;
14.本发明中,步骤(2)所述的电解氧化装置的阴极优选为:ti或sn;阳极为:ti/ho2o
3-ag2o-pr或ti/ho2o
3-ag2o-pt,优选为ti/ho2o
3-ag2o-pr,其优势在于:电极上的金属分布均匀,即使局部受损也不影响电解效果,该电极电解效果好,在该电解条件下可以电解出更多的羟基自由基,达到更好的脱色除杂效果。
15.本发明中,步骤(2)步骤(2)所述的电解氧化装置的氧化电压、电流密度、电极面积和极间距为:5-20v,500-1500a/m2,8-15cm2,3-10mm;优选:10-15v,800-1000a/m2,8-10cm2,5-8mm。步骤(2)所述的电解氧化装置的电解温度和时间为:20-50℃,10-120min;优选为:30-40℃,30-60min。
16.阳极电极制备方法:将柠檬酸与乙二醇按质量比3-5:1混合后加入乙醇和去离子水(乙醇与去离子水质量比:1:1,)配制成混合液(混合液质量为柠檬酸和乙二醇总质量的1-4倍),20-50℃搅拌下搅拌反应30-90min,待反应后向生成的乙二醇柠檬酸酯溶液中入一定比例的硝酸银、五水硝酸钬和硝酸镨或硝酸铂,恒温搅拌10-120min,再超声震荡5-60min得到溶胶。上述涂液中各物质的摩尔比为:ag:ho:pr/pt=15-25:10-20:1-5,其中ag
+
=0.2-0.5mol/l。涂层的涂刷:在涂覆溶胶前,先称量所用钛板的质量。使用涂刷将溶胶均匀涂覆于钛板上,将刷有涂液的钛板先放入温度70-150℃的烘箱内烘干10-60min,再将烘干后的钛板放入马弗炉中以300-550℃的高温热解10-60min,取出后冷却至室温再次称其重量。重复上述操作过程,直至极板增重到3-7g/m2最后在马弗炉中以400-600℃高温退火1-6h,等到炉内温度下降到室温后取出电极板。
17.本发明的积极效果在于:本发明针对以上问题,通过对原料预处理进行初步降色号,再向水解后反应液中加入电解装置对其进行氧化脱色。自制的阳电极,寿命持久,更易电解出羟基自由基,氧化基团的能力更强;电解结束后,可通过加水促使醋酸丁酸纤维素充分析出,而所添加的电解质不会析出,完全留在电解溶液中,且可以回收后多次利用,最大程度的节省了生产成本,可以实现连续化生产。
具体实施方式:
18.为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合实施例进一步阐述本发明的内容,但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。
19.以下实施例或对比例中涉及的实验操作若未特别说明均为本领域常规实验方法。
20.色号:通过色号仪测定,厂家:byk;型号:lci-lv。
21.电极制备实例1:
22.将柠檬酸80g和乙二醇20g混合后加入乙醇和去离子水各100g配制成混合液,40℃下搅拌反应60min待反应生成乙二醇柠檬酸酯的溶液后按照摩尔比ag:ho:pr=20:15:2(其中ag
+
=0.3mol/l)的比例,加入硝酸银、五水硝酸钬和硝酸镨,恒温搅拌60min,再超声震荡30min得到溶胶。
23.涂层的涂刷:先称量钛板质量,后使用涂刷将溶胶均匀涂覆于钛板上,将刷有涂液
的钛板先放入温度80℃的烘箱内烘干40min,再将烘干后的钛板放入马弗炉中以400℃的高温热解20min,取出后冷却至室温再次称其重量。重复上述操作过程,直至极板增重到5g/m2,最后在马弗炉中以500℃高温退火3h,等到炉内温度下降到室温后取出电极板,即得到电极:ti/ho2o
3-ag2o-pr。
24.电极制备实例2:
25.将柠檬酸60g和乙二醇20g,混合后加入乙醇和去离子各120g配制成混合液,20℃下搅拌反应90min待反应后生成乙二醇柠檬酸酯的溶液后,按照摩尔比为:ag:ho:pt=25:12:5(其中ag
+
=0.2mol/l)的比例加入硝酸银、五水硝酸钬和硝酸铂,恒温搅拌120min,再超声震荡60min得到溶胶。
