一種活性印花糊料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種活性印花糊料及其制備方法。該方法包括如下步驟：馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的混合物在分子篩型固體堿的催化作用下進(jìn)行堿化反應(yīng)；堿化反應(yīng)結(jié)束后，向堿化反應(yīng)的反應(yīng)體系中依次加入氧化劑和醚化劑，依次進(jìn)行氧化反應(yīng)和醚化反應(yīng)；醚化反應(yīng)結(jié)束后，將pH值中和至5～8，即得；分子篩型固體堿是由結(jié)晶型的硅鋁酸鹽與堿金屬陽離子經(jīng)離子交換得到的，所述堿金屬陽離子的負(fù)載量為2%～30%。本發(fā)明采用以分子篩為載體的固體堿給予堿化，對反應(yīng)還加持了良好的催化活性，使生產(chǎn)效率提高，并且保證了產(chǎn)物高取代度的同時保證了其取代度的均勻性，同時固體堿催化劑相比于液體堿相比有更多的優(yōu)點(diǎn)，如后處理問題較少，產(chǎn)物、催化劑、溶劑的分離回收更容易，環(huán)保經(jīng)濟(jì)等。
【專利說明】一種活性印花糊料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種活性印花糊料及其制備方法，屬于活性印花領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]印花是紡織染整工藝中的重要環(huán)節(jié)，而印花糊料則是印花工序中的關(guān)鍵和必不可少的介質(zhì)，它直接影響印花產(chǎn)品的質(zhì)感。印花糊料在印花過程中的作用是作為傳遞介質(zhì)，將色漿用于織布上待完成固色后被洗除。目前最廣泛應(yīng)用于活性印花和酸性印花的是海藻酸鈉和瓜爾多膠，但是它們的價格均不穩(wěn)定。由于生產(chǎn)海藻酸鈉的海藻是天然植物，其產(chǎn)量受自然環(huán)境和氣候變化的影響，同時海藻也被其他行業(yè)利用，加上近幾年其生理活性作用的發(fā)現(xiàn)，海藻從最原始的食品行業(yè)已經(jīng)深度滲透到了食品工業(yè)和保健品行業(yè)中，其價格也以穩(wěn)健趨勢增高。在大環(huán)境來說，國內(nèi)勞動力成本逐年加大，出口訂單大部分被移交至東南亞國家也反映了這一點(diǎn)，國內(nèi)印染行業(yè)的成本壓力巨大，因此提供一種原料來源廣泛的合成糊料對傳統(tǒng)的海藻酸鈉進(jìn)行替代具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種活性印花糊料及其制備方法，本發(fā)明采用新的堿化方法，用馬鈴薯淀粉和玉米粉淀粉混合物作為原料，采用以分子篩為載體的分子篩型固體堿進(jìn)行堿化，提供了一種新型活性印花糊料的制備方法，提高生產(chǎn)效率，降低印花成本，替代海藻酸鈉。
[0004]本發(fā)明所提供的活性印花糊料的制備方法，包括如下步驟:
[0005]馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的混合物在分子篩型固體堿的催化作用下進(jìn)行堿化反應(yīng)；所述堿化反應(yīng)結(jié)束后，向所述堿化反應(yīng)的反應(yīng)體系中依次加入氧化劑和醚化劑，依次進(jìn)行氧化反應(yīng)和醚化反應(yīng)；所述醚化反應(yīng)結(jié)束后，將pH值中和至5?8，即得到所述活性印花糊料；
[0006]所述分子篩型固體堿是由結(jié)晶型的硅鋁酸鹽與堿金屬陽離子經(jīng)離子交換得到的，所述堿金屬陽尚子的負(fù)載量為2%?30%。
[0007]上述的制備方法中，所采用的分子篩型固體堿中的分子篩結(jié)晶型的硅鋁酸鹽為NaA型沸石分子篩，其具有均勻的空隙結(jié)構(gòu)、高比表面積和獨(dú)特的擇形性；通過將分子篩與堿金屬陽離子進(jìn)行離子交換，可以將堿金屬陽離子進(jìn)入分子篩籠中，使骨架氧的電負(fù)性增強(qiáng)并最終使分子篩呈現(xiàn)不同程度的堿性。
