Способ получения простого эфира целлюлозы, полученный этим способом простой эфир целлюлозы и отделочные материалы для строительства, содержащие простой эфир целлюлозы Российский патент 2020 года по МПК C08B1/08 C08B11/00 C08B11/02 C08B11/08 C08L1/28 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу получения простого эфира целлюлозы, полученному этим способом простому эфиру целлюлозы и содержащим простой эфир целлюлозы отделочным материалам для строительства и, более конкретно, к способу получения простого эфира целлюлозы, характеризующемуся добавлением поверхностно-активного вещества к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии сразу после завершения этерификации, способному таким образом обеспечить простой эфир целлюлозы, имеющий улучшенную растворимость в холодной воде, а также к простому эфиру целлюлозы, полученному данным способом, и к отделочным материалам для строительства, содержащим простой эфир целлюлозы.

Уровень техники

Простые эфиры целлюлозы относятся к производным целлюлозы, гидроксильные группы которых частично или полностью превращены в группы простого эфира. Такие простые эфиры целлюлозы являются очень важными промышленными соединениями в различных областях, таких как фармацевтика, пищевые продукты, косметика, отделочные материалы для строительства.

В частности, простой эфир целлюлозы, который является загустителем, содержащим природный материал в качестве основного сырьевого материала, показывает превосходное загущающее действие, даже когда его добавляют в небольшом количестве, и он обладает превосходной водоудерживающей способностью в отличие от других химических загустителей. В особенности, простой эфир целлюлозы можно подходящим образом использовать в качестве загустителя при строительстве зданий, потому что он может предотвращать отделение отделочных строительных материалов, улучшать способность к обработке, поддерживать влажность, требуемую для цементации, улучшать адгезию и свойство устойчивости формы и улучшать устойчивость к провисанию.

Такие простые эфиры целлюлозы в общем получают посредством стадии приведения щелочного раствора в контакт с очищенной до высокой чистоты массой для получения щелочной целлюлозы, стадии этерификации (эфиризации) щелочной целлюлозы этерифицирующим (эфиризующим) реагентом, стадии промывки, стадии гранулирования, стадии сушки и измельчения и стадии сортировки и упаковки.

Для растворения порошка простого эфира целлюлозы, полученного посредством этих стадий, необходимо использовать воду с высокой температурой при температуре гелеобразования или выше. Когда порошок простого эфира целлюлозы добавляют в холодную воду, поверхность порошка быстро растворяется и становится вязкой, и на поверхности водного раствора постоянно образуется пленка, таким образом, трудно получить раствор. В этом случае термин «холодная вода» используется в качестве понятия по отношению к воде с высокой температурой при температуре гелеобразования или выше, и она включает воду при комнатной температуре или ниже.

Кроме того, когда такой простой эфир целлюлозы применяют в отделочных материалах для строительства, в некоторых случаях может легко образовываться масса, называемая «комком», таким образом, его поверхность в течение процесса становится неоднородной. Для того чтобы решить такую проблему образования комков, необходимо повысить растворимость простого эфира целлюлозы в холодной воде. Однако обычные способы обладают ограничениями при получении простого эфира целлюлозы, имеющего высокую растворимость в холодной воде.

Соответственно, были предприняты попытки найти способ добавления поверхностно-активного вещества в ходе процесса получения простого эфира целлюлозы для повышения его растворимости в холодной воде.

Например, в патентном документе 1 (Корейская опубликованная патентная заявка №10-2006-0051803) описан способ получения полимерных гранул, отличающийся добавлением по капле, распылением или смешиванием жидкости, содержащей поверхностно-активное вещество, или порошка поверхностно-активного вещества при протекании растворимого в воде простого эфира целлюлозы.

Кроме того, в патентном документе 2 (US 20140109798 А1) описан пример протекания растворимого в воде порошка эфира целлюлозы и затем последующего распыления раствора поверхностно-активного вещества и раствора танина на поверхность простого эфира целлюлозы для получения порошка простого эфира целлюлозы, растворенного в холодной воде.

Однако, когда используют способы распыления и добавления по каплям поверхностно-активного вещества при протекании гранул или порошка простого эфира целлюлозы, как в относящихся к этому документах, требуются относительно большое количество поверхностно-активного вещества и много физических действий для полностью однородной обработки гранул или порошка простого эфира целлюлозы поверхностно-активным веществом и, таким образом, увеличения растворимости в холодной воде.

