專利名稱：制備非常低粘度的纖維素醚的方法和產品的制作方法
制備非常低粘度的纖維素醚的方法和產品本申請是PCT國際申請日為2008年11月5日，國家申請號為200880115113. 9 (原PCT國際申請號為PCT/US2008/082477)，發明名稱為“制備非常低粘度的纖維素醚的方法和產品”的申請的分案申請。相關申請的交叉引用本申請要求在2007年11月9日提交的美國專利申請序列60/986，686的優先權，該申請的全部內容都通過引用結合在此。
背景技術：
本公開涉及用于形成非常低粘度的纖維素醚的方法以及由該方法產生的纖維素 醚產品。纖維素醚通常被用作在片劑上的涂膜材料，用作食品添加劑以及用于藥物膠囊中。低分子量的纖維素醚時常顯示出發黃或褪色。已知隨著纖維素醚的分子量降低，褪色的程度增加。適宜的是開發一種粘度非常低并且具有外觀敏感應用可接受的顏色的纖維素醚。
發明內容
本公開涉及用于制備具有很少或沒有褪色的粘度非常低的纖維素醚的方法，以及該方法的產品。在一個實施方案中，提供用于制備纖維素醚的方法。所述方法包括將纖維素醚與氧化劑和酸接觸以形成混合物。然后加熱該混合物。隨后將該混合物中和。所述方法包括至少將第二氧化劑添加到混合物中并且形成粘度為I. 2cP至50cP的纖維素醚，該粘度在20°C測量。在一個實施方案中，所述方法形成了非常低粘度的纖維素醚，該纖維素醚的粘度為I. 2cP至小于2cP，所述粘度是在20°C對2重量％水溶液進行測量的。可以將混合物在70°C至100°C的溫度加熱I至20小時。該混合物還可以在添加第二氧化劑之后在相同的參數下被加熱。在一個實施方案中，所述方法包括將混合物的含水量保持在3重量％至6重量％之間。在一個實施方案中，所述方法可以在無氧環境中進行。無氧環境可以通過將惰性氣體覆層應用至反應室來提供。在一個實施方案中，所述方法包括形成APHA值為I至100的纖維素醚。在另一個實施方案中，所述方法可以包括形成APHA值為I至20的纖維素醚。因此，非常低粘度的纖維素醚可以同時為非常淺顏色的纖維素醚。提供另一種用于制備纖維素醚的方法。在一個實施方案中，這種用于纖維素醚制備的方法包括將纖維素醚與第一氧化劑接觸以形成混合物。加熱混合物。所述方法還包括向混合物添加第二氧化劑，并且形成APHA值為I至20的非常淺顏色的纖維素醚。這種方法在不添加酸的情況下產生了非常淺顏色的纖維素醚。加熱可以在添加第二氧化劑之前、添加第二氧化劑之后進行，以及在添加第二氧化劑之前和在添加第二氧化劑之后均進行。
在一個實施方案中，所述方法包括將纖維素醚與酸接觸。酸隨同第一氧化劑一起添加，并且形成了粘度小于約3cP的纖維素醚，所述粘度是在20°C對2重量％水溶液測量的。混合物可以在加熱之后被中和。在一個實施方案中，提供用于涂布基材的方法。所述方法包括將非常低粘度的纖維素醚的水溶液涂敷在基材上，并且在該基材上形成包含非常低粘度的醚的涂層。水溶液可以具有I至100的APHA值。在另一個實施方案中，涂層可以涂敷在整個基材上以使涂層包圍整個基材。在一個實施方案中，水溶液包含至少10重量％的非常低粘度的纖維素醚。然后，將這種高濃度的纖維素醚溶液噴涂到基材上以涂布所述基材。在一個實施方案中，提供一種組合物。所述組合物可以是涂料組合物。該組合物包含纖維素醚。2重量％的纖維素醚水溶液在20°C的粘度為I. 2cP至小于2cP。2重量％的纖維素醚水溶液還可以具有I至100的APHA值。在一個實施方案中，纖維素醚是羥丙基甲基纖維素。組合物可以是涂布溶液。涂布溶液可以包含至少10重量％的纖維素醚。 在一個實施方案中，提供另一種組合物，其可以是涂料組合物。該組合物包含纖維素醚。2重量％的纖維素醚水溶液具有在20°C低于3cP的粘度，并且具有I至100的APHA值。