一種多功能前處理精煉劑的製作方法

2023-04-23 05:16:56 1

本發明涉及紡織助劑領域，特別涉及一種多功能前處理精煉劑。

背景技術：

紡織行業對織物的前處理一般包括退漿、精煉和漂白等工序，精煉是純棉織物及其混紡織物前處理工藝中極重要的工序，其主要目的是除去棉纖維中的共生物。未精煉的棉纖維含有纖維素、果膠質、蠟狀物、含氮物質、木質素等，精煉過程中首先在精煉劑的作用下，精煉液及其他化學物質向纖維內部滲透，其次在纖維經充分潤溼後，把纖維上的各種雜質經皂化、乳化、萃取、分散等作用而加以去除。在機械作用下將雜質從纖維上脫離後分散在溶液中。

公告號為CN102877292A的中國專利《適用於棉纖維的精煉劑》公開了一種適用於棉纖維的精煉劑，包括按重量計的下列組分：烷基硫酸鹽20-40份，烷基苯磺酸鹽20-40份，油醯甲基牛磺酸鈉15-25份，亞甲基雙荼磺酸鈉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。

但是上述用於適用於棉纖維的精煉劑存在以下缺點：由於精煉劑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會降解生成烷基酚，含有烷基酚的廢水排放到環境中會對環境造成汙染。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種環保型的多功能前處理精煉劑。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種多功能前處理精煉劑，按重量份計，包括以下組分：

所述非離子混合物包括山梨酸醇酯和檸檬酸。

通過採用上述技術方案，在多功能前處理精煉劑中採用天然非離子表面活性劑，天然非離子表面活性劑是一類非離子型且具有表面活性的天然物或其衍生物，與合成表面活性劑相比，天然非離子表面活性劑毒性低，兼具除油、除蠟、滲透和乳化的功能，環境友好，生物降解性好，可以作持續性前處理劑，降低COD，達到環保的效果。

但是天然非離子表面活性劑乳化、分散、氣泡等表面活性較小，為彌補上述不足，在多功能前處理精煉劑中加入非離子混合物，非離子混合物包括山梨酸醇酯，山梨酸醇酯具有優異的乳化性能，同時由於具有立體層疊式的結構，兼具油性消泡劑和親油性分散劑的作用，與天然非離子表面活性劑復配後，提高多功能精煉劑的乳化、分散、消泡等表面活性。

在棉織物的精煉過程中，包括鹼精煉和酶精煉。鹼精煉一般採用在燒鹼溶液中加入分散劑、乳化劑、還原劑等助劑組成精煉工作液，在高溫條件下處理棉纖維製品，鹼精煉消耗大量能耗，排放工業廢水汙染環境，相比於鹼精煉，酶精煉是採用酶對棉織物進行處理，條件溫和，精煉廢水容易降解，無毒並且環境友好，酶精煉越來越受到紡織品染整行業的重視。但是在現有技術中的精煉劑，通常把非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑以一定比例復配，以發揮兩種類型各自的性能，還能互為補充。但是離子表面活性劑對酶具有抑制作用，離子型有機物容易與酶形成複合物而難以與底物結合。

而天然非離子表面活性劑不會與酶進行結合，並且將檸檬酸與山梨酸醇混合後，與天然非離子表面活性劑按配方量復配後，能提高酶精煉中常用的果膠酶和纖維素酶的活性，將多功能精煉劑與生物酶共浴後對織物進行退漿處理時，不但不會降低果膠酶和纖維素酶的活性，還能顯著提高果膠酶和纖維素酶的活性，特別是適合的冷堆退漿或在預縮機內退漿。

在對棉織物及其混紡織物進行精煉處理時，棉纖維中的天然雜質主要包括果膠物質、含氮物質、蠟狀物質、灰分(即無機鹽)、棉籽和色素等。其中果膠物質中部分果膠物質是以鈣鹽、鎂鹽和甲酯等形式存在，親水性低，在精煉過程中果膠物質會溶出大量鈣離子和鎂離子，鈣離子和鎂離子不僅不利於精煉，而且在酶精煉中鈣離子和鎂離子超過一定的濃度還會影響酶的活性。因此，在多功能前處理精煉劑中加入了丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物，鰲合鈣離子和鎂離子，丙烯酸與丙烯酸羥乙酯共聚物在起到鰲合分散作用的同時還具有氧漂穩定功能。

