CN103790038B - 以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织品活性染料印花过程中所使用的糊料，具体涉及一种以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法。其采用浸润—碱化—醚化—静态醚化反应—后处理的工艺方法，在淀粉羧甲基化反应过程进行静态醚化反应，有效降低了生产能耗，同时延长醚化剂和淀粉接触时间，提高反应效率，制备出取代度较高，印染效果较好的活性印花糊料。在反应过程中添加渗透剂，不仅促进碱化剂对淀粉颗粒结晶区的破坏，而且在静态醚化反应中促进氯乙酸进入淀粉结晶区域，提高淀粉颗粒反应均匀性，避免了取代基多分布于淀粉颗粒表面而造成产品性能不稳定的现象。

Description

以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法
技术领域
本发明涉及纺织品活性染料印花过程中所使用的糊料，具体涉及一种以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法。
背景技术
印花产品中用活性染料直接印花占有极其重要的地位，目前活性染料印花中应用最普遍的糊料是海藻酸钠，海藻糊与活性染料适用性好，具有良好的渗透性、曳丝性、抱水性和易洗性等，印后花型轮廓清晰。近年来，海藻酸钠在食品工业中的使用量不断增大，导致货源供应趋紧，售价不断上涨。为此，羧甲基淀粉类糊料（CMS）的开发受到人们重视。
目前国内羧甲基淀粉类糊料生产大多采用水溶法与有机溶剂法。水溶法生产副反应严重，反应效率低，成本高，能耗大，产品质量差；有机溶剂法反应效率高，可制取高取代度且取代基分布较均匀的产品，但有机溶剂使用量大，溶剂需要回收，生产工艺及设备较复杂，生产成本偏高且易污染环境。干法制备工艺溶剂加入少、污染小、流程短、设备简便，但在目前的干法工艺条件下，反应时间较短，反应试剂与淀粉接触不充分，最终导致反应不均匀，取代基多分布于淀粉颗粒表面，平均取代度不高，产物性能不稳定，用作活性印花糊料效果较差。许多研究者积极对干法制备工艺进行改进。如已公开的发明专利，申请号201210508054.X，专利名称为《羧甲基淀粉钠的制备方法》，该专利的技术是将木薯淀粉、催化剂和醚化剂同时放入搅拌器中进行机械搅拌活化，提高反应均匀性；且加入微波辐射辅助反应，大大提高了反应速率。但该工艺使用微波辐射辅助反应，不仅增加设备投资，而且在工业化应用中有较多难度。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，其制备过程简单、有机溶剂用量少、反应效率高，而且制备的羧甲基淀粉活性糊料取代度高，粘度高、生产成本低，用于印染得色量高、手感好、渗透性好。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，包括如下步骤：
（1）浸润步骤：打开反应釜中的搅拌器，在搅拌转速为120-300r/min的条件下将1质量份淀粉缓慢加入反应釜中，随后，以喷雾的方式加入0.1-0.8质量份浸润剂，继续搅拌10-15分钟；
（2）碱化步骤：在反应釜夹套内通入冷却水，同时向反应釜内缓慢加入0.5-1质量份碱化剂和0.001-0.2质量份渗透剂，碱化温度控制在25～55℃，搅拌状态下反应15-30min；
（3）醚化步骤：碱化反应结束后，在反应釜中缓慢加入0.6-1.2质量份固体氯乙酸，醚化温度控制在40～65℃，搅拌状态下反应15-30min；
（4）静态醚化反应步骤：醚化反应结束后，将反应釜中的反应物料转移至静态反应室，温度控制在40～65℃，保持静态反应2-12h；
（5）后处理步骤：静态反应结束后将反应产物烘干、粉碎，即得到活性印花糊料。
