受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑的製作方法

2023-12-06 11:55:16

受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑的製作方法
【專利摘要】本發明屬於鹼性染料染色中的pH滑動調節劑【技術領域】，具體涉及一種受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑，其特徵在於，pH滑動調節劑按如下重量份數配方組成：微膠囊預聚體8～16份，氨基膦酸5～15份，碳醯胺化合物25～40份，苛性鹼1.5～2.5份和蒸餾水26.5～60.5份；所述的微膠囊預聚體由C3-5不飽和脂肪酸、引發劑、異丙醇和蒸餾水反應製得。本發明具有縮短生產工藝流程，節省能耗和廢水排放；安全性高、成本低廉、穩定性好；染色時選擇染料的品種和工藝條件寬容度大為改善等優點。
【專利說明】受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑
【技術領域】
[0001]本發明屬於鹼性染料染色中的PH滑動調節劑【技術領域】，具體涉及一種受溫控制、納米級微膠囊水系PH滑動調節劑。
【背景技術】
[0002]在工業和生活中的許多場合需要對水質的酸鹼度進行調節和有效控制，如工業所需的冷卻水系統的循環水、鍋爐給水等為保證鍋爐安全需要對水進行調質和加入適量的酸鹼液，使水的PH值在指定數值或設定範圍。魚養殖業也必須對水的pH進行調整，已到達養魚的目的。
[0003]pH調節劑包括pH緩衝型和pH滑動型兩大類。pH緩衝型調節劑主要以強鹼弱酸鹽、強酸弱鹼鹽和弱鹼、弱酸類化合物按一定比例混合組成，使溶液穩定在某一個PH值範圍內。PH滑動調節劑包括有機酸酯的水解、有機或無機化合物的熱分解。有機酸酯在水的介質中隨時間延長而逐漸釋放出有機酸單體並游離在水溶液中，通過氫離子的電離使得溶液PH值下降。有機或無機化合物的熱分解，如烏洛託品、硫酸銨等，烏洛託品受熱會釋放鹼性物質和甲醛，而硫酸銨受熱後分解，放出氨氣和使溶液PH值急劇下降。
[0004]除烏洛託品外，pH滑動型調節劑都是偏向酸性方向變化，這類化合物在尼龍、氯化羊毛等酸性染料染色中得到廣泛應用，而烏洛託品受熱分解時，會伴隨有限的PH升高幅度、釋放甲醛物質，不符合當今生態環境要求。同時，PH值穩定性差和使用成本也非常高昂，應用受到限制。
[0005]微膠囊是一門新興的工藝技術，應用範圍也從最初的無碳複寫紙擴展到醫藥、食品領域、農藥、飼料、塗料、油墨、粘合劑、化妝品、洗滌劑、光感材料、紡織等行業等。一般將微膠囊化方法分為三類，化學法、物理法和物理化學法。化學法主要是利用單體小分子發生聚合反應生成高分子成膜材料將囊心包覆，這種微膠囊技術在油性/水性兩相系統中得到廣泛應用，例如油性的香精採用微膠囊技術可以形成穩定性良好的分散液，同時能保證香味釋放的半衰期得到改善。
[0006]由於能應用到鹼性染料染色中的pH滑動調節劑很少，並且微膠囊技術快速發展，因此迫切需要研製一種能應用到鹼性染料染色中安全、穩定性好、成本低廉的PH滑動調節劑。

【發明內容】

[0007]針對現有技術中能應用到鹼性染料染色中的pH滑動調節劑釋放甲醛，危害人體和環境，安全性低、穩定性差、成本高等問題，發明了一種安全性高、穩定性好、成本低廉、環境良好型的受溫控制、納米級微膠囊水系PH滑動調節劑。