Кроме того, так как растворение в холодной воде простого эфира целлюлозы, полученного согласно данным способам, занимает много времени, хотя его и растворяют в холодной воде, существуют трудности в применении простого эфира целлюлозы в качестве отделочных материалов для строительства. Например, когда такой простой эфир целлюлозы применяют для отделочных материалов для строительства, все еще могут возникать такие проблемы, как образование комков и плохая обрабатываемость поверхности.

Соответственно, существует потребность в разработке способа, способного сократить время растворения простого эфира целлюлозы в холодной воде и решающего такие проблемы, как образование комков, когда простой эфир целлюлозы, полученный данным способом, применяют для отделочных материалов для строительства. В данном техническом описании время растворения в холодной воде называют «растворимостью в холодной воде». По мере того, как время растворения в холодной воде уменьшается, растворимость в холодной воде возрастает.

Относящиеся к уровню техники документы

Патентные документы

(Патентный документ 1) KR 1020060051803 А

(Патентный документ 2) US 20140109798 А1

Раскрытие изобретения

Техническая задача

Таким образом, настоящее изобретение выполнено с точки зрения указанных выше проблем, и одной целью изобретения является создание способа получения простого эфира целлюлозы, включающего стадию добавления поверхностно-активного вещества к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии сразу после завершения этерификации, и полученный данным способом простой эфир целлюлозы, обладающий превосходной растворимостью в холодной воде.

Другой целью настоящего изобретения является получение отделочных материалов для строительства, которые содержат данный простой эфир целлюлозы, показывающие таким образом минимизированное образование комков при смешивании с холодной водой и улучшенную обрабатываемость поверхности. То есть, в настоящем изобретении решается проблема образования комков, возникающая в некоторых случаях при применении простого эфира целлюлозы в отделочных материалах для строительства.

Техническое решение

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, указанные выше и другие цели можно достичь посредством способа получения простого эфира целлюлозы, который включает стадию (1) получения подщелоченной целлюлозы путем реакции целлюлозы с подщелачивающим реагентом, стадию (2) получения простого эфира целлюлозы в состоянии суспензии путем этерификации подщелоченной целлюлозы и стадию (3) добавления поверхностно-активного вещества к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии после завершения этерификации.

Поверхностно-активное вещество может иметь значение гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) от 1 до 15.

Поверхностно-активное вещество можно выбрать из одного или более неионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из этоксилированных линейных спиртов, этоксилированных алкилфенолов, сложных эфиров жирных кислот, производных аминов, производных амидов, алкилполиглюкозидов, сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, одного или более анионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из алкилсульфатов, алкилэфирсульфатов, сульфатированных алканоламидов, сульфата глицерида, сульфонатов альфа-олефинов, лигносульфонатов, сульфокарбоновых соединений, алкилфосфорных соединений и производных жирных кислот, и одного или более катионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из алкиламинов, солей алкиламмония, алканоламидов, амидных кислот и четвертичных солей алкиламмония. Предпочтительно, поверхностно-активное вещество может представлять собой неионное поверхностно-активное вещество.

Поверхностно-активное вещество можно добавлять в количестве от 0,05 до 0,7 масс, частей по отношению к 100 масс, частям целлюлозы.

На стадии (3) к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии можно дополнительно добавлять воду.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен простой эфир целлюлозы, полученный согласно данному способу. Простой эфир целлюлозы можно выбрать из группы, состоящей из алкилцеллюлоз, гидроксиалкилцеллюлоз, гидроксиалкил-алкилцеллюлоз и гидроксиалкил-алкилалкилцеллюлоз. Предпочтительно простой эфир целлюлозы можно выбрать из группы, состоящей из метилцеллюлозы, гидроксиэтилцелюлозы, гидроксиэтил-метилцеллюлозы, гидроксипропил-метилцелюлозы, гидроксиэтил-этилцеллюлозы и гидроксиэтил-метилэтилцеллюлозы.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложены отделочные материалы для строительства, содержащие простой эфир целлюлозы. В этом случае содержание простого эфира целлюлозы может составлять от 0,01 до 1,0 масс. % по отношению к общей массе отделочных материалов для строительства.