所述步骤（1）中所述的淀粉为小麦淀粉或玉米淀粉或马铃薯淀粉或木薯淀粉。
所述步骤（1）中所述的浸润剂为质量比为40-95%甲醇或乙醇溶液；制备过程中浸润剂起到传质、传热的作用，并可使淀粉溶胀，促进碱化剂或氯乙酸对淀粉的扩散和渗透。
所述步骤（2）中所述的碱化剂为150-200目的粉末氢氧化钠或氢氧化钾。
所述步骤（2）中所述的渗透剂为渗透剂OEP-70或渗透剂AEP或渗透剂JFC。
所述步骤（4）中静态反应室为设置有调节温度功能的密闭反应容器。
本发明的有益效果是：
1.在淀粉羧甲基化反应过程进行静态醚化反应，有效降低了生产能耗，同时延长醚化剂和淀粉接触时间，提高反应效率，制备出取代度较高，印染效果较好的活性印花糊料。
2.在反应过程中添加渗透剂，不仅促进碱化剂对淀粉颗粒结晶区的破坏，而且在静态醚化反应中促进氯乙酸进入淀粉结晶区域，提高淀粉颗粒反应均匀性，避免了取代基多分布于淀粉颗粒表面而造成产品性能不稳定的现象。
下面通过实验例进一步阐述本发明的有益效果：
1）材料
织物:棉织布
药品:淀粉活性糊料、海藻酸钠，用于印花的活性染料活性黑GSP。色浆中除染料和糊料外，还有尿素、防染盐S、小苏打等助剂。
仪器:NDJ-8S型旋转粘度仪，磁棒印花机，烘干蒸化机，P60(6)标准光源箱
2）原糊和色浆的制备
（1）原糊制备
以4%的浓度分别将本发明的糊料和海藻酸钠糊料放入水中搅拌溶解，使糊料充分膨化，成为原糊，静置待用。
（2）色浆的制备
先用少量冷水将染料调成浆状，加入尿素及80℃热水，充分搅拌使染料和尿素溶解，然后加入防染盐S，溶解后将染液滤入原糊中搅拌均匀，冷却至室温后加入小苏打，搅拌均匀。
3）印花糊料性能测试
（1）本发明印花糊料物理性能
表1糊料的物理性能
本发明印花糊料通过添加渗透剂和静态醚化反应，有效提高反应效率，克服取代基多分布于淀粉颗粒表面的问题，产品平均取代度较高，性能稳定。
粘度是印花糊料的重要经济指标，决定印花过程中糊料用量。本发明印花糊料4%粘度与海藻酸钠相近，印花中使用量与海藻酸钠相近，但本产品价格低于海藻酸钠，可有效降低印染成本。
抱水性是影响印花花型轮廓清晰度的主要因素，本发明印花糊料保水性与海藻酸钠相近，印染后印花织物轮廓清晰度较高。
本发明印花糊料透过400目筛网无残留，印花过程中不会出现堵网现象。
（2）印花糊料的印染性能
表2糊料的印花性能
淀粉化学分子结构中存在羟基集团，易在印花过程中与活性染料发生反应，降低得色量并造成织物印花后手感发硬。本发明淀粉经过醚化反应使其阴离子化，增加糊料对染料分子的排斥作用，并通过添加渗透剂和静态醚化反应，有效提高反应效率，克服取代基多分布于淀粉颗粒表面的问题，产品平均取代度较高，因此印染后印花得色量高，印纹轮廓清晰，渗透性好，手感好，具有良好的印花效果。该糊料较为适合替代或部分替代海藻酸钠作为活性染料的印花糊料。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，所述的以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，包括如下步骤：
（1）浸润步骤：打开反应釜中的搅拌器，在搅拌转速为120-300r/min的条件下将1质量份淀粉缓慢加入反应釜中，随后，以喷雾的方式加入0.1-0.8质量份浸润剂，继续搅拌10-15分钟；
（2）碱化步骤：在反应釜夹套内通入冷却水，同时向反应釜内缓慢加入0.5-1质量份碱化剂和0.001-0.2质量份渗透剂，碱化温度控制在25～55℃，搅拌状态下反应15-30min；
（3）醚化步骤：碱化反应结束后，在反应釜中缓慢加入0.6-1.2质量份固体氯乙酸，醚化温度控制在40～65℃，搅拌状态下反应15-30min；
