CN108774891B - 一种棉用环保高效精练剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棉用环保高效精练剂及其制备方法，包括皂荚皂素、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、螯合分散剂、有机硅消泡剂、双氧水稳定剂及水。本发明棉用环保高效精练剂采用皂荚皂素为主体原料之一，可与阴离子和非离子表面活性剂组成的复配体系产生显著的协同效应，在常温下即可显著降低表面张力；同时集渗透、乳化、螯合、分散、双氧水稳定于一体，具有多重功效，使前处理工艺变得简单化、合理化、经济化且节能环保。

Description

一种棉用环保高效精练剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织印染技术领域一种棉用环保高效精练剂及其制备方法。
背景技术
精练是印染前处理工艺中非常重要的工序，目的在于去除棉纤维中所含杂质，如棉籽壳、棉蜡、果胶、蛋白质、退浆工序中未除尽的浆料以及织物上沾污的油渍等。近20年来，随着碱氧—浴、冷轧堆等高效短流程前处理工艺的推广，提高精练速度，节约能耗，减少用水量，缩短工艺流程等成为急需解决的问题，必须寻求渗透迅速、乳化力强、螯合能力强、去污力高、耐高温、耐浓碱、耐硬水、低泡、生物降解性好、安全无毒的高效多功能精练剂，部分多功能精练剂还要求具有漂白功能，要达到上述性能及要求，多种表面活性剂及其它无机及有机助剂复配的多功能精练剂应运而生。
同时，随着科技的发展和人们环保意识的逐步加强，国际纺织市场对绿色纺织品的要求愈来愈高，Oeko-TEX standard 100及各地污水排放标准的颁布，促使印染行业开发绿色环保精练剂。然而目前市场上的精练剂中不少品种含有APEO，虽具有较好的精练效果，但由于APEO具有致癌性、致畸性和致变异性，国际市场中已经禁用APEO和由其组成的制剂或配方；同时，含P精练剂的磷排放也会导致水体富营养化，造成绿藻事件的发生，于是，国内外市场上，环保型的精练剂不断面市。
CN103898769B公开了一种棉纺织物精练剂的制备方法，物料包括：纤维素酶、碱性果胶酶、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、双脂肪酰基乙二胺二丙酸钠、氢氧化钠溶液、氯化钙、双氧水、皂片、去离子水，将物料分组依制定顺序倒入搅拌器内加热搅拌，自然冷却后即可。制备的助剂参与棉纤维织物的精练，棉纤维的除果胶效果和清洁效果皆十分良好，织物柔顺性得到提高。但是该本发明中为作为纤维素酶、碱性果胶酶，利用生物质进行脱胶，经验证，精炼效果并没有大幅提高。
CN102220693B公开了一种真丝绸精练剂。按质量百分比，它包括8～25%的螯合性表面活性剂N-烷基乙二胺三乙酸钠，5～15%的表面活性剂烷基聚氧乙烯醚羧酸盐，5～10%的非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚，2～10%的丝素保护剂，2～10%的无机盐，2～10%的碳酸钠，其余为水。该精练剂在提供优良表面活性的同时，具有优异的螯合钙、钠等金属离子的作用，可软化水质，提高精练后织物的品质。但是该配方的精练剂适用于真丝类织物，对于棉用织物效果不佳。
荚，豆科皂荚属植物，又名皂角、台树、悬刀，在我国有着广泛的分布。皂荚为多用途的经济树种，皂荚树中可持续利用的经济器官包括皂荚的种子、果肉、皂刺、树叶等。
皂荚的果实中种子占15%-30%，可食用，亦作药用，可祛痰、利尿、和血、润肺；皂刺可用作中药材；果肉占70%-85%，果肉的产量是种子产量的3-5倍，可用于洗涤日化行业。
皂荚的器官通过加工、深加工可制备得到的产品有：皂荚多糖胶、皂荚功能性低聚糖、皂荚凝胶多糖、有机蛋白质、皂荚皂素、皂荚胶合板、叶蛋白饲料、抗肿瘤药物中间体等，根据以上产品类型，皂荚可以应用于以下相关行业：食品、保健食品、造纸、纺织、医药、采油、化妆品、洗涤用品、生物农药、皮革、电镀、饲料、木材加工等。
由于合成表面活性剂的快速发展及其优良性能，皂荚素的用量相对日益减少，但随着人们环保意识的增强，类似于植物色素的重新被重视及应用，这种从皂角中提取出的天然表面活性剂也重新得到重视，许多采用皂角活性剂与合成活性剂复配所制成的新型洗涤产品深受用户喜爱，且具有良好的应用效果。
环保型高效精练剂代表着精练剂未来的发展方向，符合人们对环境保护和高效精练的需要，寻找和开发不含禁用物质且具有优异前处理效果的环保型多功能精练剂成为印染领域的重要发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种棉用环保高效精练剂及其制备方法，以解决上述背景技术中所提出的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种棉用环保高效精练剂，按重量份数，包括以下组分：
皂荚皂素 20-25份
非离子表面活性剂 10-15份
阴离子表面活性剂 10-15份
螯合分散剂 0.5-3份
有机硅消泡剂 0.1-2份
双氧水稳定剂 2-5份
水 40-60份
优选地，所述棉用环保高效精练剂还包括聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠占皂荚皂素的5质量%-10质量%。
