本發(fā)明涉及紡織印染技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙氧水活化劑及其制備方法、一種漂白助劑。
背景技術(shù)：
在紡織品印染加工前處理中，傳統(tǒng)的漂白方法主要為氧化漂白，包括次氯酸鈉、亞氯酸鈉和雙氧水漂白。次氯酸鈉漂白(簡(jiǎn)稱氯漂)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)組分氯化氫(HCl)不僅有氣味，而且容易氧化纖維素而損傷纖維，導(dǎo)致織物強(qiáng)力下降明顯。亞氯酸鈉漂白(簡(jiǎn)稱亞漂)是去除棉籽殼、麻皮木質(zhì)素最有效的漂白方法，對(duì)纖維損傷少。但是反應(yīng)過程中主要產(chǎn)生漂白作用的是二氧化氯(C1O2)，同時(shí)還產(chǎn)生大量的氯化氫(HCI)氣體，對(duì)染色所用的不銹鋼設(shè)備造成極大的腐蝕；在生產(chǎn)中如果出現(xiàn)異常，揮發(fā)的C1O2氣體足以使人中毒昏迷，必須在冷水作用下不斷稀釋才能解除對(duì)人的傷害。所以氯化物漂白既污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備，還可能對(duì)人體產(chǎn)生傷害，不符合生態(tài)環(huán)保要求。
目前，雙氧水(H2O2)是最主要的無氯漂白劑(簡(jiǎn)稱氧漂)，其漂白機(jī)理是在堿性條件下產(chǎn)生有效氧{O}作用于纖維，不僅可以漂白棉、麻等纖維素纖維，還可以漂白蠶絲、羊毛等蛋白質(zhì)纖維。漂白效果和穩(wěn)定性比較好，不會(huì)使織物發(fā)黃，且無毒、無臭，對(duì)環(huán)境無污染，廣泛適用于各種纖維、紗線、織物和造紙的漂白。但是傳統(tǒng)工藝的氧漂都是在高溫、高堿、配合穩(wěn)定劑的條件下使用，運(yùn)輸儲(chǔ)存有效氧含量?jī)H在27～33％之間，限制了雙氧水漂白劑的進(jìn)一步應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)低溫漂白，通?？梢栽谄坠に囍惺褂没罨瘎?，四乙?；叶?TAED)是目前唯一成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的活化劑，可以將漂白溫度降低至70℃，但是TAED的低溫效應(yīng)并不明顯，不適用于60℃及以下漂白工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種雙氧水活化劑及其制備方法、一種漂白助劑。由本發(fā)明提供的雙氧水活化劑配成的低溫漂白工作液能夠?qū)崿F(xiàn)在60℃及以下對(duì)紡織品進(jìn)行漂白處理。
本發(fā)明提供了一種雙氧水活化劑，具有式I所示結(jié)構(gòu)：
其中，R＝C5H11、C7H15或C9H19。
本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述雙氧水活化劑的制備方法，包括以下步驟：
將對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、堿源和反應(yīng)溶劑混合，在復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，于80～100℃進(jìn)行酯化反應(yīng)2～3h，得到雙氧水活化劑；
其中，所述長(zhǎng)鏈羧酸為己酸、辛酸或癸酸；
所述反應(yīng)溶劑包括水和醇。
優(yōu)選的，所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑和反應(yīng)溶劑的質(zhì)量比為1：(0.9～1.2)：(0.03～0.07)：(2.43～4.45)。
優(yōu)選的，包括所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、堿源、反應(yīng)溶劑和復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑的反應(yīng)體系的pH值為8.8～9.5。
優(yōu)選的，所述復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑包括四丁基溴化銨、三乙烯二胺和三乙烯四胺，所述四丁基溴化銨、三乙烯二胺和三乙烯四胺的質(zhì)量比為1:(0.5～1.2):(0.3～0.7)。
優(yōu)選的，進(jìn)行所述酯化反應(yīng)前，所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、堿源、反應(yīng)溶劑和復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑混合的方式具體為：將反應(yīng)溶劑與對(duì)羥基苯磺酸鈉和復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑混合，向得到的混合物中滴加長(zhǎng)鏈羧酸，加堿源調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值。