26.涂层的涂刷:先称量钛板质量,后使用涂刷将溶胶均匀涂覆于钛板上,将刷有涂液的钛板先放入温度150℃的烘箱内烘干10min,再将烘干后的钛板放入马弗炉中以550℃的高温热解60min,取出后冷却至室温再次称其重量。重复上述操作过程,直至极板增重到3g/m2,最后在马弗炉中以600℃高温退火1h,等到炉内温度下降到室温后取出电极板,即得到电极:ti/ho2o
3-ag2o-pt。
27.实施例1:
28.配制浓度为12wt%的醋酸丁酸纤维素的醋酸溶液500g,加入浓度为2wt%的过氧化氢水溶液50g,室温下充分搅拌20min;加入乙酸钠15g,充分溶解后,将溶液转移至电解槽内,经电解装置(阳极:ti/ho2o
3-ag2o-pr,阴极:ti,电压:12v,电流密度:950a/m2,电极面积:9cm2,极间距:6mm)在35℃下进行电解50min;向脱色后母液中加入650g纯水,充分搅拌促进醋酸丁酸纤维素析出,再经过滤、纯水彻底冲洗滤饼三次后,即得到低色号的醋酸丁酸纤维素,检测色号:15。
29.实施例2:
30.配制浓度为8wt%的醋酸丁酸纤维素的醋酸溶液500g,加入浓度为0.8wt%的过氧化氢水溶液75g,室温下充分搅拌8min;加入丁酸钠7.5g,充分溶解后,将溶液转移至电解槽内,经电解装置(阳极:ti/ho2o
3-ag2o-pt,阴极:sn,电压:4v,电流密度:800a/m2,电极面积:15cm2,极间距:8mm)在25℃下进行电解30min;向脱色后母液中加入400g纯水,充分搅拌促进醋酸丁酸纤维素析出,再经过滤、洗涤等后处理后,即得到低色号的醋酸丁酸纤维素,检测色号:25。
31.实施例3:
32.配制浓度为3wt%的醋酸丁酸纤维素的醋酸溶液500g,加入浓度为12wt%的过氧化氢水溶液60g,室温下充分搅拌30min;加入丁酸钙25g,充分溶解后,将溶液转移至电解槽内,经电解装置(阳极:ti/ho2o
3-ag2o-pt,阴极:ti,电压:15v,电流密度:1500a/m2,电极面积:8cm2,极间距:8mm)在35℃下进行电解90min;向脱色后母液中加入750g纯水,充分搅拌促进醋酸丁酸纤维素析出,再经过滤、纯水彻底冲洗滤饼三次后,即得到低色号的醋酸丁酸纤维素,检测色号:24。
33.实施例4:
34.配制浓度为25wt%的醋酸丁酸纤维素的醋酸溶液500g,加入浓度为5wt%的过氧化氢水溶液35g,室温下充分搅拌90min;加入乙酸钠40g,充分溶解后,将溶液转移至电解槽内,经电解装置(阳极:ti/ho2o
3-ag2o-pr,阴极:sn,电压:20v,电流密度:1200a/m2,电极面
积:10cm2,极间距:4.5mm)在45℃下进行电解90min;向脱色后母液中加入900g纯水,充分搅拌促进醋酸丁酸纤维素析出,再经过滤、纯水彻底冲洗滤饼三次后,即得到低色号的醋酸丁酸纤维素,检测色号:29。
35.实施例5:
36.配制浓度为30wt%的醋酸丁酸纤维素的醋酸溶液500g,加入浓度为8wt%的过氧化氢水溶液75g,室温下充分搅拌120min;加入乙酸钠50g,充分溶解后,将溶液转移至电解槽内,经电解装置(阳极:ti/ho2o
3-ag2o-pr,阴极:ti,电压:50v,电流密度:1100a/m2,电极面积:10cm2,极间距:9mm)在50℃下进行电解120min;向脱色后母液中加入1000g纯水,充分搅拌促进醋酸丁酸纤维素析出,再经过滤、纯水彻底冲洗滤饼三次后,即得到低色号的醋酸丁酸纤维素,检测色号:34。
37.对比例1
38.配制浓度为12wt%的醋酸丁酸纤维素醋酸溶液500g,加入浓度为2wt%的过氧化氢水溶液50g,室温下充分搅拌20min;加入乙酸钠15g,充分溶解后,将溶液转移至电解槽内,经电解装置(阳极:pt,阴极:ti,电压:12v,电流密度:950a/m2,面积:9cm2,极间距:6mm)在35℃下进行电解50min;向脱色后母液中加入650g纯水,充分搅拌促进醋酸丁酸纤维素析出,再经过滤、纯水彻底冲洗滤饼三次后,即得到低色号的醋酸丁酸纤维素,检测色号:108。
39.本领域技术人员可以理解,在本说明书的教导之下,可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。
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