CN108486868A - 一种低温低泡精炼剂及其制备方法 - Google Patents

一种低温低泡精炼剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及纺织品助剂技术领域，尤其涉及一种低温低泡精炼剂及其制备方法，所述低温低泡精炼剂包括以下重量份的组分：硅酸盐70~80份，乳化剂20~50份，胍基生物碱10~30份，EO/PO嵌段聚醚5~10份和纳米g‑C3N4颗粒10~15份，余量为水，共计500份。本发明精炼剂腐蚀性小、绿色环保，在保证精炼效果的同时保持较低泡沫；生产工艺设计巧妙，投料方式独特，体系混合均一，增强精炼剂的稳定性能，提高生产效率；在织物精炼过程中无需高温，在较低温度40~60℃下实现可见光催化精炼工艺，节能降耗，降低成本。

Description

一种低温低泡精炼剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织品助剂技术领域，尤其涉及一种低温低泡精炼剂及其制备方法。
背景技术
精炼是棉及混纺物印染前处理工艺中非常重要的工序，目前在于去除棉纤维中所含的各种杂质，在天然棉纤维中含有约10%的天然杂质，包括果胶、含氮物质（主要是蛋白质）、蜡状物质、灰分（无机盐类）、棉籽壳等。这些物质影响了织物的吸水性和色泽，给后道加工带来困难。通常情况下，上述杂质在碱性条件下能够转化为可溶性物质去除，所以烧碱是精炼加工的主要助剂。随着纺织印染工业的发展，提高精炼速度，节约能耗，减少用水量，缩短工艺流程是整体发展趋势。众所周知，印染前处理耗水量在整个印染用水中比重最大，所以，要做到“节能减排”，降低前处理用水量势在必行。
大部分精炼剂中含有大量的高泡表面活性剂，在精炼工艺中会产生大量的泡沫，化料缸中的精练剂的浓度较高，一般为具体使用浓度的3~5倍，并且需要剧烈的机械搅拌以辅助化料，在此过程中，大量产生泡沫会导致精练剂溢出，化料不均匀，最终放料时残留大量泡沫，放料不净。过多的泡沫会将面料浮起，堵塞工作液循环的喷头，会加剧工作液污垢的集聚，反沾污于织物或设备表面，双氧水和烧碱加入工作液后，加重表面活性剂的起泡，起泡更严重。为保证漂洗效果，就会需要大量的水进行多次清洗，过渡浪费水资源，同时，产生大量的碱性废液，对环境造成污染。
传统的纺织精炼剂对精炼工艺中的温度要求高，一般在前处理时要加入双氧水，烧碱及渗透剂，而且要在98~100℃温度下处理60~90min，高温条件要消耗更多的能量，且会造成织物表面的瑕疵，车间温度过高影响工人的工作效率，危害健康，而必要的车间降温设备则进一步加大了企业的生产成本。因此，探索一种能够在低温条件下使用的低泡精炼剂，从而实现整个前处理工艺在节水、省电、省蒸汽方面作出巨大贡献，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为了克服传统纺织精炼剂高泡、精炼温度高问题，提供了一种低成本、节能降耗、性能温和的低温低泡精炼剂。
本发明还提供了一种工艺简单、易于产业化的低温低泡精炼剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低温低泡精炼剂，包括以下重量份的组分：硅酸盐70~80份，乳化剂20~50份，胍基生物碱10~30份，EO/PO嵌段聚醚5~10份和纳米g-C3N4颗粒10~15份，余量为水，共计500份。
胍基生物碱中胍质子化后形成季铵离子，呈强共轭，体系稳定性大，共轭酸的高度共振稳定性，是共轭酸稳定，Ka小，Pka大，碱性强。因此，胍基生物碱呈强碱性，Pka=13.6。本发明选用胍基生物碱替代传统精炼剂中的烧碱，在保证强碱性的同时，降低腐蚀性，提高操作的安全性能。EO/PO嵌段聚醚为一种低泡表面活性剂，不仅低泡高效，价格还便宜，能有效降低成本。本发明选用纳米g-C3N4颗粒的微观形貌为类荷叶型，具有较好的疏水性能，具有反润湿作用，在织物精炼过程中，产生泡沫的过程中，液膜不能容纳疏水的纳米g-C3N4颗粒，被纳米g-C3N4颗粒刺穿，从而达到消除泡沫的效果，与EO/PO嵌段聚醚协同配伍，实现降低低泡沫的目的，同时，纳米g-C3N4颗粒是一种可见光型半导体材料，能够在织物精炼过程中无需高温，在较低温度40~60℃下实现可见光催化精炼工艺，节能降耗，降低成本。本发明所用硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称。
作为优选，所述乳化剂为仲辛基酚聚氧乙烯醚。
作为优选，所述纳米g-C3N4颗粒的粒径为20~30nm，该粒径范围内具有较佳的光催化性能和较高的表面积，和一定的杀菌性能。