Преимущественные эффекты

В способе получения простого эфира целлюлозы по изобретению можно получить простой эфир целлюлозы, обладающий превосходной растворимостью в холодной воде по сравнению с обычными способами распыления или добавления по каплям поверхностно-активного вещества при протекании простого эфира целлюлозы в гранулах или в порошковом состоянии.

Кроме того, согласно способу получения простого эфира целлюлозы по настоящему изобретению, можно получить простой эфир целлюлозы, обладающий превосходной растворимостью в холодной воде, хотя поверхностно-активное вещество добавляют в меньшем количестве по сравнению с обычными случаями. Соответственно, можно повысить растворимость в холодной воде, то есть эффективность обработки поверхностно-активным веществом, по отношению к количеству добавленного поверхностно-активного вещества.

Когда простой эфир целлюлозы, полученный согласно данному способу, применяют к отделочным материалам для строительства, количество образования комков можно минимизировать даже при смешивании с холодной водой, и можно получить отделочные материалы для строительства, обладающие улучшенной обрабатываемостью поверхности.

Варианты выполнения изобретения

Настоящее изобретение относится к способу получения простого эфира целлюлозы, включающему стадию (1) получения подщелоченной целлюлозы путем реакции целлюлозы с подщелачивающим реагентом, стадию (2) получения простого эфира целлюлозы в состоянии суспензии путем этерификации подщелоченной целлюлозы и стадию (3) добавления поверхностно-активного вещества к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии после завершения этерификации, к полученному данным способом простому эфиру целлюлозы и отделочным материалам для строительства, содержащим данный простой эфир целлюлозы.

Сначала каждая из стадий способа получения простого эфира целлюлозы подробно описана ниже.

(1) Стадия получения подщелоченной целлюлозы

Эта стадия является стадией получения подщелоченной целлюлозы путем реакции целлюлозы с подщелачивающим реагентом.

Стадию получения подщелоченной целлюлозы можно выполнять, используя реагенты и условия реакции, обычно используемые в области, к которой относится данное изобретение. Например, можно использовать способ добавления целлюлозы к реакционному растворителю и затем добавления к нему подщелачивающего реагента для превращения целлюлозы в подщелоченную целлюлозу.

В частности, целлюлозу можно изготовить путем мелкого измельчения древесной массы, и реакционный растворитель может включать воду, ацетон, третичный бутиловый спирт, изопропиловый спирт, диметиловый эфир или их сочетание. В этом случае используемое количество реакционного растворителя может составлять от 50 до 2000 масс. частей по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Подщелачивающий реагент может включать гидроксид щелочного металла. Например, подщелачивающий реагент может включать гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид лития или их сочетание. Подщелачивающий реагент можно добавлять в количестве от 5 до 600 масс. частей по отношению к 100 масс. частям целлюлозы. Когда подщелачивающий реагент добавляют в пределах указанного выше интервала, этерифицирующий реагент однородно замещается во всей целлюлозе, и реактивность этерифицирующего реагента возрастает на следующей стадии (2), при этом можно получить простой эфир целлюлозы, обладающий требуемой степенью замещения.

Подщелачивающий реагент добавляют для ослабления кристаллической структуры целлюлозы, так что описанный ниже этерифицирующий реагент может легко реагировать с целлюлозой. То есть подщелачивающий реагент облегчает реакцию между целлюлозой и этерифицирующим реагентом. Подщелоченную целлюлозу, которая была превращена таким образом, необходимо перемешивать в течение заранее заданного времени при комнатной температуре (от 20 до 30°С), так чтобы однородно ослабить ее кристаллическую структуру.

(2) Стадия получения простого эфира целлюлозы в состоянии суспензии

Эта стадия является стадией получения простого эфира целлюлозы в состоянии суспензии путем этерификации подщелоченной целлюлозы.

Как и стадию (1), эту стадию можно выполнять, используя реагенты и условия реакции, обычно используемые в этой области. Например, можно использовать способ добавления этерифицирующего реагента к подщелоченной целлюлозе и затем повышения температуры для протекания реакции.