在一個實施方案中，提供一種已涂布組合物。所述已涂布組合物包括基材和在所述基材上的涂層。涂層包含非常低粘度的纖維素醚。在涂層中存在的纖維素醚具有I. 2cP至小于2cP的粘度，該粘度是在20°C對2重量％水溶液測量的。涂層可以包圍整個基材。在另外的實施方案中，涂層包含至少10重量％的非常低粘度的纖維素醚。所述涂層可以是單層。所述涂層的存在量可以為基材的I重量％至20重量％。在一個實施方案中，涂層中存在的非常低粘度的纖維素醚是非常淺顏色的纖維素醚。在一個實施方案中，涂層可以是透明的、澄清的、不渾濁的和/或無顏色的。本發明的一個優點是提供一種改進的用于制備非常低粘度的纖維素醚的方法。本公開的一個優點是提供一種改進的用于制備非常淺顏色的纖維素醚的方法。本公開的一個優點是提供改進的非常低粘度的纖維素醚。本公開的一個優點是提供也是非常淺顏色的纖維素醚的非常低粘度的纖維素醚。
圖I是常規纖維素醚的顏色與粘度的曲線圖。發明詳述在本文中所述的任何數值范圍，包括從較低的值以一個單位增加至較高的值的所有值，條件是在任何較低的值和任何較高的值之間相隔至少兩個單位。作為實例，例如，如果指出組成的、物理的或其它的性質如分子量、熔體指數等為100至1，000，則意在在此說明書中明確地列舉所有的單個值如100，101，102等，和子范圍如100至144，155至170，197至200等。對于含有小于I或含有大于I的分數(如I. 1，1.5等)的范圍，在適宜時一個單位被認為是0.0001,0. 001，0.01或0. I。對于含有小于10的個位數的范圍(如I至5)，一個單位典型地被認為是0. I。這些僅是具體想要的實例，并且在列舉的最小值和最大值之間的數值的所有可能的組合被認為在此申請中明確地表述。如本文所述，數值范圍是對密度、組分的重量百分比、tan 6、分子量和其它性質進行描述的。如本文所使用的術語"組合物”包括包含組合物的材料的混合物，以及由所述組合物的材料形成的反應產物和分解產物。如本文所使用的術語“共混物”或“聚合物共混物”是指兩種以上的聚合物的組合物。這樣的共混物可以是或可以不是易混合的。這樣的共混物可以是或可以不是相分離的。這樣的共混物可以含有、或可以不含有如由透射電子顯微鏡測定的一個以上的域構造。在一個實施方案中，提供一種用于制備纖維素醚的方法。所述方法包括將纖維素醚與第一氧化劑接觸以形成混合物。將酸添加到混合物中。加熱該混合物以將纖維素醚解聚。隨后中和該混合物。所述方法包括至少將第二氧化劑添加到混合物中。所述方法還包括形成粘度為I. 2cP至50cP (或它們之間的任意值或子范圍)的纖維素醚，該粘度是在20°C對2重量％水溶液測量的。在一個實施方案中，所述方法包括形成非常低粘度的纖維素醚。如本文中使用的， “非常低粘度”(VLV)的纖維素醚是具有使其2重量％水溶液在20°C的粘度為I. 2厘泊(cP)至小于2cP(或它們之間的任意值或子范圍)的分子量的纖維素醚。應當理解，本文中所述的粘度值是根據ASTMD1347 (甲基纖維素)和/或ASTM D2363 (羥丙基甲基纖維素)對2重量％的纖維素醚水溶液在20°C測量的。如本文所使用的，“纖維素醚”是纖維素的醚-連接的部分或全部的衍生物。纖維素醚由纖維素漿產生，所述纖維素漿典型地由木材或棉花獲得。纖維素漿通過以下方法被轉化成堿性纖維素使用堿性氫氧化物堿化纖維素漿，之后使用一種或多種醚化試劑在干燥、氣相或漿液方法中醚化該堿化的纖維素以形成高分子量纖維素醚。然后，通過用酸比如鹽酸將纖維素醚解聚，以及任選地使用堿性化合物比如無水碳酸氫鈉將解聚的纖維素醚中和，可以降低這些纖維素醚的分子量。備選地，纖維素醚可以進一步通過酸催化降解、氧化降解、采用高能量輻射的降解以及采用微生物或酶的降解而解聚。纖維素醚可以是“水溶性的”纖維素醚或“水不溶性的”纖維素醚。"