CN102154869B - 一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂，属于纺织行业中的化纤浆粕制造领域。本发明旨在解决上述现有蒸煮技术中，蒸煮助剂不能用于化纤浆粕蒸煮，且不够环保等问题，提供一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂。该助剂包括以下按重量百分比计的组分：亚硫酸钠3-20%、硫酸镁1-10%、四氢蒽醌30-60%、十二烷基苯磺酸钠5-30%、木素酶1-10%。该助剂剂能解决化纤浆粕蒸煮中对蜡质、蛋白质和脂肪的乳化、脱除，提高蒸煮药液的渗透、分散，控制纤维素的降解速度提高甲纤含量，选择性地去除发色基团提高半浆白度和可漂性，减少LCC等存在提高化学反应性能，有效降低原料消耗量，降低蒸煮废液的COD及色度等指标。

Description

一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂

技术领域

本发明涉及一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂，属于纺织行业中的化纤浆粕制造领域。

背景技术

在化纤用浆粕的生产中，无论使用木、竹、棉何种原料，其蒸煮工序非常重要，蒸煮质量的好坏直接影响到浆粕在化纤粘胶制备和纺丝过程的工艺性能。为达到降聚、提纯、改善和提高反应性能的要求，在现有各种工艺流程中，都体现了重蒸轻漂的特点，从而可看出蒸煮工序在化纤用浆粕生产中的重要作用。

在现有的蒸煮技术中，蒸煮助剂比较单一，有的是加速反应，有的是控制纤维降解，有的是促进渗透、分散，且基本都是用于造纸制浆过程，对于化纤浆粕制备中的蒸煮环节，没有蒸煮助剂的应用，更没有环保型复配蒸煮助剂的应用。

作为化纤浆粕的生产，要求达到适中的聚合度、较高的甲纤含量、较高的白度、较低的灰铁含量、良好的化学反应性能。利用常规助剂及制浆方法，难以达到以上目标。

申请号为03114289.3，名称为“造纸蒸煮助剂”的发明专利在2004年4月27日公开了一种造纸蒸煮助剂，旨在提供一种可提高浆料得率、缩短蒸煮时间、提高浆料白度的造纸蒸煮助剂。本发明的造纸蒸煮助剂由聚氧乙烯烷基醚、烷基磺酸钠、尿素、蒽醌、无水硫酸钠、硫酸和水组成，该助剂在浆料蒸煮过程中取代硫化碱、蒽醌及其衍生物。

上述蒸煮助剂主要应用于造纸行业，造纸为保证纤维的强度和纸的性能，在蒸煮时尽可能减少纤维降解，尽可能保留半纤。因而造纸蒸煮助剂也为此而设计，其用于化纤浆粕生产时，无法满足化纤浆的适中聚合度、较高甲纤含量、较低灰铁含量、良好化学反应性能的质量要求。

发明内容

本发明旨在解决上述现有蒸煮技术中，蒸煮助剂不能用于化纤浆粕蒸煮，且不够环保等问题，提供一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂。

为了实现上述发明目的，本发明的具体技术方案如下：

一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂，其特征在于：包括以下按重量百分比计的组分：

亚硫酸钠3-20%、硫酸镁1-10%、四氢蒽醌30-60%、十二烷基苯磺酸钠5-30%、木素酶1-10%。

一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂，其特征在于：优选的，包括以下按重量百分比计的组分：

亚硫酸钠10-16%、硫酸镁3-5%、四氢蒽醌35-50%、十二烷基苯磺酸钠15-20%、木素酶4-6%。

一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂，其特征在于：优选的，包括以下按重量百分比计的组分：

亚硫酸钠12-14%、硫酸镁4-5%、四氢蒽醌40-45%、十二烷基苯磺酸钠17-19%、木素酶5-6%。

一种采用上述蒸煮助剂的制备化纤浆粕的方法，包括以下工艺步骤：

A、开棉：将棉短绒加入开棉机中，经大小刺辊扯碎后，以风送进入旋风分离器；

B、配置环保蒸煮复配助剂：称取亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠、木素酶；将固相的亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠，均匀混合，配制成复配助剂；

