CN106854836B - 一种多功能前处理精炼剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能前处理精炼剂，按重量份计，包括以下组分：天然非离子表面活性剂30份‑60份；非离子混合物10份‑30份；丙烯酸‑丙烯酸羟乙酯共聚物20份‑40份；粘土10份‑30份。本发明具有以下优点和效果：采用天然非离子表面活性剂，兼具除油、除蜡、乳化的同时，容易生物降解，环境友好；其次，加入有非离子物质组成的非离子混合物后，不仅不会降低酶精炼中酶的活性，还能明显促进酶的活性；加入丙烯酸‑丙烯酸羟乙酯共聚物后，鳌合钙、镁等金属离子，并且不会对酶的活性造成影响；再次，加入粘土后，赋予多功能前处理精炼剂优异的油乳化力，达到了降低废水中的COD、油乳化力强、易于降解和环境友好的效果。

Description

一种多功能前处理精炼剂
技术领域
本发明涉及纺织助剂领域，特别涉及一种多功能前处理精炼剂。
背景技术
纺织行业对织物的前处理一般包括退浆、精炼和漂白等工序，精炼是纯棉织物及其混纺织物前处理工艺中极重要的工序，其主要目的是除去棉纤维中的共生物。未精炼的棉纤维含有纤维素、果胶质、蜡状物、含氮物质、木质素等，精炼过程中首先在精炼剂的作用下，精炼液及其他化学物质向纤维内部渗透，其次在纤维经充分润湿后，把纤维上的各种杂质经皂化、乳化、萃取、分散等作用而加以去除。在机械作用下将杂质从纤维上脱离后分散在溶液中。
公告号为CN102877292A的中国专利《适用于棉纤维的精炼剂》公开了一种适用于棉纤维的精炼剂，包括按重量计的下列组分：烷基硫酸盐20-40份，烷基苯磺酸盐20-40份，油酰甲基牛磺酸钠15-25份，亚甲基双荼磺酸钠10-20份，烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚5-12份，羧乙基硫代丁二酸2-10份。
但是上述用于适用于棉纤维的精炼剂存在以下缺点：由于精炼剂中含有烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚会降解生成烷基酚，含有烷基酚的废水排放到环境中会对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型的多功能前处理精炼剂。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种多功能前处理精炼剂，按重量份计，包括以下组分：
所述非离子混合物包括山梨酸醇酯和柠檬酸。
通过采用上述技术方案，在多功能前处理精炼剂中采用天然非离子表面活性剂，天然非离子表面活性剂是一类非离子型且具有表面活性的天然物或其衍生物，与合成表面活性剂相比，天然非离子表面活性剂毒性低，兼具除油、除蜡、渗透和乳化的功能，环境友好，生物降解性好，可以作持续性前处理剂，降低COD，达到环保的效果。
但是天然非离子表面活性剂乳化、分散、气泡等表面活性较小，为弥补上述不足，在多功能前处理精炼剂中加入非离子混合物，非离子混合物包括山梨酸醇酯，山梨酸醇酯具有优异的乳化性能，同时由于具有立体层叠式的结构，兼具油性消泡剂和亲油性分散剂的作用，与天然非离子表面活性剂复配后，提高多功能精炼剂的乳化、分散、消泡等表面活性。
在棉织物的精炼过程中，包括碱精炼和酶精炼。碱精炼一般采用在烧碱溶液中加入分散剂、乳化剂、还原剂等助剂组成精炼工作液，在高温条件下处理棉纤维制品，碱精炼消耗大量能耗，排放工业废水污染环境，相比于碱精炼，酶精炼是采用酶对棉织物进行处理，条件温和，精炼废水容易降解，无毒并且环境友好，酶精炼越来越受到纺织品染整行业的重视。但是在现有技术中的精炼剂，通常把非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂以一定比例复配，以发挥两种类型各自的性能，还能互为补充。但是离子表面活性剂对酶具有抑制作用，离子型有机物容易与酶形成复合物而难以与底物结合。
而天然非离子表面活性剂不会与酶进行结合，并且将柠檬酸与山梨酸醇混合后，与天然非离子表面活性剂按配方量复配后，能提高酶精炼中常用的果胶酶和纤维素酶的活性，将多功能精炼剂与生物酶共浴后对织物进行退浆处理时，不但不会降低果胶酶和纤维素酶的活性，还能显著提高果胶酶和纤维素酶的活性，特别是适合的冷堆退浆或在预缩机内退浆。
