CN104611958B - 一种节能环保型低温皂洗剂及其合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能环保型低温皂洗剂及其合成方法，本发明的节能环保型低温皂洗剂的分子结构式如下：其中：R为C₆‑C₁₂；m＝1.0‑1.5，n＝0.2‑0.3，q＝1.0‑1.5。与传统工艺相比，本发明的皂洗剂其皂洗工艺只要在60‑70℃就有很好的皂洗效果，大大降低了能源消耗，减少了污水排放量，有利于环境保护和降低污水处理成本。本产品具有无毒、不污染环境、节省能源及易加工等优点，是目前市场上属高档助剂产品。具有广阔的市场前景。

Description

一种节能环保型低温皂洗剂及其合成方法

技术领域

本发明涉及皂洗剂制备技术领域，尤其涉及一种节能环保型低温皂洗剂及其合成方法。

背景技术

活性染料染色织物的传统皂洗工艺基本上都是在95℃以上温度皂洗，而且要经过多次的皂洗水洗才能达到客户对织物牢度的要求，这样不仅耗费了大量的能量而且也加重了对水的污染。因此，研制出一种在中低温条件下就具有较好皂洗效果的皂洗剂就成为了染整行业的一大目标。

(1)生物酶皂洗剂

拓纳化学公司研制出的Baylase RP酵素系统，它是一种生物酶，其作用机理是破坏和清除未固着的染料和水解染料中的发色基团，这样来提高染色织物的皂洗牢度。而且它对己经形成共价键结合的活性染料不会产生破坏作用。

国内也有一些关于皂洗酶的研究，其中青岛大学化工学院采用皂洗酶A对活性染料染色织物进行皂洗，尽管这种酶对活性染料脱色具有广谱性，脱色率也较高，而且酶洗后织物的色光基本没有变化，同时也满足节能、节水的特点。但是由于酶的特性，受pH值、皂洗温度等因素的影响较大。河南工程学院将皂洗酶210B应用于活性染料皂洗过程中，并且探讨了其浓度、温度、时间以及pH值等工艺因素对皂洗效果的影响。得出的皂洗工艺与传统皂洗工艺相比，在牢度相当的情况下，皂洗温度有了一定的降低。

虽然生物酶皂洗可以在比较低的温度下能有效的去除织物上的浮色，但是每种酶都有其专一性，而且由于酶的特性，它受pH值、皂洗温度的影响较大，生物酶皂洗剂价格高，增加了印染厂的生产成本，所以在皂洗过程中受到了很大的限制，不能广泛地应用于各种活性染料的皂洗过程中。

(2)其他类低温皂洗剂

钟少峰等通过以丙烯酸一乙烯基毗咯烷酮一马来酸三元共聚物作为原料制备出了一中低温无泡皂洗剂，该皂洗剂在60-70℃的条件下具有较好的皂洗效果。盐城化工厂通过阴离子、非离子以及其他化学助剂复配出了一种低温高效净洗剂，它具有较强的分散力、鳌合力等功能，在65-70℃有较好的皂洗牢度，而且得色均匀。

(3).印染行业是一个高污染、耗能高的行业，因此国家对印染行业的要求越来越高，要求不管在前处理还是后处理过程中，要尽量减小污染，降低能耗。然而在现有的成熟的工艺条件下，想通过降低温度来减小能耗，与此同时要具备高温下的效果，就必须得依靠新型的助剂。

现阶段国内外的研究成果表明，尽管皂洗剂的研制取得了一定的成果，但是许多品种还有一定的限制，适用范围不广，而且有些产品生产成本比较高，所以开发出环保、适用范围广且廉价的中低温皂洗剂必须要从以下几个方面加以改进和提高:

(1)引入一些具有良好溶解性、表面活性高、生物相容性好、低毒性的高分子聚合物，并且稳定性较高，能与其他化合物或者表面活性剂进行复配，产生较强的协同作用，能有效的降低皂洗温度，节约能量。

(2)由于目前应用的皂洗助剂中部分表面活性剂对人体有较大的刺激性，而且不易降解对环境影响很大。因此未来皂洗剂的研制必须严格控制毒性，不断提高其降解性最终实现循环使用，从而降低成本，提高经济效益。

发明内容

本发明提供了一种节能环保型低温皂洗剂及其合成方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明的节能环保型低温皂洗剂的分子结构式如下：

其中：R为C6～C12；n＝5-9；p＝0.2-0.3；m＝1.0-1.5；q＝1.0-1.5。

本发明的节能环保型低温皂洗剂的合成方法的合成路线如下：

(1)单体合成：

其中：R为C₆-C₁₂；n＝5-9；

(2)聚合物的合成：

，

其中：其中：R为C6～C12；n＝5-9；p＝0.2-0.3；m＝1.0-1.5；q＝1.0-1.5。

单体合成的具体步骤如下：

往反应器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，再加入顺丁烯二酸酐，然后加热使顺丁烯二酸酐完全熔化，开启搅拌，通入氮气，升温至100℃，保温反应5-8小时，测酸价，酸价在65-80mgKOH/g时，降温至室温，得到单体。