優(yōu)選的，所述長(zhǎng)鏈羧酸的滴加速率為0.9～1.1mL/min。
優(yōu)選的，按占所述對(duì)羥基苯磺酸鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述反應(yīng)溶劑中醇的添加量為5％～7％。
優(yōu)選的，所述醇為乙醇、異丙醇和異辛醇中的一種或幾種。
本發(fā)明提供了一種漂白助劑，包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：
上述技術(shù)方案所述雙氧水活化劑或上述技術(shù)方案所述方法制備得到的雙氧水活化劑10～15％；
低溫活化催化劑緩釋微膠囊2～5％；
葡萄糖酸鈉10～15％；
硅藻土30～40％；
表面活性劑10～15％；
余量的無水硫酸鈉；
所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊包括催化劑有效成分和微膠囊膜，其中，按占所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述催化劑有效成分為23～27％。
本發(fā)明提供了一種具有式I所示結(jié)構(gòu)的雙氧水活化劑，將本發(fā)明提供的雙氧水活化劑配制低溫漂白工作液，所配低溫漂白工作液能在60℃及以下實(shí)現(xiàn)對(duì)紡織品的漂白處理。同時(shí)，本發(fā)明還提供了包括所述雙氧水活化劑的漂白助劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的漂白助劑配制的低溫漂白工作液對(duì)32S全棉汗布進(jìn)行漂白處理，在浴比1:10、煮漂時(shí)間60分鐘的條件下，煮漂溫度為60℃時(shí)，漂白白度達(dá)87；煮漂溫度為55℃時(shí)，漂白白度達(dá)82，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)工藝的要求。
本發(fā)明提供了所述具有式I所示結(jié)構(gòu)的雙氧水活化劑的制備方法，反應(yīng)中沒有采用四氫呋喃或二甲苯毒性較大的試劑，而是采用水和醇作為反應(yīng)溶劑，經(jīng)濟(jì)環(huán)保；此外，本發(fā)明提供的制備方法操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)物得率高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的方法制備得到的產(chǎn)物得率達(dá)87％。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種雙氧水活化劑，具有式I所示結(jié)構(gòu)：
其中，R＝C5H11、C7H15或C9H19。
在本發(fā)明中，所述R優(yōu)選為直鏈烷基。
將本發(fā)明提供的雙氧水活化劑配制低溫漂白工作液，所配低溫漂白工作液能在60℃及以下實(shí)現(xiàn)對(duì)紡織品的漂白處理。
本發(fā)明提供了上述雙氧水活化劑的制備方法，包括以下步驟：
將對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、堿源和反應(yīng)溶劑混合，在復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，于80～100℃進(jìn)行酯化反應(yīng)2～3h，得到雙氧水活化劑；
其中，所述長(zhǎng)鏈羧酸為己酸、辛酸或癸酸；
所述反應(yīng)溶劑包括水和醇。
在本發(fā)明中，所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑和反應(yīng)溶劑的質(zhì)量比為1：(0.9～1.2)：(0.03～0.07)：(2.43～4.45)，更優(yōu)選為1：(1.05～1.1)：(0.04～0.06)：(2.95～3.15)。
由于反應(yīng)物對(duì)羥基苯磺酸鹽溶解在水溶液中(水相)，但另一反應(yīng)物長(zhǎng)鏈羧酸存在于油相中(有機(jī)相)，二者難以直接接觸和碰撞反應(yīng)。因此，二者的反應(yīng)僅僅在水相和有機(jī)相的界面上進(jìn)行，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率慢和收率低。為了提高反應(yīng)速率和收率，本發(fā)明引入復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑，可以將反應(yīng)物由其所在的相通過兩相間的界面轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)反應(yīng)物所在的相中，從而使反應(yīng)容易進(jìn)行。在本發(fā)明中，所述復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑優(yōu)選包括四丁基溴化銨、三乙烯基二胺和三乙烯基四胺。本發(fā)明所述復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑中，四丁基溴化銨、三乙烯基二胺和三乙烯基四胺的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(0.5～1.2)：(0.3～0.7)，更優(yōu)選為1：(0.7～1.0)：(0.4～0.6)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑具體可采用義烏中力工貿(mào)有限公司的ZL-100型號(hào)復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑。