[0008]上述的制備方法中，所述堿金屬陽離子可為K、Na、Li等；所述堿金屬陽離子的負(fù)載量具體可為8%?14%、8%、11%、12%或14%。
[0009]上述的制備方法中，所述馬鈴薯淀粉與所述玉米淀粉的質(zhì)量比可為1:1?3.5，具體可為1:1?2、1:1或1:2。
[0010]上述的制備方法中，所述堿化反應(yīng)的溶劑為醇與環(huán)氧丙烷的混合物，所述醇可為酒精或異丙醇；[0011]所述醇與所述環(huán)氧丙烷體積比可為1:0.3?0.5，具體可為1:0.3、1:0.4或1:
0.5。
[0012]上述的制備方法中，所述分子篩型固體堿的添加量可為所述馬鈴薯淀粉和所述玉米淀粉的總質(zhì)量的0.01%?0.35%,具體可為0.04%?0.06%,0.04%或0.06% ；
[0013]所述分子篩型固體堿的添加量可為所述堿化反應(yīng)的溶劑的質(zhì)量的0.01%?10%,具體可為 1.0% ?2.0%、1.3% ?1.7%、1.3%、1.4%、1.5% 或 1.7%。
[0014]上述的制備方法中，所述堿化反應(yīng)的溫度可為60°C?180°C，具體可為60°C或70°C，時間可為 IOmin ?40min,具體可為 10min、20min 或 40min。
[0015]上述的制備方法中，所述氧化劑可為過氧乙酸、雙氧水等；
[0016]所述氧化劑的添加量可為所述馬鈴薯淀粉和所述玉米淀粉的總質(zhì)量的1%?18%，具體可為 1.2% ?L 6%、1.2%、L 4% 或 L 6% ；
[0017]所述氧化反應(yīng)的溫度可為10°C?60°C，具體可為60°C或70°C，時間可為IOmin?30min,具體可為 20min 或 30min。
[0018]上述的制備方法中，所述醚化劑可為環(huán)氧氯丙烷、氯乙酸鈉等；
[0019]所述醚化劑的添加量可為所述馬鈴薯淀粉和所述玉米淀粉的總質(zhì)量的1%?5%，具體可為 1.0% ?2.6%、1.0%、1.2%、2.0% 或 2.6% ；
[0020]所述醚化反應(yīng)的溫度可為30°C?100°C，具體可為60°C或70°C，時間可為Ih?3h，具體可為2.5h或3h。
[0021]上述的制備方法中，所述醚化反應(yīng)結(jié)束后，通過加入乙酸將pH值中和至5?8，如6或7 ;然后經(jīng)干燥即得所述活性印花糊料。
[0022]本發(fā)明還進(jìn)一步提供了由上述方法制備得到的活性印花糊料；本發(fā)明提供的活性印花糊料的流變性相當(dāng)好，非常適合在印染上的應(yīng)用；且其成糊率較高，起糊點(diǎn)較低，可以少量的用量取代海藻酸鈉大量的用量，可見其可以明顯降低印染企業(yè)的成本；本發(fā)明的活性印花糊料的抱水性較好，證明其在印花上對花型的輪廓清晰度較好，很適合代替海藻酸鈉在精細(xì)印花上的應(yīng)用。
[0023]本發(fā)明采用以分子篩為載體的固體堿給予堿化，對反應(yīng)還加持了良好的催化活性，使生產(chǎn)效率提高，并且保證了產(chǎn)物高取代度的同時保證了其取代度的均勻性，同時固體堿催化劑相比于液體堿相比有更多的優(yōu)點(diǎn)，如后處理問題較少，產(chǎn)物、催化劑、溶劑的分離回收更容易，環(huán)保經(jīng)濟(jì)等。并且馬鈴薯淀粉和玉米淀粉作為原料來源廣泛，價格低廉，大大降低了印染行業(yè)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例6所制備的活性印花糊料與海藻酸鈉的濃度-粘度曲線。
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例7所制備的活性印花糊料與海藻酸鈉和商購的2種糊料的抱水性柱狀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0027]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。[0028]下述實(shí)施例中的分子篩型固體堿是按照下述方法制備的:
[0029]采用等體積浸潰法，將0.0lmol氯化鈉溶解到200ml蒸餾水中，加入15gA型沸石分子篩(研磨成粉末狀)，浸泡24h后取出分子篩，浸泡到0.0lmol等體積KCl溶液中，浸泡24h抽濾烘干后在600°C?800°C下焙燒5h，得到負(fù)載型K/NaA分子篩固體堿。