脂肪醇聚氧乙烯醚与顺丁烯二酸酐的重量比为350-582:98。

聚合物合成的具体步骤如下：

往反应器中加入步骤(1)合成的单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠，盖上反应器盖，升温到65-70℃，逐渐升温至85℃，开启冷凝回流，开始滴加引发剂过硫酸铵水溶液，在96℃以上保温3小时，然后用自来水冷却至60-70℃，加入碱液中和到pH＝8-9，反应结束，冷却至40℃以下，过滤,放料，得到本发明的节能环保型低温皂洗剂。

单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠的重量比为430-660:500-760：75:25:7.4。

过硫酸铵水溶液与单体的重量比为215:430-660，其中过硫酸铵水溶液是由过硫酸铵溶于去离子水水中配制而成，过硫酸铵与去离子水中的重量比为15:200。

过硫酸铵水溶液的滴加速度为在2.5-3h内滴加完毕。在滴加过程中反应激烈，温度会上升至102℃左右。如果反应太激烈，可在夹套中进些冷却水，冷却。

碱液的质量浓度为30％。

本发明节能环保型低温皂洗剂是在合成了在一个化学分子中含有一个不饱和双键，同时含有非离子性的聚氧乙烯醚基团的特殊表面活性剂化合物，具有良好溶解性、高表面活性、相容性好、无毒性，环保,易生物降解的特点，稳定性较高，再与其他化合物或者表面活性剂进行复配，产生良好的协同作用，有效的降低皂洗温度，达到节约能源，环保。降低印染厂的生产成本。

与传统工艺相比，本发明的皂洗剂其皂洗工艺只要在60-70℃就有很好的皂洗效果，大大降低了能源消耗，减少了污水排放量，有利于环境保护和降低污水处理成本。本产品具有无毒、不污染环境、节省能源及易加工等优点，是目前市场上属高档助剂产品。具有广阔的市场前景。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

实施例1：

(1)往反应器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，再加入顺丁烯二酸酐，然后加热使顺丁烯二酸酐完全熔化，开启搅拌，通入氮气，升温至100℃，保温反应5-8小时，测酸价，酸价在65-80mgKOH/g时，降温至室温，得到单体。

脂肪醇聚氧乙烯醚与顺丁烯二酸酐的重量比为350:98。

(2)往反应器中加入步骤(1)合成的单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠，盖上反应器盖，升温到65-70℃，逐渐升温至85℃，开启冷凝回流，开始滴加引发剂过硫酸铵水溶液，在96℃以上保温3小时，然后用自来水冷却至60-70℃，加入碱液中和到pH＝8-9，反应结束，冷却至40℃以下，过滤,放料，得到本发明的节能环保型低温皂洗剂。

单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠的重量比为430:500：75:25:7.4。

过硫酸铵水溶液与单体的重量比为215:430，其中过硫酸铵水溶液是由过硫酸铵溶于去离子水水中配制而成，过硫酸铵与去离子水中的重量比为15:200。

过硫酸铵水溶液的滴加速度为在2.5-3h内滴加完毕。在滴加过程中反应激烈，温度会上升至102℃左右。如果反应太激烈，可在夹套中进些冷却水，冷却。

碱液的质量浓度为30％。

实施例2：

(1)往反应器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，再加入顺丁烯二酸酐，然后加热使顺丁烯二酸酐完全熔化，开启搅拌，通入氮气，升温至100℃，保温反应5-8小时，测酸价，酸价在65-80mgKOH/g时，降温至室温，得到单体。

脂肪醇聚氧乙烯醚与顺丁烯二酸酐的重量比为582:98。

(2)往反应器中加入步骤(1)合成的单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠，盖上反应器盖，升温到65-70℃，逐渐升温至85℃，开启冷凝回流，开始滴加引发剂过硫酸铵水溶液，在96℃以上保温3小时，然后用自来水冷却至60-70℃，加入碱液中和到pH＝8-9，反应结束，冷却至40℃以下，过滤,放料，得到本发明的节能环保型低温皂洗剂。