优选地，所述非离子表面活性剂为十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基胺聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、间十五烷基聚氧乙烯醚中的一种或几种混合。
优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种混合。
优选地，所述螯合分散剂为葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸盐、马来酸丙烯酸共聚物中的一种。
优选地，所述有机硅消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
优选地，所述双氧水稳定剂为硅酸钠、硫酸钠、柠檬酸中的一种或几种混合。
优选地，一种棉用环保高效精练剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）在反应釜中加入去离子水，升温到70-80℃，加入皂荚皂素与非离子表面活性剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌15-30分钟至完全均匀；
（2）加入阴离子表面活性剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌5-10分钟至完全均匀；
（3）加入螯合分散剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌10-20分钟至完全溶解；
（4）加入双氧水稳定剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌10-20分钟至完全溶解；
（5）加入有机硅消泡剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌10-20分钟至完全溶解；
（6）过滤放料，制得成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）皂荚皂素是一种性能优良的天然表面活性剂，具有环境友好性，其具有优异的乳化能力、分散能力、发泡能力及洗涤能力，并具有较强的耐盐和耐硬水能力，与阴离子和非离子表面活性剂组成的复配体系具有显著的协同效应，在常温下即可显著降低表面张力，促使精练主要成分烧碱能够快速、有效的进入纤维内部发生作用；皂荚皂素（三萜类皂苷）是皂荚荚果中所含有的天然活性成分，为三萜烯酸配糖体，呈中性，是一种天然的强极性非离子表面活性剂，具有优良的乳化性、分散性、溶解性、浸透性等功能，可耐酸、耐碱、耐盐，能与多种表面活性剂复配产生协同效应，具有较好的洗涤、去污能力，其泡沫丰富，易生物降解，且对皮肤无刺激，对人体无毒害。
（2）聚丙烯酸钠自身具有一定洗涤作用外，能够有效地将洗涤下来的杂质如浆料、灰尘等分散于水溶液中，同时能将液碱增溶于水溶液中，便于清洗，从而能有效增加织物的白度和毛效，减少水洗次数，达到省时省水省电的目的；有机硅消泡剂能够有效地降低工作液泡沫，减少水洗次数；螯合分散剂能够螯合住水中的金属离子，使表面活性剂充分发挥其作用，双氧水稳定剂能够提供双氧水一个稳定的工作环境，充分发挥其作用，使白度更加突出。
（3）本发明棉用环保高效精练剂集渗透、乳化、螯合、分散、双氧水稳定于一体，具有多重功效，使前处理工艺变得简单化、合理化、经济化且节能环保；
（4）本发明棉用环保高效精练剂具有低泡、环保、不含APEO、不含磷等特点。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
在本实施例中，提供一种棉用环保高效精练剂，按重量份数，包括以下组分：皂荚皂素20份、十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚11份、琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠11份、葡萄糖酸钠1份、聚醚改性有机硅消泡剂1份、硅酸钠2份、水54份。
本发明还提供了一种棉用环保高效精练剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）在反应釜中加入去离子水54份，升温到75℃，加入皂荚皂素20份与十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚11份，600转/分钟的转速下，搅拌20分钟至完全均匀；
（2）加入琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠11份，500转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全均匀；
（3）加入葡萄糖酸钠1份，500转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全溶解；
（4）加入硅酸钠2份，600转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全溶解；