在精煉過程中纖維上的低聚物從纖維上脫離後分散在溶液中，在持續性的精煉過程中，低聚物容易返回再次粘附在棉纖維織物上。在多功能前處理精煉劑中加入粘土，通過粘土吸附低聚物，具有優異的精煉除染功能，在處理白織物時獲得毛效好的效果。

本發明的進一步設置為：所述天然非離子表面活性劑為茶皂素。

通過採用上述技術方案，茶皂素也稱為茶皂苷，是山茶科織物中含有的一類天然糖苷化合物，主要存在於山茶科織物的種子中，含有親水性和親油性兩種官能團，親水親油平衡值HLB是表面活性劑性能應用的一個重要指標，採用基團計算法，茶皂素的HLB值為16，根據HLB值與應用性能的關係可知，茶皂素在分散、去汙以及水包油型乳化方面均有良好的性能，其次，茶皂素對溶液具有較廣的酸鹼度適應性，當pH在4-10的範圍內，茶皂素的氣泡力的變異性非常小，擴大多功能前處理精煉劑的適用範圍，其次，茶皂素和檸檬酸混合後，能提高纖維素酶的催化活性。

本發明的進一步設置為：所述天然非離子表面活性劑為烷基糖苷。

通過採用上述技術方案，烷基糖苷是糖的半縮醛羥基與醇反應所生成的具有縮醛結構的衍生物，烷基糖苷不僅表面活性高，泡沫豐富而穩定，去汙及配伍性好，沒有濁點；其次，酶精煉所使用的酶中，果膠酶主要作用於初生胞壁，能快速催化初生胞壁基質中聚半乳糖醛酸的水解，切開果膠質，通過降解去除果膠質，使以果膠為骨架並與它相接合的蠟制分裂鬆動，在表面活性劑和機械攪拌的作用下易於去除，果膠酶是被認為最有效、最適合棉織物精煉的酶種，烷基糖苷和檸檬酸混合後能顯著提高果膠酶的催化活性，促進果膠酶在酶精煉過程中的催化效率。

本發明的進一步設置為：所述粘土為膨潤土。

通過採用上述技術方案，膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產，蒙脫石結構是由兩個矽氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2：1型晶體結構，膨潤土具有油類吸附效應，能徹底紡織被洗下的潤滑油返沾面料，賦予多功能前處理精煉劑優異的礦物油、矽油乳化能力，提高乳化效果。

本發明的進一步設置為：所述粘土成微粒狀分布於所述多功能前處理精煉劑中。

通過採用上述技術方案，粘土在多功能前處理精煉劑中呈微粒粉劑的形態加入到多功能前處理精煉劑中，擴大粘土與礦物油、矽油接觸面積，提高多功能前處理精煉劑對礦物油、矽油的乳化能力。

本發明的進一步設置為：所述非離子混合物中所述山梨酸醇酯與所述檸檬酸的比例為1:1。

通過採用上述技術方案，使得非離子混合物能促進酶的催化活性。

本發明的進一步設置為：所述天然非離子表面活性劑為40份，所述非離子混合物為20份，所述丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物為30份，所述粘土為20份。

通過採用上述技術方案，使得多功能前處理精煉劑按配方量配置後，降低廢水的COD的同時，具有優異的油乳化力，易於生物降解，排放後對環境中水域生態系統無危險，環境友好。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：採用天然非離子表面活性劑，兼具除油、除蠟、乳化的同時，容易生物降解，環境友好，其次，加入有非離子物質組成的非離子混合物後，不僅不會降低酶精煉中酶的活性，還能明顯促進酶的活性；加入丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物後，鰲合鈣、鎂等金屬離子，並且不會對酶的活性造成影響；再次，加入粘土後，賦予多功能前處理精煉劑優異的油乳化力，達到了降低廢水中的COD、油乳化力強、易於降解和環境友好的效果。

具體實施方式

具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。

實施例1：一種多功能前處理精煉劑，按重量計，包括以下組分30份天然非離子表面活性劑、10份非離子混合物、20份丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物、10份粘土，非離子混合物包括山梨酸醇酯和檸檬酸，山梨酸醇酯和檸檬酸的比例為1:1，天然非離子表面活性劑為茶皂素，粘土採用膨潤土，呈微粒粉劑分布在多功能前處理精煉劑中，按重量份稱取上述組分後混合復配即可。

丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物，其由如下方法製備得到：

步驟S1、取丙烯酸和丙烯酸羥乙酯，加入55～60℃的水，混勻；

步驟S2、取過硫酸銨，加入25～30℃的水，混勻；

步驟S3、取水、乙醇、亞硫酸氫鈉，混勻，升溫至78～82℃；

步驟S4、在步驟S3的混合物中，保溫條件下緩慢加入由步驟S1得到的混合物和由步驟S2得到的混合物，待反應完全後，調節pH至7.0～7.1，過濾並水洗，取濾餅乾燥，即得。

果膠酶活性測試：配置含有2％果膠酶的溶液，溫度65℃，pH值7.0，處理時間60分鐘，浴比1:20，90℃熱水失活處理10分鐘。

果膠酶相對活力，在含有2％果膠酶的果膠酶液中加入多功能前處理精煉劑，多功能精煉劑在混合液中的濃度為20％，然後用CMC酶活法測定酶或，以純酶活力作為100％，其餘酶活力換算成相對活力，織物經過處理後在100℃下烘至恆重，計算出減量率，減量率＝(m處理前-m處理後)/m處理前×100％，在表1中列出測試結果。

纖維素酶活性測試：配置含有2％纖維素酶的溶液，溫度65℃，pH值7.0，處理時間60分鐘，浴比1:20，90℃熱水失活處理10分鐘。

纖維素酶相對活力，在含有2％纖維素酶的纖維素酶液中加入多功能前處理精煉劑，多功能精煉劑在混合液中的濃度為20％，然後用CMC酶活法測定酶活，以純酶活力作為100％，其餘酶活力換算成相對活力，織物經過處理後在100℃下烘至恆重，減量率＝(m處理前-m處理後)/m處理前×100％，計算出減量率，在表1中列出測試結果。

COD測量：選用果膠酶用量4.0g/L；pH值7；溫度60℃；浴比1:20；多功能前處理精煉劑1.0g/L；處理時間60分鐘，洗滌工藝：90℃熱水對純棉面料洗滌二次，溫水洗一次，冷水充分洗滌。收集廢水，測定COD，在表1中列出測試結果。

實施例2：一種多功能前處理精煉劑，與實施例1的不用之處在於，果膠酶活性測試中多功能前處理精煉劑濃度為30％，纖維素活性測試中多功能前處理精煉劑的濃度為30％。並測定COD，在表1中列出測試結果。

實施例3：一種多功能前處理精煉劑，與實施例2的不同之處在於，多功能前處理精煉劑組分包括40份天然非離子表面活性劑、20份非離子混合物、30份丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物、20份粘土。並進行果膠酶活性測試、纖維素酶活性測試、測定COD，在表1中列出測試結果。

實施例4：一種多功能前處理精煉劑，與實施例2的不同之處在於，多功能前處理精煉劑組分包括60份天然非離子表面活性劑、30份非離子混合物、40份丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物、30份粘土。並進行果膠酶活性測試、纖維素酶活性測試、測定COD，在表1中列出測試結果。

實施例5：一種多功能前處理精煉劑，與實施例1的不同之處在於，天然非離子表面活性劑為烷基糖苷。並進行果膠酶活性測試、纖維素酶活性測試、測定COD，在表1中列出測試結果。

對比例1：一種多功能前處理精煉劑，與實施例1的不同之處在於，多功能前處理精煉劑不採用天然非離子表面活性劑，採用十二烷基硫酸鈉，並進行果膠酶活性測試、纖維素酶活性測試、測定COD，在表1中列出測試結果。

對比例2：一種多功能前處理精煉劑，與實施例1的不同之處在於，不含有非離子混合物，並進行果膠酶活性測試、纖維素酶活性測試、測定COD，在表1中列出測試結果。

對比例3：一種多功能前處理精煉劑，與實施例1的不同之處在於，不含有丙烯酸-丙烯酸羥乙酯共聚物，並進行果膠酶活性測試、纖維素酶活性測試、測定COD，在表1中列出測試結果。

表1