[0030]實(shí)施例1、制備I號活性印花糊料
[0031]在IOOOml反應(yīng)釜中，將0.2kg分子篩型固體堿(K+的負(fù)載量為14%)加入IOkg工業(yè)乙醇和4kg環(huán)氧丙燒混合物中回流30min,再慢慢倒入混合物原料(馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的質(zhì)量比為1:l)500kg，室溫?cái)嚢?5min，待混合均勻升溫至60°C反應(yīng)時間為lOmin。保持堿性環(huán)境加入7kg過氧乙酸，使其氧化20min ;然后加入5kg環(huán)氧氯丙烷，不停攪拌進(jìn)行醚化反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，加入Ikg醋酸中和至pH值為6，中和后的產(chǎn)品過濾后干燥IOmin,充分?jǐn)嚢杌旌?0min后經(jīng)過精細(xì)粉碎機(jī)粉碎打粉,振動篩分得到I號活性印花糊料。
[0032]實(shí)施例2、制備2號活性印花糊料
[0033]在IOOOml反應(yīng)釜中，將0.2kg分子篩型固體堿(K+的負(fù)載量為8%)加入IOkg異丙醇和5kg環(huán)氧丙燒中回流30min,再慢慢倒入混合物原料(馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的質(zhì)量比為1:2)500kg，室溫?cái)嚢?5min，待混合均勻升溫至70°C反應(yīng)時間為20min。保持堿性環(huán)境加入7kg過氧乙酸，使其氧化20min，加入IOkg氯乙酸鈉，不停攪拌進(jìn)行醚化反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，加入Ikg醋酸中和至pH值為7，中和后的產(chǎn)品過濾后干燥lOmin，充分?jǐn)嚢杌旌?0min后經(jīng)過精細(xì)粉碎機(jī)粉碎打粉,振動篩分得到2號活性印花糊料。
[0034]實(shí)施例3、制備3號活性印花糊料
[0035]在IOOOml反應(yīng)釜中，將0.3kg分子篩型固體堿(K+的負(fù)載量為12%)加入15kg工業(yè)酒精和5kg環(huán)氧丙燒中回流30min,再慢慢倒入混合物原料(馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的質(zhì)量比為1:l)500kg，室溫?cái)嚢?5min，待混合均勻升溫至60°C反應(yīng)時間為20min。保持堿性環(huán)境加入6kg過氧乙酸，使其氧化30min，加入6kg環(huán)氧氯丙烷，不停攪拌進(jìn)行醚化反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，加入Ikg醋酸中和至pH值為6，中和后的產(chǎn)品過濾后干燥lOmin，充分?jǐn)嚢杌旌?0min后經(jīng)過精細(xì)粉碎機(jī)粉碎打粉，振動篩分得到3號活性印花糊料。
[0036]實(shí)施例4、制備4號活性印花糊料
[0037]在IOOOml反應(yīng)釜中，將0.2kg分子篩型固體堿(K+的負(fù)載量為11%)加入9kg異丙醇和2.7kg環(huán)氧丙燒中回流30min,再慢慢倒入混合物原料(馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的質(zhì)量比為1:l)500kg，室溫?cái)嚢?0min，待混合均勻升溫至60°C反應(yīng)時間為40min。保持堿性環(huán)境加入8kg過氧乙酸,使其氧化30min,加入13kg氯乙酸鈉，不停攪拌進(jìn)行醚化反應(yīng)2.5h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻，加入Ikg醋酸中和至pH值為7，中和后的產(chǎn)品過濾后干燥30min，充分?jǐn)嚢杌旌?0min后經(jīng)過精細(xì)粉碎機(jī)粉碎打粉,振動篩分得到4號活性印花糊料。