在本發(fā)明中，所述反應(yīng)溶劑包括水和醇。在本發(fā)明中，按占所述對(duì)羥基苯磺酸鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述反應(yīng)溶劑中醇的添加量?jī)?yōu)選為5％～7％。本發(fā)明對(duì)于所述醇的種類或來源沒有特殊的要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的可作為反應(yīng)溶劑的醇即可。在本發(fā)明中，所述醇優(yōu)選包括乙醇、異丙醇和異辛醇中的一種或幾種。
本發(fā)明對(duì)于所述堿源沒有特殊的要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的能夠用于調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值的堿性化合物即可。在本發(fā)明中，所述堿源優(yōu)選包括碳酸鈉和氫氧化鈉。在本發(fā)明中，按占所述對(duì)羥基苯磺酸鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述碳酸鈉的添加量?jī)?yōu)選為1％～2％；所述氫氧化鈉的添加量?jī)?yōu)選為1％～2％。
在本發(fā)明中，所述碳酸鈉和氫氧化鈉優(yōu)選以碳酸鈉水溶液和氫氧化鈉水溶液形式與所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸和反應(yīng)溶劑混合。在本發(fā)明中，所述碳酸鈉水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為1.3～1.7％。在本發(fā)明中，所述氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為1.3～1.7％。
在本發(fā)明中，包括所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、堿源、反應(yīng)溶劑和復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑的反應(yīng)體系的pH值優(yōu)選為8.8～9.5，具體可為8.5、9.0或9.5。
在本發(fā)明中，進(jìn)行所述酯化反應(yīng)前，所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、堿源、反應(yīng)溶劑和復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑混合的方式具體優(yōu)選為：將反應(yīng)溶劑與對(duì)羥基苯磺酸鈉和復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑混合，向得到的混合物中滴加長(zhǎng)鏈羧酸，然后加入碳酸鈉水溶液和氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值。在本發(fā)明中，長(zhǎng)鏈羧酸的滴加速率優(yōu)選為0.9～1.1mL/min。
將所述對(duì)羥基苯磺酸鈉、長(zhǎng)鏈羧酸、堿源、反應(yīng)溶劑和復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑混合后，本發(fā)明將得到的pH值為8.8～9.5的混合物料于80～100℃進(jìn)行酯化反應(yīng)2～3h，得到雙氧水活化劑。在本發(fā)明中，所述酯化反應(yīng)的溫度優(yōu)選為85～95℃。在本發(fā)明中，所述酯化反應(yīng)優(yōu)選在攪拌條件下進(jìn)行。在本發(fā)明中，所述攪拌的速率優(yōu)選為800～1200rmp，更優(yōu)選為900～1100rmp。
本發(fā)明提供了一種漂白助劑，包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：
上述技術(shù)方案所述雙氧水活化劑或上述技術(shù)方案所述方法制備得到的雙氧水活化劑10～15％；
低溫活化催化劑緩釋微膠囊2～5％；
葡萄糖酸鈉10～15％；
硅藻土30～40％；
表面活性劑10～15％；
余量的無水硫酸鈉；
所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊包括催化劑有效成分和微膠囊膜，其中，按占所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述催化劑有效成分為23～27％。