[0008]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0009]一種受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑，其要點在於，pH滑動調節劑按如下重量份數配方組成:微膠囊預聚體8?16份，氨基膦酸5?15份，碳醯胺化合物25?40份，苛性鹼1.5?2.5份和蒸餾水26.5?60.5份；所述的微膠囊預聚體由C3-5不飽和脂肪酸、引發劑、異丙醇和蒸餾水反應製得；所述的氨基烷基膦酸類為羥基乙叉二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸膦酸類螯合劑和乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、二亞乙基三胺五乙酸含氮類螯合劑中的一種；所述的碳醯胺化合物為尿素、二 (羥基甲基)脲中的一種；所述的苛性鹼為氫氧化鉀、氫氧化鈉的一種或混合；所述的C3-5不飽和脂肪酸為馬來酸或丙烯酸中的一種或馬來酸與丙烯酸的的共混物；所述的引發劑為過硫酸銨、過硼酸鈉、過碳酸鈉和過錳酸鉀中的一種。
[0010]作為優選，所述的微膠囊預聚體為9?13份，氨基膦酸為7?13份，碳醯胺化合物為30?35份，苛性鹼為1.6?2.5份，蒸餾水為38?53.4份。
[0011]作為優選，所述的氨基膦酸為二乙烯三胺五甲叉膦酸，碳醯胺類化合物為尿素，苛性鹼為氫氧化鈉，C3-5不飽和脂肪酸為馬來酸，引發劑為過硫酸銨。
[0012]作為優選，按如下方法製備，所述的微膠囊預聚體的製備方法為:按重量份數在反應容器中加入蒸餾水190?210份和引發劑:過硫酸銨2.0?3.0份；待過硫酸銨溶解後，向反應容器中加入C3-5不飽和脂肪酸:馬來酸10?15份和異丙醇15?17份，開動攪拌器，加熱使反應容器內溫度達到65?70°C;接著再將C3-5不飽和脂肪酸:馬來酸80?100份和引發劑:過硫酸銨4?8份溶解於75?85份水中，並將其漸漸加注到上述反應容器中，由於聚合過程中放熱，反應容器溫度有所升高，反應液逐漸回流，加注時間為0.5?lh，然後，在90?100°C繼續回流I?2h，反應即可完成，得微膠囊預聚體；
[0013]所述的二乙烯三胺五甲叉膦酸的製備方法，按重量份數在反應容器中加入95?105份水和35?43份不飽和脂肪多胺單體，攪拌溶解，升溫至30°C，加入亞磷酸4.5?5.5份，控制溫度在40°C以下，漸漸加注多聚甲醛3.0?5.0份或甲醛溶液(30%) 14?15.8份，反應液為淺棕色，聚甲醛或甲醛溶液加注完畢時，緩慢升溫至100?105°C，保溫90?120分鐘，溶液為黃棕色，冷卻後得到黃棕色二乙烯三胺五甲叉膦酸水溶液；所述的不飽和脂肪多胺單體為二乙烯三胺；多聚甲醛或甲醛、亞磷酸、不飽和脂肪多胺單體三者的摩爾比為
1:4 ?6:4 ?6 ;
[0014]將上述製得的微膠囊預聚體9?13份、氨基烷基膦酸類:二乙烯三胺五甲叉膦酸7?13份混合均勻，然後加入已經溶解好的含碳醯胺類化合物:尿素30?35份繼續攪拌30?60分鐘，開啟冷卻水，緩慢加注苛性鹼:氫氧化鈉1.6?2.5份的水溶液，確保混合液溫度不高於35°C，加注完畢後繼續攪拌25?35分鐘即得最終產品；上述用於溶解30?35份尿素的蒸懼水為16?18份,用於溶解1.6?2.5份氫氧化鈉的蒸懼水為15?20份。
[0015]本發明與現有技術相比具有如下優點:pH滑動調節劑為納米級微膠囊結構，其微膠囊囊壁受到高溫的影響而破裂，囊心中的氫氧化鈉液滴游離出來促使水系液體的PH上揚至鹼性，可用於聚酯纖維分散染料鹼性染色、含聚酯纖維的纖維素纖維混紡或交織物精煉染色、浴和煙酸型活性染料染色固色；縮短生產工藝流程，節省能耗和廢水排放；安全性高、成本低廉、穩定性好；染色時選擇染料的品種和工藝條件寬容度大為改善。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步描述:
[0017]實施例1[0018]一種受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑，pH滑動調節劑按如下重量份數配方組成:微膠囊預聚體13份，氨基膦酸15份，碳醯胺化合物40份，苛性鹼2.5份和蒸餾水50份；所述的微膠囊預聚體由C3-5不飽和脂肪酸、引發劑、異丙醇和蒸餾水反應製得；所述的氨基烷基膦酸為乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、二亞乙基三胺五乙酸含氮類螯合劑；所述的碳醯胺化合物為二 (羥基甲基)脲；所述的苛性鹼為氫氧化鉀；所述的C3-5不飽和脂肪酸為丙烯酸；所述的引發劑為過硼酸鈉。
[0019]實施例2
[0020]一種受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑，pH滑動調節劑按如下重量份數配方組成:微膠囊預聚體9份，氨基膦酸7份，碳醯胺化合物30份，苛性鹼1.6份和蒸餾水38份；所述的微膠囊預聚體由C3-5不飽和脂肪酸、引發劑、異丙醇和蒸餾水反應製得；所述的氨基膦酸為二乙烯三胺五甲叉膦酸，碳醯胺類化合物為尿素，苛性鹼為氫氧化鈉，C3-5不飽和脂肪酸為馬來酸，引發劑為過硫酸銨；
[0021]並按如下方法製備，所述的微膠囊預聚體的製備方法為:按重量份數在反應容器中加入蒸餾水200份和過硫酸銨2份；待過硫酸銨溶解後，向反應容器中加入馬來酸10份和異丙醇15份，開動攪拌器，加熱使反應容器內溫度達到65°C ;接著再將馬來酸80份和硫酸銨4份溶解於75份水中，並將其漸漸加註上述向反應容器中，由於聚合過程中放熱，反應容器溫度有所升高，反應液逐漸回流，加注時間為0.5h，然後，在90°C繼續回流lh，反應即可完成，得微膠囊預聚體；
[0022]所述的二乙烯三胺五甲叉膦酸的製備方法，按重量份數在反應容器中加入95份水和35份不飽和脂肪多胺單體，攪拌溶解，升溫至30°C，加入亞磷酸5.5份，控制溫度在400C以下，漸漸加注多聚甲醛5份，反應液為淺棕色，多聚甲醛溶液加注完畢時，緩慢升溫至100°C，保溫90分鐘，溶`液為黃棕色，冷卻後得到黃棕色二乙烯三胺五甲叉膦酸水溶液；所述的不飽和脂肪多胺單體為二乙烯三胺；多聚甲醛、亞磷酸、不飽和脂肪多胺單體三者的摩爾比為1:4:4 ;
[0023]將上述製得的微膠囊預聚體9份、二乙烯三胺五甲叉膦酸7份混合均勻，然後加入已經溶解好的尿素30份繼續攪拌30分鐘，開啟冷卻水，緩慢加注氫氧化鈉1.6份的水溶液，確保混合液溫度不高於35°C，加注完畢後繼續攪拌25分鐘即得最終產品；上述用於溶解30份尿素的蒸懼水為17.5份,用於溶解1.6份氫氧化鈉的蒸懼水為20份。
[0024]在室溫下，測試根據上述步驟製備的pH滑動調節劑的緩衝能力。
[0025]正確稱量化學純顆粒狀氫氧化鈉並用蒸餾水配製成0.01mol/L的水溶液，備用。
[0026]準備3個溶液，(I)空白蒸餾水溶液；(2) 2g/L pH滑動調節劑的蒸餾水溶液；和
(3)3g/L pH滑動調節劑的蒸餾水溶液。分別在上述三個水溶液中加入0.01mol/L的氫氧化鈉水溶液，並測定和記錄溶液的PH值變化情況如下；
[0027]
0.01mol/LNaOH (mL) ?0 |θ.5 Il |?.5 丨2 |2.5 丨3 |3.5 丨4 |4.5 丨5空白蒸餾水溶液7.0 7.2 7.3 7.5 7.7 7.9 8.2 8.5 8.8 9.0 9.2
2g/L pH 滑動調節劑 6.5 6.5 6.5 6.5 6.6 6.6 6.7 6.7 6.8 6.8 6.9
【權利要求】