单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠的重量比为660:760：75:25:7.4。

过硫酸铵水溶液与单体的重量比为215:660，其中过硫酸铵水溶液是由过硫酸铵溶于去离子水水中配制而成，过硫酸铵与去离子水中的重量比为15:200。

过硫酸铵水溶液的滴加速度为在2.5-3h内滴加完毕。在滴加过程中反应激烈，温度会上升至102℃左右。如果反应太激烈，可在夹套中进些冷却水，冷却。

碱液的质量浓度为30％。

实施例3：

(1)往反应器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，再加入顺丁烯二酸酐，然后加热使顺丁烯二酸酐完全熔化，开启搅拌，通入氮气，升温至100℃，保温反应5-8小时，测酸价，酸价在65-80mgKOH/g时，降温至室温，得到单体。

脂肪醇聚氧乙烯醚与顺丁烯二酸酐的重量比为450:98。

(2)往反应器中加入步骤(1)合成的单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠，盖上反应器盖，升温到65-70℃，逐渐升温至85℃，开启冷凝回流，开始滴加引发剂过硫酸铵水溶液，在96℃以上保温3小时，然后用自来水冷却至60-70℃，加入碱液中和到pH＝8-9，反应结束，冷却至40℃以下，过滤,放料，得到本发明的节能环保型低温皂洗剂。

单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠的重量比为550:650：75:25:7.4。

过硫酸铵水溶液与单体的重量比为215:550，其中过硫酸铵水溶液是由过硫酸铵溶于去离子水水中配制而成，过硫酸铵与去离子水中的重量比为15:200。

过硫酸铵水溶液的滴加速度为在2.5-3h内滴加完毕。在滴加过程中反应激烈，温度会上升至102℃左右。如果反应太激烈，可在夹套中进些冷却水，冷却。

碱液的质量浓度为30％。

本发明实施例3制备的皂洗剂的产品性状如表1所示：

表1

序号	名称	指标
			1	外观	黄色至淡黄色液体
2	固含量(％)	20±2
			3	离子性	阴离子
4	酸碱性	1％水溶液PH＝5.0-8.0
			5	溶解性	在水中极易分散
6	混用性	可与阴离子、非离子助剂混用
			7	生态性(环保性)	本产品不含APEO、甲醛，属环保产品
8	储存性	在通风阴凉的仓库中储存期为12个月

本发明实施例3制备的皂洗剂应用方法：皂洗剂用量：1.0-5.0g/l。

本发明实施例1-3制备的皂洗剂的性能测试方法：

1.耐洗色牢度：按GBT3921-1997＜纺织品色牢度试验耐洗色牢度＞进行检测

2.耐磨擦色牢度：按GBT3920-1997＜纺织品色牢度试验耐磨擦色牢度＞进行检测

3.耐洗刷色牢度：按GBT3920-1997＜纺织品色牢度试验耐洗刷色牢度＞进行检测

本发明制备的皂洗剂与常规皂洗剂的性能对比如表2所示。

表2

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种节能环保型低温皂洗剂，其特征在于：所述的节能环保型低温皂洗剂的分子结构式如下：

其中：其中：R为C6～C12；n＝5-9；p＝0.2-0.3；m＝1.0-1.5；q＝1.0-1.5。

2.一种合成如权利要求1所述的节能环保型低温皂洗剂的方法，其特征在于：所述的节能环保型低温皂洗剂的合成路线如下：

(1)单体合成：

其中：R为C₆-C₁₂；n＝5-9；

(2)聚合物的合成：

，

其中：R为C6～C12；n＝5-9；p＝0.2-0.3；m＝1.0-1.5；q＝1.0-1.5。

3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于：单体合成的具体步骤如下：

往反应器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，再加入顺丁烯二酸酐，然后加热使顺丁烯二酸酐完全熔化，开启搅拌，通入氮气，升温至100℃，保温反应5-8小时，测酸价，酸价在65-80mgKOH/g时，降温至室温，得到单体。

4.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于：脂肪醇聚氧乙烯醚与顺丁烯二酸酐的重量比为350-582:98。

5.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于：聚合物合成的具体步骤如下：

往反应器中加入步骤(1)合成的单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯基呲咯烷酮和亚硫酸氢钠，盖上反应器盖，升温到65-70℃，逐渐升温至85℃，开启冷凝回流，开始滴加引发剂过硫酸铵水溶液，在96℃以上保温3小时，然后用自来水冷却至60-70℃，加入碱液中和到pH＝8-9，反应结束，冷却至40℃以下，过滤,放料，得到节能环保型低温皂洗剂。

6.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于：单体、去离子水、丙烯酸、N-乙烯甚呲咯烷酮和亚硫酸氢钠的重量比为430-660:500-760：75:25:7.4。

7.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于：过硫酸铵水溶液与单体的重量比为215:430-660，其中过硫酸铵水溶液是由过硫酸铵溶于去离子水中配制而成，过硫酸铵与去离子水的重量比为15:200。

8.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于：过硫酸铵水溶液的滴加速度为在2.5-3h内滴加完毕。

9.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于：碱液的质量浓度为30％。