改性木質(zhì)素磺酸鹽及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改性木質(zhì)素磺酸鹽及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]染料組合物廣泛應(yīng)用于天然及合成纖維的染色，通常包含染料塊和分散劑，分散劑的作用主要是作為稀釋劑，能分散介質(zhì)，且能有助于降低染料顆粒的粒徑。
[0003]木質(zhì)素磺酸鹽是一種常用的染料分散劑，為網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)，其來(lái)源主要有:1)來(lái)源于木材制漿工業(yè)的磺化木質(zhì)素(經(jīng)亞硫酸制漿法或硫酸鹽(kraft)制漿法)，具體的，通過(guò)對(duì)木質(zhì)纖維素物質(zhì)(如木材、稻草、玉米桿、甘蔗渣及類似物)進(jìn)行處理，使木質(zhì)素與纖維素或紙漿分離，得到木質(zhì)素磺酸鹽或磺化木質(zhì)素；2)來(lái)源于石油工業(yè)的萘磺酸鹽。
[0004]將木質(zhì)素磺酸鹽用作染料組合物的分散劑的優(yōu)點(diǎn)有:原料來(lái)源廣泛，且在室溫以及高溫下與許多染料具有很好的相容性以及分散性能；但是，直接通過(guò)糖液得到的木質(zhì)素磺酸鹽磨效好，但是熱穩(wěn)定性較差，因此，在木質(zhì)素磺酸鹽的改性中，得到一種不僅磨效好，而且耐熱穩(wěn)定性好的木質(zhì)素磺酸鹽是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種改性的木質(zhì)素磺酸鹽，本發(fā)明提供的改性木質(zhì)素磺酸鹽不僅磨效好，而且耐熱穩(wěn)定性也很好。
[0006]本發(fā)明提供了一種改性木質(zhì)素磺酸鹽，通過(guò)將由糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素、磺化劑和交聯(lián)劑混合反應(yīng)得到。
[0007]優(yōu)選的，所述糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽與所述木質(zhì)素的質(zhì)量比為(I?9): (I?9)。
[0008]優(yōu)選的，所述糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽和所述木質(zhì)素的總量與所述交聯(lián)劑的用量比為 Ig: (I ?5)mmol。
[0009]優(yōu)選的，所述糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽和所述木質(zhì)素的總量與所述磺化劑的用量比為 Ig: (0.01 ?3) mmol ο
[0010]優(yōu)選的，所述磺化劑為亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉。
[0011]優(yōu)選的，所述混合反應(yīng)的反應(yīng)體系的pH值為4?11。
[0012]優(yōu)選的，所述糖液制備得到木質(zhì)素磺酸鹽的過(guò)程為:
[0013]將糖液通過(guò)色譜分離得到木質(zhì)素磺酸鹽；
[0014]所述糖液的固含量為35wt%? 65wt%，糖液的pH為4?7，糖液中還原糖大于16%。
[0015]優(yōu)選的，所述糖液按照以下方法制備:
[0016]將含有木質(zhì)素的物質(zhì)與復(fù)合酸混合反應(yīng)，得到糖液；
[0017]所述復(fù)合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亞硫酸鹽，
[0018]所述非氧化性酸為磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一種或幾種，
[0019]所述亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鎂和亞硫酸鈣中的一種或幾種。
[0020]優(yōu)選的，所述木質(zhì)素由糖渣通過(guò)堿解制得。
[0021]優(yōu)選的，所述糖渣按照以下方法制備:
[0022]將含有木質(zhì)素的物質(zhì)與復(fù)合酸混合反應(yīng)，得到糖渣；
[0023]所述復(fù)合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亞硫酸鹽，
[0024]所述非氧化性酸為磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一種或幾種，
[0025]所述亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鎂和亞硫酸鈣中的一種或幾種。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的改性的木質(zhì)素磺酸鹽通過(guò)將由糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素、磺化劑和交聯(lián)劑混合反應(yīng)得到改性木質(zhì)素磺酸鹽，使得得到的改性后的木質(zhì)素磺酸鹽不僅磨效好，而且耐熱穩(wěn)定性也很好；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性后的木質(zhì)素磺酸鹽按照HG/T3507-2008的檢測(cè)方法與染料砂磨后，磨效為2小時(shí)，耐熱穩(wěn)定性達(dá)到150°C 4-5級(jí)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明提供了一種改性木質(zhì)素磺酸鹽，通過(guò)將由糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素、磺化劑和交聯(lián)劑混合反應(yīng)得到。