C、配置环保蒸煮复配助剂液：将重量为棉短绒重量0.3-5%的复配助剂加入到装有复配助剂重量4-7倍的水的助剂溶解槽内，再加入步骤B中称取的木素酶，搅拌溶解均匀，形成环保蒸煮复配助剂液待用；

D、制备碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液：将步骤C中得到的环保蒸煮复配助剂液加入到浓度为100-150g/l的氢氧化钠溶液中进行稀释，得到浓度为40-100g/l的碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液，待用；

E、蒸煮：将步骤A中开棉后的棉短绒和步骤D制备的碱液与环保蒸煮复配助剂液的混合液进行蒸煮，蒸煮升温到60-100℃时，保温30-60min；蒸煮升温到140-170℃时，保温80-150min，得到粘度为9.5-12.8mpa.s的蒸煮半浆；

F、按照常规技术对蒸煮半浆进行漂白、洗选以及成品抄造，得到符合质量要求的化纤浆粕。

本发明带来的有益技术效果：

本发明所述环保型复配蒸煮助剂是一种以无机蒸煮助剂、有机蒸煮助剂和生物酶制助剂为主，复配一定量阴离子表面活性剂的复合体，其主要成分由无机蒸煮助剂亚硫酸钠和硫酸镁、有机蒸煮助剂四氢蒽醌、生物酶制剂木素酶、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠。该助剂剂能解决化纤浆粕蒸煮中对蜡质、蛋白质和脂肪的乳化、脱除，提高蒸煮药液的渗透、分散，控制纤维素的降解速度提高甲纤含量，选择性地去除发色基团提高半浆白度和可漂性，减少LCC等存在提高化学反应性能，有效降低原料消耗量，降低蒸煮废液的COD及色度等指标。

一、蒸煮助剂各个组分的有益效果：

1、亚硫酸钠在烧碱蒸煮中，可提高得率和产品甲纤。其主要反应机理是能在纤维素末端醛基形成对碱稳定的偏变糖酸末端基，从而终止纤维素的剥皮反应，使得率和甲纤提高；

2、硫酸镁对纤维素氧化物能形成稳定的配合物，从而避免β-烷氧消除反应而不进行碱性氧化降解，可有效保护甲纤；

3、蒽醌在蒸煮中可把碳水化合物分子上的隐性醛基氧化为羧基避免剥皮反应，提高得率，蒽醌被还原为蒽氢醌；同时蒽氢醌离子能与木素大分子的亚甲基醌结构反应，提供电子促使用木素分子中β-芳基醚键迅速断裂，加速木素溶出，而蒽氢醌又被氧化为蒽醌；

4、木素酶有利于木素及LCC的分解及溶出，提高半浆白度和可漂性；

5、十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，具有渗透、乳化、分散、发泡、洗涤去污等功能，可以有效提高蒸煮各化学药剂与纤维的充分接触，提高反应的均匀性。

二、实际应用：

1、本发明降低了原材料消耗资源、减少了污染物排放。有效地节约了资源、保护的环境；

2、本发明由于提供了一种用于化纤浆粕制备的环保型复配助剂，创新出一种高效、低耗、环保的生产新技术，实现降低棉短绒消耗、减少蒸煮黒液COD和色度，应用本发明提供的环保型复配助剂生产的化纤浆粕产品受到用户的肯定，开拓了化纤浆粕生产节约资源、减少污染物排放的创新工艺，从而降低成本、有利环保；