В частности, этерифицирующий реагент может включать по меньшей мере одно соединение из соединений алкиленоксидов, включая пропиленоксид, этиленоксид или их сочетание, и соединений алкилхлоридов, включая метилхлорид, этилхлорид, пропилхлорид, бутилхлорид или их сочетание.

Этерифицирующий реагент можно добавлять в количестве от 20 до 400 масс. частей по отношению к 100 масс. частям целлюлозы. Когда количество этерифицирующего реагента находится в пределах указанного выше интервала, можно понизить опасность нежелательной реакции в способе и образования побочных продуктов и можно получить простой эфир целлюлозы, обладающий требуемой степенью замещения.

На этой стадии реакцию можно инициировать при начальной температуре реакции от 10 до 30°С и ее можно оставить продолжаться при температуре от 40 до 70°С в течение от 10 до 50 минут после добавления этерифицирующего реагента, затем поддерживая реакцию в течение от 10 до 150 минут после повышения температуры до 70-100°С. В результате можно получить простой эфир целлюлозы. Когда температура реакции находится в пределах указанного выше интервала после добавления этерифицирующего реагента, этерифицирующий реагент может обладать теплотой реакции, достаточной для реакции с целлюлозой, и можно уменьшить такие опасности, как повышение производственных затрат и нежелательная реакция, обусловленная использованием избыточного источника тепла. Кроме того, когда время реакции находится в пределах указанного выше интервала, можно поддерживать на высоком уровне реакционную способность этерифицирующего реагента, и можно поддерживать производительность по отношению к простому эфиру целлюлозы.

После завершения этерификации получают простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии. В этом случае эта суспензия содержит простой эфир целлюлозы, воду и подобные соединения, которые являются продуктами этерификации.

(3) Стадия добавления поверхностно-активного вещества

Эта стадия является стадией добавления поверхностно-активного вещества в простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии после завершения этерификации.

Как описано выше, суспензия после завершения этерификации содержит простой эфир целлюлозы и воду. Так как поверхностно-активное вещество добавляют в содержащую воду суспензию, поверхностно-активное вещество может полностью и однородно адсорбироваться на поверхностях частиц простого эфира целлюлозы в виде продукта реакции, при этом двигаясь вдоль потока воды, когда применяют физическое действие, такое как перемешивание. То есть, содержащаяся в суспензии вода облегчает однородное смешивание эфира целлюлозы и поверхностно-активного вещества, таким образом, повышая эффективность обработки поверхностно-активного вещества. Соответственно, можно получить простой эфир целлюлозы, обладающий превосходной растворимостью в холодной воде, даже когда поверхностно-активное вещество добавляют в небольшом количестве.

На этой стадии к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии можно дополнительно добавлять воду. Когда воду дополнительно добавляют к простому эфиру целлюлозы, можно дополнительно улучшить однородное смешивание эфира целлюлозы и поверхностно-активного вещества.

При этом величина ГЛБ поверхностно-активного вещества предпочтительно составляет от 1 до 15. Здесь ГЛБ является величиной, показывающей сродство поверхностно-активного вещества с водой или маслом. По мере того, как величина ГЛБ уменьшается, гидрофобность повышается, и таким образом сродство с водой уменьшается. Соответственно, поверхностно-активное вещество может легко адсорбироваться на поверхности простого эфира целлюлозы, благодаря чему растворимость в холодной воде может улучшиться. Однако, когда величина ГЛБ меньше 1 или больше 15, растворимость в холодной воде может немного понизиться.

Поверхностно-активное вещество можно выбрать из неионных поверхностно-активных веществ, катионных поверхностно-активных веществ и анионных поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активное вещество предпочтительно может быть неионным поверхностно-активным веществом. В частности, поверхностно-активное вещество можно выбрать из одного или более неионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из этоксилированных линейных спиртов, этоксилированных алкилфенолов, сложных эфиров жирных кислот, производных аминов, производных амидов, алкилполиглюкозидов, сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, одного или более анионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из алкилсульфатов, алкилэфирсульфатов, сульфатированных алканоламидов, сульфата глицерида, сульфонатов альфа-олефинов, лигносульфонатов, сульфокарбоновых соединений, алкилфосфорных соединений и производных жирных кислот, и одного или более катионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из алкиламинов, солей алкиламмония, алканоламидов, амидных кислот и четвертичных солей алкиламмония.