[0028]按照本發(fā)明，通過(guò)將由糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素、磺化劑和交聯(lián)劑混合反應(yīng)得到改性木質(zhì)素磺酸鹽；所述糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽與所述木質(zhì)素的質(zhì)量比優(yōu)選為(I?9): (I?9)，更優(yōu)選為更優(yōu)選為(3?7): (7?3)，最優(yōu)選為(4?6): (6?4)，最最優(yōu)選為5:5 ;所述糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽和所述木質(zhì)素的總量與所述交聯(lián)劑的用量比優(yōu)選為Ig: (I?5) mmol，更優(yōu)選為Ig: (2?4.75) mmol，最優(yōu)選為Ig: (3.5?3.75) mmol ;戶斤述糖液制備的木質(zhì)素磺酸鹽和所述木質(zhì)素的總量與所述磺化劑的用量比為Ig: (0.01?3)mmol，更優(yōu)選為Ig: (0.5?2.75) mmol，最優(yōu)選為Ig: (2?2.5) mmol ;所述交聯(lián)劑優(yōu)選為甲醛，所述磺化劑優(yōu)選為亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉。
[0029]所述混合反應(yīng)的溫度優(yōu)選為20?120 °C，更優(yōu)選為60?100 °C，最優(yōu)選為90?100°C，最最優(yōu)選為95°C ;所述反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為30?360min ;最優(yōu)選為60?240min ;更優(yōu)選為180min ;所述混合反應(yīng)的反應(yīng)體系的pH值優(yōu)選為4?11，更優(yōu)選為6?10，最優(yōu)選為9?10，最最優(yōu)選為9.5?10 ;且為了使反應(yīng)更順利的進(jìn)行，本發(fā)明優(yōu)選使交聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)體系中固體含量為5wt %?40wt %，更優(yōu)選為20wt %?35wt %，最優(yōu)選為25wt %。
[0030]所述糖液制備得到木質(zhì)素磺酸鹽的過(guò)程優(yōu)選為:
[0031]將糖液通過(guò)色譜分離得到木質(zhì)素磺酸鹽；
[0032]所述糖液的固含量為35wt%? 65wt%，糖液的pH值為4?7，糖液中還原糖大于16%。
[0033]按照本發(fā)明，所述糖液的固含量?jī)?yōu)選為wt40?50wt% ;所述色譜分離用樹(shù)脂優(yōu)選為鈉型樹(shù)脂、鎂型樹(shù)脂、鈣型樹(shù)脂和鉀型樹(shù)脂中的一種或幾種；所述分離的溫度優(yōu)選為30?90°C，更優(yōu)選為50?80°C，所述分離速度優(yōu)選為I?10m/h，更優(yōu)選為2?6m/h ;所述洗脫劑優(yōu)選為蒸餾水。
[0034]為了能夠更好的將糖液中的木質(zhì)素磺酸鹽與木糖以及其它糖分離開(kāi)，本發(fā)明優(yōu)選在色譜分離前還將糖液進(jìn)行中和以及過(guò)濾，所述中和的試劑優(yōu)選為氫氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣和氫氧化鉀中的一種或幾種，所述中和反應(yīng)的溫度優(yōu)選為30?80°C，更優(yōu)選為40?60°C，最優(yōu)選為45?55°C ;所述中和反應(yīng)后溶液的pH至優(yōu)選為2?6，更優(yōu)選為3?5，最優(yōu)選為4?5 ;所述過(guò)濾的方式優(yōu)選為預(yù)涂和助濾，更優(yōu)選為板框過(guò)濾或燭式過(guò)濾；所述預(yù)涂劑優(yōu)選為硅藻土、廢活性炭、珍珠巖和木糖渣中的一種或幾種，更優(yōu)選為硅藻土和廢活性炭中的一種或兩種；所述預(yù)涂量?jī)?yōu)選為O?3kg/m2，更優(yōu)選為0.5?1.5kg/m2;所述助濾劑為硅藻土、廢活性炭和珍珠巖中的一種或幾種，更優(yōu)選為硅藻土和廢活性炭中的一種或兩種；所述過(guò)濾的溫度優(yōu)選為30?80°C，更優(yōu)選為40?60°C，最優(yōu)選為45?55°C ;所述過(guò)濾的次數(shù)優(yōu)選為I?4次，更優(yōu)選為2?3次。
[0035]所述木質(zhì)素優(yōu)選由糖渣通過(guò)堿解制得；具體的，本發(fā)明通過(guò)將糖渣堿解得到木質(zhì)素，所述堿解所用堿優(yōu)選為氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或兩種；所述糖渣與所述堿解所用堿的質(zhì)量比為1:(0.06?0.3)，更優(yōu)選為1:(0.08?0.25)，最優(yōu)選為I: (0.15?0.18)；所述堿解反應(yīng)的溫度優(yōu)選為80?140°C，更優(yōu)選為90?120°C，最優(yōu)選為95?100°C。
[0036]反應(yīng)完畢后，進(jìn)行固液分離，得到木質(zhì)素質(zhì)量百分含量為70%以上的液體，將液體濃縮得到木質(zhì)素。
[0037]所述糖液和糖渣優(yōu)選按照以下方法制備:
[0038]將含有木質(zhì)素的物質(zhì)與復(fù)合酸混合反應(yīng)，得到糖液和糖渣；
[0039]所述復(fù)合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亞硫酸鹽，
[0040]所述非氧化性酸為磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一種或幾種，
[0041 ] 所述亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鎂和亞硫酸鈣中的一種或幾種。
[0042]具體的，本發(fā)明對(duì)所述含有木質(zhì)素的物質(zhì)沒(méi)有特殊要求，優(yōu)選選自玉米芯、蘆葦、豆桿和棉桿中的一種或幾種；更優(yōu)選為玉米芯或蘆葦；最優(yōu)選為玉米芯。本發(fā)明的原料優(yōu)選經(jīng)過(guò)粉碎，本發(fā)明對(duì)于粉碎用的儀器或