一种低温低泡精炼剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配比，将硅酸盐和胍基生物碱溶解于水中，然后加入到反应釜中，室温下搅拌1~2h，得到混合液A；
（2）再将纳米g-C3N4颗粒加入到混合液A中，搅拌均匀，得到混合液B；
（3）在混合液B中加入EO/PO嵌段聚醚和仲辛基酚聚氧乙烯醚，室温下高速搅拌2~5h，转速为600~800r/min，即得低温低泡精炼剂。
作为优选，所述锥形反应釜的底部设有喷射投料装置，步骤（2）中，所述纳米g-C3N4颗粒通过喷射投料装置由下向上喷射入到混合液A中。采用底部喷射投料的方式，使得固体粉料能够在混入液料时，由于自身的重力，发生沉降，形成竖直方向的对流，从而增大物料的均匀性，制得的精炼剂的性能更为稳定温和。
作为优选，所述反应釜中部设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和搅拌部，所述搅拌轴外设有加料套筒，所述加料套筒的外壁设有若干弹性十字开口；步骤（3）中，将EO/PO嵌段聚醚和仲辛基酚聚氧乙烯醚混合液通过加料套筒加入到混合液B中；当搅拌装置处于工作状态，所述弹性十字开口在离心力作用下处于打开状态，EO/PO嵌段聚醚被甩出流入混合液B中；当搅拌装置处于静止状态，所述弹性十字开口处于闭合状态。
该种投料方式可以通过控制搅拌装置的工作状态实现是否投料和投料量，且弹性十字开口设计巧妙，在离心力作用下会打开，静止状态会在弹性势能作用下自动复位，停止投料。
作为优选，所述搅拌轴与加料套筒之间设有可见光波长的灯管，所述加料套筒为透光材料，步骤（3）中，搅拌时间为0.5~1h。在反应釜内增加可见光照射，纳米g-C3N4分散液产生光催化作用，大大缩短了反应时间，提高生产效率，增大产值。
作为优选，所述喷射投料装置设有S形喷嘴，使得喷出的物料都是斜向喷出，有效降低液料对喷嘴的压力，设备要求低，降低成本。
作为优选，所述搅拌部为沿搅拌轴螺旋缠绕的镂空弧形挡片，搅拌方向为顺时针，顺应涡流方向，混合更均匀。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明的精炼剂腐蚀性小、绿色环保，在保证精炼效果的同时保持较低泡沫；
（2）生产工艺设计巧妙，投料方式独特，体系混合均一，增强精炼剂的稳定性能，提高生产效率；
（3）在织物精炼过程中无需高温，在较低温度40~60℃下实现可见光催化精炼工艺，节能降耗，降低成本。
附图说明
图1是本发明反应釜的结构示意图。
图2是本发明反应釜中搅拌装置的俯视图。
图3是本发明反应釜搅拌装置静止状态加料套筒的结构示意图。
图4是本发明反应釜搅拌装置工作状态加料套筒的结构示意图。
图中：喷射投料装置1，S形喷嘴2，搅拌轴3，搅拌部4，加料套筒5，弹性十字开口6，可见光灯管7。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
图1和图2是本发明实施例所用的反应釜结构示意图：反应釜底设有带有S形喷嘴2的喷射投料装置1，反应釜中部设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴3和环绕搅拌轴一圈的螺旋状的搅拌部4，搅拌轴外设有由封闭的筒底和设有若干弹性十字开口6的筒壁构成的加料套筒5，加料套筒为透光材料，加料套筒上端开口处设有投料口；搅拌轴与加料套筒之间设有可见光灯管7。如图3所示，当搅拌装置处于静止状态，弹性十字开口处于闭合状态；如图4所示，当搅拌装置处于工作状态，弹性十字开口在离心力作用下处于打开状态。
实施例1
（1）将700Kg硅酸盐和100Kg胍基生物碱溶解于5000Kg水中，然后加入到反应釜中，室温下搅拌1~2h，得到混合液A；
（2）再将100Kg平均粒径为30nm纳米g-C3N4颗粒加入到反应釜底开设的喷射投料装置内，通过S形喷嘴由下向上喷射入到混合液A中，搅拌均匀，得到混合液B；
（3）将50Kg的EO/PO嵌段聚醚和500Kg仲辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，投入加料套筒内，打开搅拌装置，加料套筒的外壁的弹性十字开口在离心作用下张开，对苯二甲酸二甲酯从弹性十字开口流出，混入混合液B中，室温条件下，以800r/min高速搅拌搅拌2h，即得低温低泡精炼剂。
实施例2
（1）将800Kg硅酸盐和300Kg胍基生物碱溶解于水中，然后加入到反应釜中，室温下搅拌2h，得到混合液A；
（2）再将150Kg平均粒径为20nm纳米g-C3N4颗粒加入到反应釜底开设的喷射投料装置内，通过S形喷嘴由下向上喷射入到混合液A中，搅拌均匀，得到混合液B；