Поверхностно-активное вещество предпочтительно добавляют в количестве от 0,05 до 0,7 масс. частей по отношению к 100 масс. частям целлюлозы. Когда количество поверхностно-активного вещества составляет менее 0,05 масс. частей, трудно ожидать улучшенной растворимости в холодной воде. С другой стороны, когда количество поверхностно-активного вещества составляет более 0,7 масс. частей, на поверхности конечных материалов для строительства, включая получающийся простой эфир целлюлозы, могут образовываться пузырьки воздуха, таким образом может понизиться обрабатываемость поверхности.

(4) Стадия промывки

Настоящее изобретение может дополнительно включать стадию промывки суспензии простого эфира целлюлозы, к которой было добавлено поверхностно-активное вещество согласно стадии (3). Эту стадию промывки можно выполнять, используя реагенты и условия реакции, в общем используемые в этой области. Например, эта стадия может включать стадию поэтапной промывки в порядке от низкой концентрации до высокой концентрации смесью растворителей, содержащей ацетон и воду, и затем фильтрацию.

Затем промытый простой эфир целлюлозы можно запускать в продажу посредством стадии грануляции, стадии сушки, стадии измельчения и стадии сортировки и упаковки.

В настоящем изобретении предложен простой эфир целлюлозы, полученный согласно данному способу.

Здесь простой эфир целлюлозы можно выбрать из группы, состоящей из алкилцеллюлоз, гидроксиалкилцеллюлоз, гидроксиалкил-алкилцеллюлоз и гидроксиалкил-алкилалкилцеллюлоз. Более предпочтительно простой эфир целлюлозы можно выбрать из группы, состоящей из метилцеллюлозы, гидроксиэтилцелюлозы, гидроксиэтил-метилцеллюлозы, гидроксипропил-метилцелюлозы, гидроксиэтил-этилцеллюлозы и гидроксиэтил-метилэтилцеллюлозы.

Кроме того, в настоящем изобретении предложены отделочные материалы для строительства, содержащие простой эфир целлюлозы.

Содержание простого эфира целлюлозы предпочтительно составляет от 0,01 до 1,0 масс. % по отношению к общей массе отделочных материалов для строительства. Когда содержание простого эфира целлюлозы меньше 0,01 масс. %, могут понижаться вязкость и водоемкость. С другой стороны, когда содержание простого эфира целлюлозы больше 1,0 масс. %, может понижаться обрабатываемость.

Так как простой эфир целлюлозы, полученный по настоящему изобретению, показывает превосходную растворимость в холодной воде, отделочные материалы для строительства, содержащие простой эфир целлюлозы, обладают малым количеством комков и показывают превосходную обрабатываемость поверхности при смешивании с холодной водой. Такие отделочные материалы для строительства можно предпочтительно использовать для строительного раствора, содержащего цемент или гипс в качестве связующего. Например, отделочные материалы для строительства можно использовать в различных областях гражданского строительства, таких как цементный раствор для керамических облицовочных плит, гипсовый/цементный раствор для штукатурки, декоративные отделочные материалы для зданий, например, обмазки, такие как «монокуш» (monocouche) и «монокапа» (monocapa), или монослойная штукатурка, строительные наружные материалы, кровельные материалы и звукопоглощающие стенки.

Далее в данном документе настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на следующие примеры. Объем охраны настоящего изобретения не ограничен следующими примерами.

Пример 1

1 кг мелко измельченной массы (целлюлоза Ethenier-F, изготовленная Rayonier), 1 кг диметилового эфира в качестве реакционного растворителя и 1,25 кг водного раствора гидроксида натрия, имеющего концентрацию 50 масс. % (SAMCHUN CHEMICALS), в качестве подщелачивающего реагента подавали в реактор под давлением, затем перемешивали при 25°С и 80 об/мин в течение 60 минут. В результате получали подщелоченную целлюлозу.

Затем в реактор подавали 125 г этиленоксида и 1 кг метилхлорида, и затем реакцию оставляли продолжаться при 50°С в течение 30 минут. Затем температуру реактора повышали до 90°С со скоростью 2 С/мин, после чего следовала этерификация в течение 60 минут.