在对棉织物及其混纺织物进行精炼处理时，棉纤维中的天然杂质主要包括果胶物质、含氮物质、蜡状物质、灰分(即无机盐)、棉籽和色素等。其中果胶物质中部分果胶物质是以钙盐、镁盐和甲酯等形式存在，亲水性低，在精炼过程中果胶物质会溶出大量钙离子和镁离子，钙离子和镁离子不仅不利于精炼，而且在酶精炼中钙离子和镁离子超过一定的浓度还会影响酶的活性。因此，在多功能前处理精炼剂中加入了丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物，鳌合钙离子和镁离子，丙烯酸与丙烯酸羟乙酯共聚物在起到鳌合分散作用的同时还具有氧漂稳定功能。
在精炼过程中纤维上的低聚物从纤维上脱离后分散在溶液中，在持续性的精炼过程中，低聚物容易返回再次粘附在棉纤维织物上。在多功能前处理精炼剂中加入粘土，通过粘土吸附低聚物，具有优异的精炼除染功能，在处理白织物时获得毛效好的效果。
本发明的进一步设置为：所述天然非离子表面活性剂为茶皂素。
通过采用上述技术方案，茶皂素也称为茶皂苷，是山茶科织物中含有的一类天然糖苷化合物，主要存在于山茶科织物的种子中，含有亲水性和亲油性两种官能团，亲水亲油平衡值HLB是表面活性剂性能应用的一个重要指标，采用基团计算法，茶皂素的HLB值为16，根据HLB值与应用性能的关系可知，茶皂素在分散、去污以及水包油型乳化方面均有良好的性能，其次，茶皂素对溶液具有较广的酸碱度适应性，当pH在4-10的范围内，茶皂素的气泡力的变异性非常小，扩大多功能前处理精炼剂的适用范围，其次，茶皂素和柠檬酸混合后，能提高纤维素酶的催化活性。
本发明的进一步设置为：所述天然非离子表面活性剂为烷基糖苷。
通过采用上述技术方案，烷基糖苷是糖的半缩醛羟基与醇反应所生成的具有缩醛结构的衍生物，烷基糖苷不仅表面活性高，泡沫丰富而稳定，去污及配伍性好，没有浊点；其次，酶精炼所使用的酶中，果胶酶主要作用于初生胞壁，能快速催化初生胞壁基质中聚半乳糖醛酸的水解，切开果胶质，通过降解去除果胶质，使以果胶为骨架并与它相接合的蜡制分裂松动，在表面活性剂和机械搅拌的作用下易于去除，果胶酶是被认为最有效、最适合棉织物精炼的酶种，烷基糖苷和柠檬酸混合后能显著提高果胶酶的催化活性，促进果胶酶在酶精炼过程中的催化效率。
本发明的进一步设置为：所述粘土为膨润土。
通过采用上述技术方案，膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构，膨润土具有油类吸附效应，能彻底纺织被洗下的润滑油返沾面料，赋予多功能前处理精炼剂优异的矿物油、硅油乳化能力，提高乳化效果。
本发明的进一步设置为：所述粘土成微粒状分布于所述多功能前处理精炼剂中。
通过采用上述技术方案，粘土在多功能前处理精炼剂中呈微粒粉剂的形态加入到多功能前处理精炼剂中，扩大粘土与矿物油、硅油接触面积，提高多功能前处理精炼剂对矿物油、硅油的乳化能力。
本发明的进一步设置为：所述非离子混合物中所述山梨酸醇酯与所述柠檬酸的比例为1:1。
通过采用上述技术方案，使得非离子混合物能促进酶的催化活性。
本发明的进一步设置为：所述天然非离子表面活性剂为40份，所述非离子混合物为20份，所述丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物为30份，所述粘土为20份。
通过采用上述技术方案，使得多功能前处理精炼剂按配方量配置后，降低废水的COD的同时，具有优异的油乳化力，易于生物降解，排放后对环境中水域生态系统无危险，环境友好。
综上所述，本发明具有以下有益效果：采用天然非离子表面活性剂，兼具除油、除蜡、乳化的同时，容易生物降解，环境友好，其次，加入有非离子物质组成的非离子混合物后，不仅不会降低酶精炼中酶的活性，还能明显促进酶的活性；加入丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物后，鳌合钙、镁等金属离子，并且不会对酶的活性造成影响；再次，加入粘土后，赋予多功能前处理精炼剂优异的油乳化力，达到了降低废水中的COD、油乳化力强、易于降解和环境友好的效果。
具体实施方式
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种多功能前处理精炼剂，按重量计，包括以下组分30份天然非离子表面活性剂、10份非离子混合物、20份丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物、10份粘土，非离子混合物包括山梨酸醇酯和柠檬酸，山梨酸醇酯和柠檬酸的比例为1:1，天然非离子表面活性剂为茶皂素，粘土采用膨润土，呈微粒粉剂分布在多功能前处理精炼剂中，按重量份称取上述组分后混合复配即可。
丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物，其由如下方法制备得到：
步骤S1、取丙烯酸和丙烯酸羟乙酯，加入55～60℃的水，混匀；