3、本发明提出的使用环保型复配助剂制备化纤浆粕的蒸煮方法，有效实现化纤浆粕生产的低成本、环保生产，建立了一套完善的适应化纤浆粕蒸煮时促进纤维素的润涨，迅速提高碱液对纤维素的渗透，加速脱木素的全新生产工艺，实现使木质素、果胶、蜡质等非纤维素杂质的迅速溶出，同时能将纤维碳水化合物的还原性基团氧化成果糖末端基，抑制剥皮反应，减少对纤维素的降解，提高得率；

4、应用本发明，在生产过程中节约了生产成本，大大减少污染物的排放，提高了质量，特别是反应性通过率大大提高；

5、本发明除实现工业化大生产、降低成本、节约环保费用等直接经济效益外，减少污染物的排放将改善水源水质，给社会环境保护带来的影响远远高出其生产的直接经济价值，对推动行业产业技术升级，提升产业盈利和改善环保状况意义深远。

具体实施方式

实施例1

A、开棉：将棉短绒加入开棉机中，经大小刺辊扯碎后，以风送进入旋风分离器；

B、配置环保蒸煮复配助剂：将亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠、木素酶分别按照以下重量百分比称取：亚硫酸钠3%、硫酸镁10%、四氢蒽醌50%、十二烷基苯磺酸钠30%、木素酶7%；将固相的亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠均匀混合，配制成复配助剂；

C、配置环保蒸煮复配助剂液：将重量为棉短绒重量0.3%的复配助剂加入到装有复配助剂重量4倍的水的助剂溶解槽内，再加入步骤B中称取的木素酶，搅拌溶解均匀，形成环保蒸煮复配助剂液待用；

D、制备碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液：将步骤C中得到的环保蒸煮复配助剂液加入到浓度为100g/l的氢氧化钠溶液中进行稀释，得到浓度为40g/l的碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液，待用；

E、蒸煮：将步骤A中开棉后的棉短绒和步骤D制备的碱液与环保蒸煮复配助剂液的混合液进行蒸煮，蒸煮升温到60℃时，保温30min；蒸煮升温到140℃时，保温80min，得到粘度为9.5mpa.s的蒸煮半浆；

F、按照常规技术对蒸煮半浆进行漂白、洗选以及成品抄造，得到符合质量要求的化纤浆粕。

实施例2

A、开棉：将棉短绒加入开棉机中，经大小刺辊扯碎后，以风送进入旋风分离器；

B、配置环保蒸煮复配助剂：将亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠、木素酶分别按照以下重量百分比称取：亚硫酸钠20%、硫酸镁1%、四氢蒽醌60%、十二烷基苯磺酸钠15%、木素酶4%；将固相的亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠均匀混合，配制成复配助剂；

C、配置环保蒸煮复配助剂液：将重量为棉短绒重量5%的复配助剂加入到装有复配助剂重量7倍的水的助剂溶解槽内，再加入步骤B中称取的木素酶，搅拌溶解均匀，形成环保蒸煮复配助剂液待用；

D、制备碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液：将步骤C中得到的环保蒸煮复配助剂液加入到浓度为150g/l的氢氧化钠溶液中进行稀释，得到浓度为100g/l的碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液，待用；

E、蒸煮：将步骤A中开棉后的棉短绒和步骤D制备的碱液与环保蒸煮复配助剂液的混合液进行蒸煮，蒸煮升温到100℃时，保温60min；蒸煮升温到170℃时，保温150min，得到粘度为12.8mpa.s的蒸煮半浆；

F、按照常规技术对蒸煮半浆进行漂白、洗选以及成品抄造，得到符合质量要求的化纤浆粕。

实施例3

A、开棉：将棉短绒加入开棉机中，经大小刺辊扯碎后，以风送进入旋风分离器；

B、配置环保蒸煮复配助剂：将亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠、木素酶分别按照以下重量百分比称取：亚硫酸钠20%、硫酸镁10%、四氢蒽醌55%、十二烷基苯磺酸钠5%、木素酶10%；将固相的亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠均匀混合，配制成复配助剂；