[0038]實(shí)施例5、I號-4號活性印花糊料的PVI值和粘度的測定
[0039]對I號-4號活性印花糊料和海藻酸鈉的PVI值(無單位，在此實(shí)驗(yàn)中，是用型號NDJ-8S旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)在使用4號轉(zhuǎn)子情況下，在速度6測得的粘度除以在速度60下測得的粘度，便得到該糊料的PVI值)和4%其水溶液濃度時粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì))的進(jìn)行測定，具體測定值如表I中所示。
[0040]表11號-4號活性印花糊料和海藻酸鈉的PVI值和4%濃度時的粘度
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種活性印花糊料的制備方法，包括如下步驟: 馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的混合物在分子篩型固體堿的催化作用下進(jìn)行堿化反應(yīng)；所述堿化反應(yīng)結(jié)束后，向所述堿化反應(yīng)的反應(yīng)體系中依次加入氧化劑和醚化劑，依次進(jìn)行氧化反應(yīng)和醚化反應(yīng)；所述醚化反應(yīng)結(jié)束后，將pH值中和至5?8，即得到所述活性印花糊料； 所述分子篩型固體堿是由結(jié)晶型的硅鋁酸鹽與堿金屬陽離子經(jīng)離子交換得到的，所述堿金屬陽尚子的負(fù)載量為2%?30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述結(jié)晶型的硅鋁酸鹽為NaA型沸石分子篩； 所述堿金屬陽離子為K、Na或Li。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述馬鈴薯淀粉與所述玉米淀粉的質(zhì)量比為1:1?3.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述堿化反應(yīng)的溶劑為醇與環(huán)氧丙烷的混合物，所述醇為酒精或異丙醇； 所述醇與所述環(huán)氧丙烷體積比為1:0.3?0.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述分子篩型固體堿的添加量為所述馬鈴薯淀粉和所述玉米淀粉的總質(zhì)量的0.01%?0.35% ； 所述分子篩型固體堿的添加量為所述堿化反應(yīng)的溶劑的質(zhì)量的0.01%?10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述堿化反應(yīng)的溫度為60°C?180°C，時間為 IOmin ?40min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述氧化劑為過氧乙酸或雙氧水； 所述氧化劑的添加量為所述馬鈴薯淀粉和所述玉米淀粉的總質(zhì)量的1%?18% ； 所述氧化反應(yīng)的溫度為10°c?60°C,時間為IOmin?30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述醚化劑為環(huán)氧氯丙烷或氯乙酸鈉； 所述醚化劑的添加量為所述馬鈴薯淀粉和所述玉米淀粉的總質(zhì)量的1%?5% ； 所述醚化反應(yīng)的溫度為30°C?100°C，時間為Ih?3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述醚化反應(yīng)結(jié)束后，通過加入乙酸將pH值中和至5?8 ;然后經(jīng)干燥即得所述活性印花糊料。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述方法制備的活性印花糊料。
【文檔編號】D06P1/48GK103669034SQ201310596679
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】陳松, 余科霖, 鄧燕, 趙揚(yáng), 包晶晶 申請人:北京中紡化工股份有限公司