Затем простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии после завершения этерификации перемещали в отстойник, и затем в отстойник подавали 1 г Pluronic RPE2520 (Basf) в качестве неионного поверхностно-активного вещества и 7 л воды, после чего перемешивали при 90°С и 100 об/мин в течение 1 минуты. Здесь значение ГЛБ неионного поверхностно-активного вещества составляло 6, и неионное поверхностно-активное вещество добавляли в количестве, составляющем 0,1 масс. ч. по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Затем содержимое отстойника перемещали в промывное устройство, потом промывали и поэтапно фильтровали с 5 л воды.

Затем отфильтрованное содержимое перемещали в гранулятор и гранулировали в нем, затем перемещали в комбинированную дробилку и измельчали в ней, потом сортировали по размеру 500 мкм или менее с помощью сортировочного аппарата. В результате получали простой эфир целлюлозы.

Пример 2

Простой эфир целлюлозы получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что неионное поверхностно-активное вещество добавляли в количестве 5 г. Это количество добавленного неионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,5 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Пример 3

Простой эфир целлюлозы получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что неионное поверхностно-активное вещество добавляли в количестве 13 г. Это количество добавленного неионного поверхностно-активного вещества соответствует 1,3 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Пример 4

Простой эфир целлюлозы получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что в качестве неионного поверхностно-активного вещества использовали 1 г TEGO SML 20 (Evonik), имеющего значение ГЛБ 17. Это количество добавленного неионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,1 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Пример 5

Простой эфир целлюлозы получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что в качестве анионного поверхностно-активного вещества вместо неионного поверхностно-активного вещества использовали 5 г абиетиновой кислоты (Sigma-Aldrich), имеющей значение ГЛБ 8. Это количество добавленного анионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,5 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Пример 6

Простой эфир целлюлозы получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что в качестве катионного поверхностно-активного вещества вместо неионного поверхностно-активного вещества использовали 5 г REWOQUAT CR3099 (Evonik), имеющего значение ГЛБ 10. Это количество добавленного катионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,5 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Сравнительный пример 1

Простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии, который был перемещен в отстойник согласно примеру 1, непосредственно перемещали в промывное устройство без добавления в него поверхностно-активного вещества и воды. Затем промывку и фильтрацию выполняли таким же образом, как в примере 1.

Затем отфильтрованное содержимое в промывном устройстве перемещали в гранулятор, оборудованный перемешивающей лопастью в форме узкой полосы, и затем перемешивающую лопасть вращали для протекания содержимого в гранулятор. Кроме того, содержимое гранулировали, при этом распыляя в гранулятор диспергирующий раствор, полученный путем диспергирования 1 г Pluronic RPE2520 (Basf) в качестве неионного поверхностно-активного вещества в 1000 мл воды. Здесь значение ГЛБ неионного поверхностно-активного вещества составляло 6, и количество добавленного неионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,1 масс. части по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Затем выполняли стадии сушки, измельчения и сортировки таким же образом, как в примере 1. В результате получали простой эфир целлюлозы.

Сравнительный пример 2

Простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии, который был перемещен в отстойник согласно примеру 1, непосредственно перемещали в промывное устройство без добавления в него поверхностно-активного вещества и воды. Затем промывку и фильтрацию и гранулирование выполняли таким же образом, как в примере 1, получая таким образом гранулы простого эфира целлюлозы.

Гранулы простого эфира целлюлозы перемещали в комбинированную дробилку. Кроме того, гранулы простого эфира целлюлозы измельчали, при этом распыляя в мельницу тонкого помола диспергирующий раствор, полученный путем диспергирования 5 г Pluronic RPE2520 (Basf) в качестве неионного поверхностно-активного вещества в 1000 мл воды. Здесь значение ГЛБ поверхностно-активного вещества составляло 6, и количество добавленного неионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,5 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Затем выполняли стадию сортировки таким же образом, как в примере 1. В результате получали простой эфир целлюлозы.