C、配置环保蒸煮复配助剂液：将重量为棉短绒重量2.7%的复配助剂加入到装有复配助剂重量5倍的水的助剂溶解槽内，再加入步骤B中称取的木素酶，搅拌溶解均匀，形成环保蒸煮复配助剂液待用；

D、制备碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液：将步骤C中得到的环保蒸煮复配助剂液加入到浓度为125g/l的氢氧化钠溶液中进行稀释，得到浓度为70g/l的碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液，待用；

E、蒸煮：将步骤A中开棉后的棉短绒和步骤D制备的碱液与环保蒸煮复配助剂液的混合液进行蒸煮，蒸煮升温到80℃时，保温45min；蒸煮升温到155℃时，保温125min，得到粘度为11.2mpa.s的蒸煮半浆；

F、按照常规技术对蒸煮半浆进行漂白、洗选以及成品抄造，得到符合质量要求的化纤浆粕。

实施例4

A、开棉：将棉短绒加入开棉机中，经大小刺辊扯碎后，以风送进入旋风分离器；

B、配置环保蒸煮复配助剂：将亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠、木素酶分别按照以下重量百分比称取：亚硫酸钠20%、硫酸镁10%、四氢蒽醌30%、十二烷基苯磺酸钠30%、木素酶10%；将固相的亚硫酸钠、硫酸镁、四氢蒽醌、十二烷基苯磺酸钠均匀混合，配制成复配助剂；

C、配置环保蒸煮复配助剂液：将重量为棉短绒重量5%的复配助剂加入到装有复配助剂重量4倍的水的助剂溶解槽内，再加入步骤B中称取的木素酶，搅拌溶解均匀，形成环保蒸煮复配助剂液待用；

D、制备碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液：将步骤C中得到的环保蒸煮复配助剂液加入到浓度为140g/l的氢氧化钠溶液中进行稀释，得到浓度为55g/l的碱液与环保复配蒸煮助剂液的混合液，待用；

E、蒸煮：将步骤A中开棉后的棉短绒和步骤D制备的碱液与环保蒸煮复配助剂液的混合液进行蒸煮，蒸煮升温到70℃时，保温55min；蒸煮升温到160℃时，保温110min，得到粘度为10.5mpa.s的蒸煮半浆；

F、按照常规技术对蒸煮半浆进行漂白、洗选以及成品抄造，得到符合质量要求的化纤浆粕。

实施例5

在化纤浆粕的制备的蒸煮工序中加入助剂和不加助剂的对比。

试验设备：蒸煮锅、夹套蒸汽蒸煮锅、蒸球、配碱桶、投料系统、打浆机、抄片器、纸样快速干燥器等。

在其它工艺相同的情况下，加入助剂和不加助剂的对比结果（平均值）。

试验结果显示，在其它工艺相同的情况下，加入助剂比不加入助剂的半成品甲纤提高0.6%，灰份降低0.07%，铁质降低8ppm，黑液的COD、色度分别降低20.8%、7.3%；成品甲纤在使用助剂后提高0.5%，白度提高3%，灰份降低0.03%，铁质降低4ppm，反应性能通过率提高15%，短绒消耗平均降低2.17%，使用助剂后具有非常明显的效果。

实施例6

环保型复配蒸煮助剂对棉短绒消耗量的影响。

以生产中统计数据对比使用助剂对单位产品棉短绒消耗量的影响。

单位产品棉短绒消耗量情况（单位：吨/吨浆粕）

从上表可以看出，使用助剂后，单位产品棉短绒单位产品消耗量平均降低0.03吨，降低幅度为2.17%。

Claims (1)

1.一种制备化纤浆粕的蒸煮助剂，其特征在于：由以下按重量百分比计的组分组成：

亚硫酸钠3-20%、硫酸镁1-10%、四氢蒽醌30-60%、十二烷基苯磺酸钠5-30%、木素酶1-10%。