步骤S2、取过硫酸铵，加入25～30℃的水，混匀；
步骤S3、取水、乙醇、亚硫酸氢钠，混匀，升温至78～82℃；
步骤S4、在步骤S3的混合物中，保温条件下缓慢加入由步骤S1得到的混合物和由步骤S2得到的混合物，待反应完全后，调节pH至7.0～7.1，过滤并水洗，取滤饼干燥，即得。
果胶酶活性测试：配置含有2％果胶酶的溶液，温度65℃，pH值7.0，处理时间60分钟，浴比1:20，90℃热水失活处理10分钟。
果胶酶相对活力，在含有2％果胶酶的果胶酶液中加入多功能前处理精炼剂，多功能精炼剂在混合液中的浓度为20％，然后用CMC酶活法测定酶或，以纯酶活力作为100％，其余酶活力换算成相对活力，织物经过处理后在100℃下烘至恒重，计算出减量率，减量率＝(m处理前-m处理后)/m处理前×100％，在表1中列出测试结果。
纤维素酶活性测试：配置含有2％纤维素酶的溶液，温度65℃，pH值7.0，处理时间60分钟，浴比1:20，90℃热水失活处理10分钟。
纤维素酶相对活力，在含有2％纤维素酶的纤维素酶液中加入多功能前处理精炼剂，多功能精炼剂在混合液中的浓度为20％，然后用CMC酶活法测定酶活，以纯酶活力作为100％，其余酶活力换算成相对活力，织物经过处理后在100℃下烘至恒重，减量率＝(m处理前-m处理后)/m处理前×100％，计算出减量率，在表1中列出测试结果。
COD测量：选用果胶酶用量4.0g/L；pH值7；温度60℃；浴比1:20；多功能前处理精炼剂1.0g/L；处理时间60分钟，洗涤工艺：90℃热水对纯棉面料洗涤二次，温水洗一次，冷水充分洗涤。收集废水，测定COD，在表1中列出测试结果。
实施例2：一种多功能前处理精炼剂，与实施例1的不用之处在于，果胶酶活性测试中多功能前处理精炼剂浓度为30％，纤维素活性测试中多功能前处理精炼剂的浓度为30％。并测定COD，在表1中列出测试结果。
实施例3：一种多功能前处理精炼剂，与实施例2的不同之处在于，多功能前处理精炼剂组分包括40份天然非离子表面活性剂、20份非离子混合物、30份丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物、20份粘土。并进行果胶酶活性测试、纤维素酶活性测试、测定COD，在表1中列出测试结果。
实施例4：一种多功能前处理精炼剂，与实施例2的不同之处在于，多功能前处理精炼剂组分包括60份天然非离子表面活性剂、30份非离子混合物、40份丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物、30份粘土。并进行果胶酶活性测试、纤维素酶活性测试、测定COD，在表1中列出测试结果。
实施例5：一种多功能前处理精炼剂，与实施例1的不同之处在于，天然非离子表面活性剂为烷基糖苷。并进行果胶酶活性测试、纤维素酶活性测试、测定COD，在表1中列出测试结果。
对比例1：一种多功能前处理精炼剂，与实施例1的不同之处在于，多功能前处理精炼剂不采用天然非离子表面活性剂，采用十二烷基硫酸钠，并进行果胶酶活性测试、纤维素酶活性测试、测定COD，在表1中列出测试结果。
对比例2：一种多功能前处理精炼剂，与实施例1的不同之处在于，不含有非离子混合物，并进行果胶酶活性测试、纤维素酶活性测试、测定COD，在表1中列出测试结果。
对比例3：一种多功能前处理精炼剂，与实施例1的不同之处在于，不含有丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物，并进行果胶酶活性测试、纤维素酶活性测试、测定COD，在表1中列出测试结果。
表1

Claims (5)

1.一种多功能前处理精炼剂，按重量份计，包括以下组分：
所述非离子混合物包括山梨酸醇酯和柠檬酸，所述天然非离子表面活性剂为茶皂素或烷基糖苷。
2.根据权利要求1所述的一种多功能前处理精炼剂，其特征在于：所述粘土为膨润土。
3.根据权利要求1所述的一种多功能前处理精炼剂，其特征在于：所述粘土成微粒粉剂状分布于所述多功能前处理精炼剂中。
4.根据权利要求1所述的一种多功能前处理精炼剂，其特征在于：所述非离子混合物中所述山梨酸醇酯与所述柠檬酸的比例为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种多功能前处理精炼剂，其特征在于：所述天然非离子表面活性剂为40份,所述非离子混合物为20份,所述丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物为30份,所述粘土为20份。
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