（5）加入聚醚改性有机硅消泡剂1份，600转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全溶解；
（6）过滤放料，制得成品。
实施例2
在本实施例中，提供一种棉用环保高效精练剂，按重量份数，包括以下组分：皂荚皂素25份、十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚10份、琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠15份、乙二胺四乙酸盐3份、聚醚改性有机硅消泡剂2份、硅酸钠5份、水40份。
本发明还提供了一种棉用环保高效精练剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）在反应釜中加入去离子水40份，升温到80℃，加入皂荚皂素25份与十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚10份，500转/分钟的转速下，搅拌30分钟至完全均匀；
（2）加入琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠15份，400转/分钟的转速下，搅拌8分钟至完全均匀；
（3）加入乙二胺四乙酸盐3份，500转/分钟的转速下，搅拌15分钟至完全溶解；
（4）加入硅酸钠5份，400转/分钟的转速下，搅拌15分钟至完全溶解；
（5）加入硅酸钠5份，450转/分钟的转速下，搅拌15分钟至完全溶解；
（6）过滤放料，制得成品。
实施例3
在本实施例中，提供一种棉用环保高效精练剂，按重量份数，包括以下组分：皂荚皂素22份、十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚13份、琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠15份、葡萄糖酸钠2份、聚醚改性有机硅消泡剂1份、硅酸钠1份、硫酸钠1份、水45份。
本发明还提供了一种棉用环保高效精练剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）在反应釜中加入去离子水45份，升温到78℃，加入皂荚皂素22份与十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚13份，550转/分钟的转速下，搅拌20分钟至完全均匀；
（2）加入琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠15份，450转/分钟的转速下，搅拌8分钟至完全均匀；
（3）加入葡萄糖酸钠2份，500转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全溶解；
（4）加入硅酸钠1份、硫酸钠1份，500转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全溶解；
（5）加入聚醚改性有机硅消泡剂1份，450转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全溶解；
（6）过滤放料，制得成品。
实施例4
在本实施例中，提供一种棉用环保高效精练剂，按重量份数，包括以下组分：皂荚皂素20份、间十五烷基聚氧乙烯醚12份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠13份、葡萄糖酸钠2份、聚醚改性有机硅消泡剂1份、硅酸钠3份、水49份。
本发明还提供了一种棉用环保高效精练剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）在反应釜中加入去离子水49份，升温到72℃，加入皂荚皂素20份与间十五烷基聚氧乙烯醚12份，600转/分钟的转速下，搅拌18分钟至完全均匀；
（2）加入十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠13份，500转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全均匀；
（3）加入葡萄糖酸钠2份，500转/分钟的转速下，搅拌10分钟至完全溶解；
（4）加入硅酸钠3份，600转/分钟的转速下，搅拌15分钟至完全溶解；
（5）加入聚醚改性有机硅消泡剂1份，600转/分钟的转速下，搅拌15分钟至完全溶解；
（6）过滤放料，制得成品。
实施例5
与实施例1相同，除了额外添加了1.5份的聚丙烯酸钠。
对比例1
与实施例1相同，除了皂荚皂素，非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂的重量比为30：8：18。
对比例2
与实施例1相同，除了皂荚皂素，非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂的重量比为18：18：8。
对比例3
与实施例1相同，除了皂荚皂素，非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂的重量比为18：8：20。
对比例4
与实施例1相同，除了不加入皂荚皂素。
应用实施例