Сравнительный пример 3 Простой эфир целлюлозы получали таким же образом, как в сравнительном примере 1, за исключением того, что в качестве анионного поверхностно-активного вещества вместо неионного поверхностно-активного вещества использовали 5 г абиетиновой кислоты (Sigma-Aldrich), имеющей значение ГЛБ 8. Это количество добавленного анионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,5 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Сравнительный пример 4 Простой эфир целлюлозы получали таким же образом, как в сравнительном примере 1, за исключением того, что в качестве катионного поверхностно-активного вещества вместо неионного поверхностно-активного вещества использовали 5 г REWOQUAT CR3099 (Evonik), имеющего значение ГЛБ 10. Это количество добавленного катионного поверхностно-активного вещества соответствует 0,5 масс. частям по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

Методы оценки

1. Растворимость в холодной воде

1 г простого эфира целлюлозы, полученного согласно каждому из примеров 1-6 и сравнительных примеров 1-4, добавляли по капле в 100 мл воды при комнатной температуре, при этом перемешивая воду. Затем измеряли время, когда эфир целлюлозы полностью растворялся в воде, для оценки растворимости в холодной воде.

2. Количество образования комков

Сначала приготавливали гипсовый строительный раствор, используя простой эфир целлюлозы, полученный согласно каждому из примеров 1-6 и сравнительных примеров 1-4.

В частности, 1200 г используемого в Европе безводного гипса, 400 г карбоната кальция (NAC600, Woojin Chemical Co., Ltd.) и 2,7 г лимонной кислоты (Sigma-Aldrich) смешивали в сухом состоянии, получая таким образом сухую смесь. К сухой смеси добавляли эфир целлюлозы и воду комнатной температуры и затем замешивали, получая таким образом гипсовый строительный раствор. Здесь количество добавленного простого эфира целлюлозы составляло 0,2 масс. части по отношению к 100 масс. частям сухой смеси, и количество добавленной воды составляло 70,0 масс. частей по отношению к 100 масс. частям сухой смеси.

Число комков, образованных при получении гипсового строительного раствора, распределенного на рабочей поверхности 0,2 м × 0,4 м, подсчитывали для оценки количества образования комков.

3. Обрабатываемость поверхности

Удаляли комки, образованные при распределении гипсового строительного раствора по рабочей поверхности 0,2 м × 0,4 м, согласно способу (2) оценки, и подсчитывали число действий, выполненных для образования однородной поверхности без пузырьков, для оценки обрабатываемости поверхности.

Результаты, полученные с помощью способов оценки, суммированы в таблице 1 ниже. Здесь стадии 1, 2 и 3 обработки в таблице 1 ниже представляют стадии добавления поверхностно-активного вещества. В частности, стадия 1 является стадией подачи поверхностно-активного вещества в отстойник, стадия 2 является стадией подачи поверхностно-активного вещества в гранулятор и стадия 3 является стадией подачи поверхностно-активного вещества в комбинированную дробилку.

Из таблицы 1 можно подтвердить, что простые эфиры целлюлозы, полученные согласно примерам 1-6, в которых поверхностно-активное вещество добавляли в простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии после завершения этерификации, показывают превосходную растворимость в холодной воде по сравнению с простыми эфирами целлюлозы сравнительных примеров 1-4.

Например, при сравнении примера 1 и сравнительного примера 1, хотя отличается только стадия обработки поверхностно-активного вещества, и такой же тип поверхностно-активного вещества используют в таком же количестве, можно подтвердить, что пример 1 заметно лучше в отношении растворимости в холодной воде, количества образования комков и обрабатываемости поверхности. Аналогично, при сравнении примера 2 и сравнительного примера 2, хотя отличается только стадия обработки поверхностно-активного вещества, и такой же тип поверхностно-активного вещества используют в таком же количестве, пример 2 заметно лучше в отношении растворимости в холодной воде, количества образования комков и обрабатываемости поверхности. То есть, можно подтвердить, что когда поверхностно-активное вещество добавляют в простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии, эффективность обработки поверхностно-активного вещества, то есть растворимость в холодной воде с использованием такого же количества поверхностно-активного вещества, заметно повышается.

