一种高丙酰基含量醋酸丙酸纤维素混合酯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纤维素脂类衍生物领域，特别设及一种高丙酷基含量 醋酸丙酸纤维素混合醋的制备方法。
【背景技术】
[0002] 醋酸丙酸纤维素(简称CAP)是由纤维素、醋酢和丙酸酢经醋化反应制得的一种纤 维素有机酸醋。CAP具有优良的初性、热稳定性和相容性，广泛应用于汽车零件、工具柄、收 音机及电视机部件、方向盘、胶片、滤膜、无线电晶体管、玩具、墙地砖、涂料、纺丝等行业。
[0003] 目前国内生产醋酸丙酸纤维素中丙酷基含量相对较低且不稳定。中国专利申请号 为：201110009701.8的专利公开了一种醋酸丙酸纤维素的制备方法，该方法W纤维素为原 料，用乙酸酢和丙酸酢混合液活化后，加入乙酸和丙酸溶剂、固体超强酸催化剂进行醋化， 醋化结束后过滤除去催化剂，加入废酸水进行水解，再用废酸水进行沉析，最后经过滤、洗 涂、干燥等步骤制得醋酸丙酸纤维素。该生产工艺操作简单，但是生产的纤维素效率低、丙 酷基含量比较低，反应溫度高，反应时间较长。
[0004] 中国专利申请号为：201410651086.4的专利公开了一种同类纤维素有机酸醋醋 酸下酸纤维素的制备方法，该制备方法包括活化、醋化反应、混合、加入醋酸儀溶液、水解、 层析，然后依次进行常规过滤、洗涂、烘干步骤得到成品。该方法制备得的醋酸下酸纤维素 下酷基含量较高，但存在着W下问题：1.该制备方法中使用浓硫酸为催化剂，对工艺设备 具有很强的腐蚀性，且大量使用浓硫酸，会污染环境；2.醋化反应时间较长，且水解反应控 制不够精确；3.反应阶段需通过外部夹套冷却，使得生产成本较高。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够减少环境污染，增加工艺安全且加速醋 化反应的高丙酷基含量醋酸丙酸纤维素混合醋的制 备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高丙酷基含量醋酸丙酸纤维素 混合醋的制备方法，其创新点在于：具体包括W下步骤： (1) 称量木浆650g、丙酸2630g、醋酢40g、丙酸酢2070g、催化剂19. 5g~52g，所述催 化剂为液体酸催化剂与杂多酸催化剂的混合物，其中液体酸催化剂与杂多酸催化剂的比为 4:6 ~6:4 ; (2) 将650g的木浆先用325g~1300g的丙酸喷淋，然后放在25°C~35°C溫度下活化 0.化~化； (3) 将剩余的丙酸和配比量的丙酸酢、醋酢、催化剂进行混合，并将混合液冷却 至-5°C~10°C待用； (4) 将步骤（2)活化后的木浆在5min~8min内投入到步骤（3)的冷却液，充分揽拌， 无需外部冷却，反应自然升溫，使最终醋化反应体系中的溫度不超过70°C，反应时间设置为 90min~ISOmin; (5) 向步骤（4)的反应体系中加入45g~50g醋酸儀溶液，中和掉配比量为40%~60% 的催化剂；然后再加入化g浓度为60%~70%醋酸溶液进行水解，水解溫度60°C~75°C，水 解时间化~4h; (6) 水解反应结束后，继续加入醋酸儀溶液直至中和掉剩余量的催化剂； (7) 将步骤（6)中混合物中的物料和水在充分揽拌情况下进行层析，然后进行常规过 滤、洗涂、烘干步骤得到成品。
[0007] 进一步地，所述液体酸催化剂为硫酸或憐酸中的任意一种，杂多酸催化剂为 H3PW12O4。或H4SiWi2〇4〇中的任意一种。
[0008] 进一步地，所述步骤（4)中的木浆与冷却液的投料比控制在1:6~9。
[0009] 进一步地，所述步骤（4)醋化反应体系控制液体成分丙酷基比例大于99%。
[0010] 进一步地，所述步骤（5)水解，控制体系水份含量为8%~12%。
[0011] 进一步地，所述步骤（7)洗涂，控制最终洗涂水酸值小于lOOOppm。
[0012] 本发明的优点在于： (1)通过本发明高丙酷基含量醋酸丙酸纤维素混合醋的制备方 法，所得醋酸丙酸纤维素成品丙酷基含量> 46%，乙酷基含量《2%，产品性能稳定。
[0013] (2)本发明高丙酷基含量醋酸丙酸纤维素混合醋的制备方法，催化剂选用的是液 体酸与杂多酸的混合物，运样，减少了硫酸的用量，进而可W减少对工艺设备的腐蚀及环境 污染，增加工艺安全；同时，增加杂多酸的应用，从而加速醋化反应，使得水解反应更精确、 可控。
[0014] (3)本发明高丙酷基含量醋酸丙酸纤维素混合醋的制备方法，反应阶段无需外部 冷却，反应自然升溫，从而降低了生产成本。
[0015] (4)本发明高丙酷基含量醋酸丙酸纤维素混合醋的制备方法，将活化溫度设置在 25°C~35°C，反应体系溫度设置在不大于70°C，保证反应在最佳条件下进行，从而加快反 应效率。
[0016] (5)本发明的方法中，水解控制体系水份含量在8%~12%之间，使水解反应溫和、 可控。
[0017] (6)本发明的方法中，反应体系中液体成分丙酷基比例大于99%，保证丙酷基含量 ^ 46% 〇
【具体实施方式】
[0018] 下面的实施例可W使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发 明限制在所述的实施例范围之中。
[001引 实施例1 本实施例高丙酷基含量醋酸丙酸纤维素混合醋的制备方法，具体包括W下步骤： (1) 称量木浆650g、丙酸2630g、醋酢40g、丙酸酢2070g、催化剂19. 5g，催化剂为液体 酸催化剂与杂多酸催化剂的混合物，其中液体酸催化剂硫酸3.8g，杂多酸催化剂H3PW12O4。 11. 7邑； (2) 将650g的木浆先用325g的丙酸喷淋，然后放在25°C溫度下活化0.化； (3) 将剩余的丙酸和配比量的丙酸酢、醋酢、催化剂进行混合，并将混合液冷却至sr待 用； (4) 将步骤（2)活化后的木浆在5min内投入到步骤（3)的冷却液，充分揽拌，无需外部 冷却，反应自然升溫，使最终醋化反应体系中的溫度不超过70°C，反应时间设置90min; (5) 向步骤（4)的反应体系中加入45g醋酸儀溶液，中和掉配比量为40%的催化剂；然 后再加入2kg浓度为60%醋酸溶液进行水解，水解溫度60°C，水解时间化； (6) 水解反应结束后，继续加入醋酸儀溶液直至中和掉剩余量的催化剂； (7) 将步骤（6)中混合物中的物料和水在充分揽拌情况下进行层析，然后进行常