（3）将100Kg的EO/PO嵌段聚醚和200Kg仲辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，投入加料套筒内，打开搅拌装置，加料套筒的外壁的弹性十字开口在离心作用下张开，对苯二甲酸二甲酯从弹性十字开口流出，混入混合液B中，室温条件下，以600r/min高速搅拌搅拌5h，即得低温低泡精炼剂。
实施例3
（1）将750Kg硅酸盐和200Kg胍基生物碱溶解于水中，然后加入到反应釜中，室温下搅拌1.5h，得到混合液A；
（2）再将120Kg平均粒径为25nm纳米g-C3N4颗粒加入到反应釜底开设的喷射投料装置内，通过S形喷嘴由下向上喷射入到混合液A中，搅拌均匀，得到混合液B；
（3）将80Kg的EO/PO嵌段聚醚和300Kg仲辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，投入加料套筒内，打开搅拌装置，加料套筒的外壁的弹性十字开口在离心作用下张开，对苯二甲酸二甲酯从弹性十字开口流出，混入混合液B中，打开可见光灯，室温条件下，以700r/min高速搅拌搅拌0.5h，即得低温低泡精炼剂。
实施例4
（1）将780Kg硅酸盐和250Kg胍基生物碱溶解于水中，然后加入到反应釜中，室温下搅拌1h，得到混合液A；
（2）再将125Kg平均粒径为28nm纳米g-C3N4颗粒加入到反应釜底开设的喷射投料装置内，通过S形喷嘴由下向上喷射入到混合液A中，搅拌均匀，得到混合液B；
（3）将65Kg的EO/PO嵌段聚醚和350Kg仲辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，投入加料套筒内，打开搅拌装置，加料套筒的外壁的弹性十字开口在离心作用下张开，对苯二甲酸二甲酯从弹性十字开口流出，混入混合液B中，打开可见光灯，室温条件下，以650r/min高速搅拌搅拌1h，即得低温低泡精炼剂。
本发明实施例1-4制得的低温低泡精炼剂在织物的精炼工艺条件为：可见光照射，温度40~60℃，精炼过程中几乎无泡沫产生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种低温低泡精炼剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：硅酸盐70~80份，乳化剂20~50份，胍基生物碱10~30份，EO/PO嵌段聚醚5~10份和纳米g-C3N4颗粒10~15份，余量为水，共计500份。
2.根据权利要求1所述的一种低温低泡精炼剂，其特征在于，所述乳化剂为仲辛基酚聚氧乙烯醚。
3.根据权利要求1所述的一种低温低泡精炼剂，其特征在于，所述纳米g-C3N4颗粒的粒径为20~30nm。
4.一种如权利要求1或2或3所述的一种低温低泡精炼剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照上述配比，将硅酸盐和胍基生物碱溶解于水中，然后加入到反应釜中，室温下搅拌1~2h，得到混合液A；
（2）再将纳米g-C3N4颗粒加入到混合液A中，搅拌均匀，得到混合液B；
（3）在混合液B中加入EO/PO嵌段聚醚和仲辛基酚聚氧乙烯醚，搅拌2~5h，即得低温低泡精炼剂。
5.根据权利要求4所述的低温低泡精炼剂的制备方法，其特征在于，所述锥形反应釜的底部设有喷射投料装置，步骤（2）中，所述纳米g-C3N4颗粒通过喷射投料装置由下向上喷射入到混合液A中。
6.根据权利要求4或5所述的低温低泡精炼剂的制备方法，其特征在于，所述反应釜中部设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和搅拌部，所述搅拌轴外设有加料套筒，所述加料套筒的外壁设有若干弹性十字开口；步骤（3）中，将EO/PO嵌段聚醚和仲辛基酚聚氧乙烯醚混合液通过加料套筒加入到混合液B中；当搅拌装置处于工作状态，所述弹性十字开口在离心力作用下处于打开状态，EO/PO嵌段聚醚被甩出流入混合液B中；当搅拌装置处于静止状态，所述弹性十字开口处于闭合状态。
7.根据权利要求6所述的低温低泡精炼剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌轴与加料套筒之间设有可见光灯管，所述加料套筒为透光材料，步骤（3）中，搅拌时间为0.5~1h。
8.根据权利要求5所述的低温低泡精炼剂的制备方法，其特征在于，所述喷射投料装置设有S形喷嘴。
9.根据权利要求6所述的低温低泡精炼剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌部为沿搅拌轴螺旋缠绕的镂空弧形挡片。
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