为了验证本发明所述棉用环保高效精练剂的性能。在本应用实施例中，将所述棉用环保高效精练剂应用于纯棉织物的精练工艺中。所述棉用环保高效精练剂用量为0.3-1％owf（相对于待处理织物的总质量）即可。工艺时间及烧碱用量可低于常规工艺（ 98℃精练），双氧水用量可与常规工艺相当。此外，本实施例将某市售精练剂作为对比实验组，进行对比，工艺采用浸渍工艺，织物为纯棉针织坯布。对比结果请见表1。
表1.本发明所述棉用环保高效精练剂与常规精练剂对比效果
指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 市售精练剂 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
温度 98℃ 98℃ 98℃ 98℃ 98℃ 98℃ 98℃ 98℃ 98℃ 98℃
时间 35min 35min 35min 35min 35min 45min 35min 35min 35min 35min
用量 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5%
烧碱 1g/L 1g/L 1g/L 1g/L 1g/L 2g/L 1g/L 1g/L 1g/L 1g/L
双氧水 2g/L 2g/L 2g/L 2g/L 2g/L 2g/L 2g/L 2g/L 2g/L 2g/L
白度 81.2 81.3 81.3 81.2 85.2 81.2 78.2 77.0 77.3 80.3
毛效 8.3 8.1 8.4 8.2 8.9 8.2 7.2 7.6 7.5 7.3
以下给出表1中的有关说明：
（1）表1中的白度测试所用仪器为全自动白度测试仪WSB-3C。
（2）表1中毛效测试方法为：将精练处理过后的布样恒湿8h后，裁成宽×长为5cm×20cm的布条，将其垂直置于蒸馏水中，计时，30min时水升至的高度即为毛效。
由表1的数据可以看出，本发明所述的棉用环保高效精练剂在应用于棉织物前处理精练时，与常规工艺相对比而言，可以满足工厂生产要求，同时节省了烧碱的用量，节约了精练时间，从而节约了蒸汽用量，更加符合节能减排的环保要求。聚丙烯酸钠理论上对白度的提高有一定的助推作用，聚丙烯酸钠在洗除棉织物上杂质有一定的效果，通过协同作用，可以提升毛效。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种棉用环保高效精练剂，其特征在于，按重量份数，包括以下组分：
皂荚皂素 20-25份
非离子表面活性剂 10-15份
阴离子表面活性剂 10-15份
螯合分散剂 0.5-3份
有机硅消泡剂 0.1-2份
双氧水稳定剂 2-5份
水 40-60份；
所述棉用环保高效精练剂还包括聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠占皂荚皂素的5质量%-10质量%；所述非离子表面活性剂为十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基胺聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、间十五烷基聚氧乙烯醚中的一种或几种混合；所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、琥珀酸二（2-乙基己酯）磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或几种混合。
2.根据权利要求1所述的棉用环保高效精练剂，其特征在于，所述螯合分散剂为葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸盐、马来酸丙烯酸共聚物中的一种。
3.根据权利要求1所述的棉用环保高效精练剂，其特征在于，所述有机硅消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
4.根据权利要求1所述的棉用环保高效精练剂，其特征在于，所述双氧水稳定剂为硅酸钠、硫酸钠、柠檬酸中的一种或几种混合。
5.一种如权利要求1-4中任一所述的棉用环保高效精练剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）在反应釜中加入去离子水，升温到70-80℃，加入皂荚皂素与非离子表面活性剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌15-30分钟至完全均匀；
（2）加入阴离子表面活性剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌5-10分钟至完全均匀；
（3）加入螯合分散剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌10-20分钟至完全溶解；
（4）加入双氧水稳定剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌10-20分钟至完全溶解；
（5）加入有机硅消泡剂，200-800转/分钟的转速下，搅拌10-20分钟至完全溶解；
（6）过滤放料，制得成品。
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