1.一種受溫控制、納米級微膠囊水系PH滑動調節劑，其特徵在於，pH滑動調節劑按如下重量份數配方組成:微膠囊預聚體8?16份，氨基烷基膦酸類5?15份，碳醯胺化合物25?40份，苛性鹼1.5?2.5份和蒸餾水26.5?60.5份；所述的微膠囊預聚體由C3-5不飽和脂肪酸、引發劑、異丙醇和蒸餾水反應製得；所述的氨基膦酸為羥基乙叉二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸膦酸類螯合劑和乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、二亞乙基三胺五乙酸含氮類螯合劑中的一種；所述的碳醯胺化合物為尿素、二 (羥基甲基)脲中的一種；所述的苛性鹼為氫氧化鉀、氫氧化鈉的一種或混合；所述的C3-5不飽和脂肪酸為馬來酸或丙烯酸中的一種或馬來酸與丙烯酸的的共混物；所述的引發劑為過硫酸銨、過硼酸鈉、過碳酸鈉和過錳酸鉀中的一種。
2.根據權利要求1所述的受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑，其特徵在於，所述的微膠囊預聚體為9?13份，氨基膦酸為7?13份，碳醯胺化合物為30?35份，苛性鹼為1.6?2.5份,蒸懼水為38?53.4份。
3.根據權利要求1或2所述的受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑，其特徵在於，所述的氨基膦酸為二乙烯三胺五甲叉膦酸，碳醯胺類化合物為尿素，苛性鹼為氫氧化鈉，C3-5不飽和脂肪酸為馬來酸，引發劑為過硫酸銨。
4.根據權利要求3所述的受溫控制、納米級微膠囊水系pH滑動調節劑，其特徵在於按如下方法製備，所述的微膠囊預聚體的製備方法為:按重量份數在反應容器中加入蒸餾水190?210份和引發劑:過硫酸銨2.0?3.0份；待過硫酸銨溶解後，向反應容器中加入C3-5不飽和脂肪酸:馬來酸10?15份和異丙醇15?17份，開動攪拌器，加熱使反應容器內溫度達到65?70°C ;接著再將C3-5不飽和脂肪酸:馬來酸80?100份和引發劑:過硫酸銨4?8份溶解於75?85份水中，並將其漸漸加注到上述反應容器中，由於聚合過程中放熱，反應容器溫度有所升高，反應液逐漸回流，加注時間為0.5?lh，然後，在90?100°C繼續回流I?2h，反應即可完成，得微膠囊預聚體； 所述的二乙烯三胺五甲叉膦酸的製備方法，按重量份數在反應容器中加入95?105份水和35?43份不飽和脂肪多胺單體，攪拌溶解，升溫至30°C，加入亞磷酸4.5?5.5份，控制溫度在40°C以下，漸漸加注多聚甲醛3.0?5.0份或甲醛溶液(30%) 14?15.8份，反應液為淺棕色，聚甲醛或甲醛溶液加注完畢時，緩慢升溫至100?105°C，保溫90?120分鐘，溶液為黃棕色，冷卻後得到黃棕色二乙烯三胺五甲叉膦酸水溶液；所述的不飽和脂肪多胺單體為二乙烯三胺；多聚甲醛或甲醛、亞磷酸、不飽和脂肪多胺單體三者的摩爾比為1:4?6:4 ?6 ; 將上述製得的微膠囊預聚體9?13份、氨基烷基膦酸類:二乙烯三胺五甲叉膦酸7?13份混合均勻,然後加入已經溶解好的含碳醯胺類化合物:尿素30?35份繼續攪拌30?60分鐘，開啟冷卻水，緩慢加注苛性鹼:氫氧化鈉1.6?2.5份的水溶液，確保混合液溫度不高於35°C，加注完畢後繼續攪拌25?35分鐘即得最終產品；上述用於溶解30?35份尿素的蒸懼水為16?18份,用於溶解1.6?2.5份氫氧化鈉的蒸懼水為15?20份。
【文檔編號】D06P3/52GK103774463SQ201310751267
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】金黔宏, 林祖夏, 金婷婷 申請人:義烏市中力工貿有限公司