Кроме того, можно подтвердить, что в случае примера 4, в котором использовали поверхностно-активное вещество, имеющее значение ГЛБ 17, растворимость в холодной воде немного понижается по сравнению с примерами 1-3 и 5-6, в которых используют поверхностно-активные вещества, имеющие предпочтительные значения ГЛБ от 1 до 15, предложенные в настоящем изобретении. Из этих результатов можно подтвердить, что предпочтительным является использование поверхностно-активного вещества, имеющего значение ГЛБ в предложенном интервале.

Далее, можно подтвердить, что пример 2, в котором добавляли 0,5 масс. частей неионного поверхностно-активного вещества, показывает превосходную растворимость в холодной воде и пониженное количество комков по сравнению с примерами 5 и 6, в которых использовали катионное или анионное поверхностно-активное вещество в таком же количестве, что и неионное поверхностно-активное вещество. Из этого результата можно подтвердить, что дополнительно предпочтительным является использование неионного поверхностно-активного вещества в качестве поверхностно-активного вещества.

Исследуя примеры 1-3, в которых использовали неионное поверхностно-активное вещество, имеющее одинаковое значение ГЛБ, можно подтвердить, что в случае примера 3, в котором поверхностно-активное вещество добавляли в количестве 1,3 масс. частей, комки не образовывались, однако образовывались пузырьки на поверхности строительного раствора и, таким образом, обрабатываемость поверхности немного понижалась. С другой стороны, можно подтвердить, что в случае примеров 1 и 2, в которых поверхностно-активное вещество добавляли в количестве от 0,05 до 0,7 масс. частей, что является предпочтительным интервалом, предложенным в настоящем изобретении, улучшаются как показатель количества образовавшихся комков, так и обрабатываемость поверхности. Из этого результата можно подтвердить, что дополнительно предпочтительным является добавление поверхностно-активного вещества в предложенном количественном интервале.

Хотя настоящее изобретение описано посредством ограниченных примеров, технический замысел настоящего изобретения не ограничен данными примерами. Объем охраны изобретения определен не подробным описанием изобретения, а приложенной формулой изобретения, и все различия, остающиеся в пределах объема охраны, интерпретируются как находящиеся в объеме охраны настоящего изобретения.

Изобретение относится к способу получения простого эфира целлюлозы, полученному этим способом простому эфиру целлюлозы, где способ включает стадию (1) получения подщелоченной целлюлозы путем реакции целлюлозы с подщелачивающим реагентом, стадию (2) получения простого эфира целлюлозы в состоянии суспензии путем этерификации подщелоченной целлюлозы и стадию (3) добавления поверхностно-активного вещества к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии после завершения этерификации. В изобретении способ получения простого эфира целлюлозы, имеющего улучшенную растворимость в холодной воде и, таким образом, оказывающего минимизированное образование комков при смешивании с холодной водой. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения простого эфира целлюлозы, включающий:

стадию (1) получения подщелоченной целлюлозы путем реакции целлюлозы с подщелачивающим реагентом,

стадию (2) получения простого эфира целлюлозы в состоянии суспензии путем этерификации подщелоченной целлюлозы и

стадию (3) добавления поверхностно-активного вещества к простому эфиру целлюлозы в состоянии суспензии после завершения этерификации.

2. Способ по п. 1, в котором поверхностно-активное вещество имеет значение гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) от 1 до 15.

3. Способ по п. 1, в котором поверхностно-активное вещество выбирают из одного или более неионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из этоксилированных линейных спиртов, этоксилированных алкилфенолов, сложных эфиров жирных кислот, производных аминов, производных амидов, алкилполиглюкозидов, сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, одного или более анионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из алкилсульфатов, алкилэфирсульфатов, сульфатированных алканоламидов, сульфата глицерида, сульфонатов альфа-олефинов, лигносульфонатов, сульфокарбоновых соединений, алкилфосфорных соединений и производных жирных кислот, и одного или более катионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из алкиламинов, солей алкиламмония, алканоламидов, амидных кислот и четвертичных солей алкиламмония.

4. Способ по п. 1, в котором поверхностно-активное вещество является неионным поверхностно-активным веществом.

5. Способ по п. 1, в котором поверхностно-активное вещество добавляют в количестве от 0,05 до 0,7 масс. частей по отношению к 100 масс. частям целлюлозы.

6. Способ по п. 1, в котором на стадии (3) в простой эфир целлюлозы в состоянии суспензии дополнительно добавляют воду.