（4）静态醚化反应步骤：醚化反应结束后，将反应釜中的反应物料转移至静态反应室，温度控制在40～65℃，保持静态反应2-12h；
（5）后处理步骤：静态反应结束后将反应产物烘干、粉碎，即得到活性印花糊料。
所述步骤（1）中所述的淀粉为小麦淀粉或玉米淀粉或马铃薯淀粉或木薯淀粉。
所述步骤（1）中所述的浸润剂为质量比为40-95%甲醇或乙醇溶液；制备过程中浸润剂起到传质、传热的作用，并可使淀粉溶胀，促进碱化剂或氯乙酸对淀粉的扩散和渗透。
所述步骤（2）中所述的碱化剂为150-200目的粉末氢氧化钠或氢氧化钾。
所述步骤（2）中所述的渗透剂为渗透剂OEP-70或渗透剂AEP或渗透剂JFC。
所述步骤（4）中静态反应室为设置有调节温度功能的密闭反应容器。
实施例1：
在搅拌转速在160r/min条件下将100kg淀粉缓慢加入反应釜，随后以喷雾的方式加入20kg质量比为85%甲醇水溶液，继续搅拌10min后缓慢添加50kg200目的粉末氢氧化钠和1kg渗透剂OEP-70，35℃反应15min，再加入60kg固体氯乙酸，60℃反应20min。反应结束后将反应物料转移至静态反应室，50℃静态反应8h。静态反应结束后将反应产物烘干，粉碎得到活性印花糊料。
实施例2：
在搅拌转速在200r/min条件下将100kg淀粉缓慢加入1000L反应釜，随后以喷雾的方式加入45kg质量比为80%乙醇水溶液，继续搅拌10min后缓慢添加60kg200目的粉末氢氧化钠和1.2kg渗透剂AEP，25℃反应25min，再加入70kg固体氯乙酸，60℃反应20min。反应结束后将反应物料转移至二次反应室，55℃静态反应12h。二次反应结束后将反应产物烘干、粉碎得到活性印花糊料。

Claims (5)

1.一种以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，包括如下步骤：
（1）浸润步骤：打开反应釜中的搅拌器，在搅拌转速为120-300r/min的条件下将1质量份淀粉缓慢加入反应釜中，随后，以喷雾的方式加入0.1-0.8质量份浸润剂，继续搅拌10-15分钟；所述的浸润剂为质量比为40-95%甲醇或乙醇溶液；制备过程中浸润剂起到传质、传热的作用，并可使淀粉溶胀，促进碱化剂或氯乙酸对淀粉的扩散和渗透；
（2）碱化步骤：在反应釜夹套内通入冷却水，同时向反应釜内缓慢加入0.5-1质量份碱化剂和0.001-0.2质量份渗透剂，碱化温度控制在25～55℃，搅拌状态下反应15-30min；
（3）醚化步骤：碱化反应结束后，在反应釜中缓慢加入0.6-1.2质量份固体氯乙酸，醚化温度控制在40～65℃，搅拌状态下反应15-30min；
（4）静态醚化反应步骤：醚化反应结束后，将反应釜中的反应物料转移至静态反应室，温度控制在40～65℃，保持静态反应2-12h；
（5）后处理步骤：静态反应结束后将反应产物烘干、粉碎，即得到活性印花糊料。
2.如权利要求1所述的以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述的淀粉为小麦淀粉或玉米淀粉或马铃薯淀粉或木薯淀粉。
3.如权利要求1所述的以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述的碱化剂为150-200目的粉末氢氧化钠或氢氧化钾。
4.如权利要求1所述的以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述的渗透剂为渗透剂OEP-70或渗透剂AEP或渗透剂JFC。
5.如权利要求1所述的以淀粉为原料制备活性印花糊料的方法，其特征在于，所述步骤（4）中静态反应室为设置有调节温度功能的密闭反应容器。
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