水溶性的"纖維素醚是在部分解聚之前在水中的溶解度滿足如下條件的纖維素醚在25°C和I個大氣壓下在100克蒸餾水中的溶解度為至少2克。水溶性的纖維素醚的非限制性實例包括羧基-C1-C3-烷基纖維素，比如羧甲基纖維素；羧基-C1-C3-烷基羥基-C1-C3-烷基纖維素，比如羧甲基羥乙基纖維素A1-C3-烷基纖維素，比如甲基纖維素A-C3-烷基羥基-CV3-烷基纖維素，比如羥乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素或乙基羥乙基纖維素；羥基-Cm-烷基纖維素，比如羥乙基纖維素或羥丙基纖維素；混合的羥基-C1-C3-烷基纖維素，比如羥乙基羥丙基纖維素、混合的C1-C3-烷基纖維素，比如甲基乙基纖維素、或烷氧基羥乙基羥丙基纖維素，所述烷氧基是直鏈或支鏈的并且含有2至8個碳原子。纖維素醚可以是水不溶性的纖維素醚。"水不溶性的"纖維素醚是在部分解聚之前在水中的溶解度滿足如下條件的纖維素醚在25°C和I個大氣壓下在100克蒸餾水中的溶解度小于2克，或者小于I克。水不溶性的纖維素醚的非限制性的實例包括乙基纖維素、丙基纖維素和丁基纖維素。在一個實施方案中，纖維素醚是甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丁基甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素和羧甲基羥乙基纖維素。
在另外的實施方案中，纖維素醚是羥丙基甲基纖維素(HPMC)或甲基纖維素(MC)。HPMC和MC可從密歇根州米德蘭的陶氏化學公司(The Dow Chemical Company, Midland,Michigan)以METHOCEL商標獲得。合適的HPMC和MC的非限制性實例描述于下表I中。表I METH0CELTM 產品
權利要求
1.一種用于涂布基材的方法，所述方法包括 在所述基材上涂敷非常低粘度的纖維素醚的水溶液，所述非常低粘度的纖維素醚的粘度為I. 2mPa s至小于2mPa s，所述粘度是在20°C對2重量％水溶液進行測量得到的；以及 在所述基材上形成包含所述非常低粘度的纖維素醚的涂層。
2.權利要求I所述的方法，其中所述水溶液包含至少10重量％的所述非常低粘度的纖維素醚。
3.一種組合物,所述組合物包含 纖維素醚,其中所述纖維素醚的2重量％水溶液在20°C的粘度為I. 2mPa s至小于2mPa S0
4.權利要求3所述的組合物，所述組合物包含所述纖維素醚的涂布溶液，所述纖維素醚以所述涂布溶液的至少10重量％的量存在。
5.權利要求3-4中任一項所述的組合物，其中所述水溶液的APHA值為I至100。
6.一種已涂布組合物，所述已涂布組合物包含 基材；和 在所述基材上的涂層，所述涂層包含非常低粘度的纖維素醚，所述非常低粘度的纖維素醚的粘度為I. 2mPa s至小于2mPa s，所述粘度是在20°C對2重量％水溶液進行測量得到的。
7.權利要求6所述的已涂布組合物，其中所述涂層包含至少10重量％的所述非常低粘度的纖維素醚。
全文摘要
本公開涉及制備具有很少或不褪色的非常低粘度的纖維素醚的方法，以及由該方法制備的纖維素醚產品。所述方法包括將纖維素醚接觸氧化劑和酸以形成混合物。然后，將混合物加熱和中和。所述方法包括向混合物中添加第二氧化劑以及形成粘度為1.2cP至小于2cP的非常低粘度的纖維素醚。該非常低粘度的醚還可以具有1至100的APHA色值。
文檔編號C09D101/26GK102807791SQ201210237208
公開日2012年12月5日 申請日期2008年11月5日 優先權日2007年11月9日
發明者查爾斯·B·馬隆 申請人:聯合碳化化學品及塑料技術公司