本發(fā)明提供的漂白助劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括雙氧水活化劑10～15％，優(yōu)選為12％～14％。
本發(fā)明提供的漂白助劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括低溫活化催化劑緩釋微膠囊2～5％，優(yōu)選為3％～4％。在本發(fā)明中，所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊的直徑優(yōu)選為100～300μm，更優(yōu)選為150～260μm。
在本發(fā)明中，所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊包括催化劑有效成分和微膠囊膜，其中，按占所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述催化劑有效成分優(yōu)選為23～27％。在本發(fā)明中，所述催化劑有效成分優(yōu)選包括乙二胺四乙酸鐵鈉、乙二胺四乙酸鐵二鈉、偏釩酸銨、葡萄糖酸或乙二胺四(亞甲基磷酸)的錳鹽、鋅鹽或鋁鹽中的兩種及兩種以上的混合物，更優(yōu)選為乙二胺四乙酸鐵二鈉與偏釩酸銨質(zhì)量比為(1～3)∶1的混合物，最優(yōu)選為乙二胺四乙酸鐵二鈉與偏釩酸銨質(zhì)量比為2∶1的混合物。
在本發(fā)明中，所述微膠囊膜優(yōu)選包括海藻酸鈉和殼聚糖；所述海藻酸鈉和殼聚糖的質(zhì)量比優(yōu)選為(2.8～3.2)：(1.8～2.2)。
在本發(fā)明中，所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊的制備方法優(yōu)選包括以下步驟：
(a)將催化劑有效成分懸浮在海藻酸鈉和殼聚糖的混合水溶液中；
(b)將步驟(a)得到的物料進(jìn)行噴霧干燥，得到所述低溫活化催化劑緩釋微膠囊。
在本發(fā)明中，所述海藻酸鈉和殼聚糖的混合水溶液中優(yōu)選包括質(zhì)量濃度為2.8～3.2％的海藻酸鈉和質(zhì)量濃度為1.8～2.2％的殼聚糖。
本發(fā)明對(duì)于所述噴霧干燥所采用的設(shè)備沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于噴霧干燥的設(shè)備即可。本發(fā)明優(yōu)選采用噴霧干燥儀進(jìn)行所述噴霧干燥。在本發(fā)明中，進(jìn)行所述噴霧干燥時(shí)的進(jìn)風(fēng)溫度優(yōu)選為150～180℃，進(jìn)料速度優(yōu)選為20～35mL/min。
本發(fā)明提供的漂白助劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括葡萄糖酸鈉10～15％，優(yōu)選為12％～14％。
本發(fā)明提供的漂白助劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括硅藻土30～40％，優(yōu)選為33％～37％。在本發(fā)明中，所述硅藻土的目數(shù)優(yōu)選為300～500目。本發(fā)明對(duì)于所述硅藻土的來源沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的硅藻土即可。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述硅藻土具體為浙江嵊州超豐硅藻土過濾劑有限公司生產(chǎn)的硅藻土固體粉末。
本發(fā)明提供的漂白助劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括表面活性劑10～15％，優(yōu)選為12％～14％。在本發(fā)明中，所述表面活性劑優(yōu)選為非離子型的C12～14(CH2CHO)6(CH3CH2CH2O)3。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述表面活性劑具體采用遼寧科隆化學(xué)股份有限公司的產(chǎn)品，產(chǎn)品牌號(hào)KLP-058。
本發(fā)明提供的漂白助劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括余量的無水硫酸鈉。
得到所述漂白助劑后，本發(fā)明將所述漂白助劑復(fù)配制得所述低溫漂白工作液。在本發(fā)明中，所述低溫漂白工作液優(yōu)選包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：
雙氧水1.2％～8.1％；
漂白助劑5％～10％；
氫氧化鈉0.5％～3％；
硅酸鈉3％～8％；
順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉5％～7％；
余量的水。
本發(fā)明提供的低溫漂白工作液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括雙氧水1.2％～8.1％，優(yōu)選為3.0％～5.6％。在本發(fā)明中，所述雙氧水的質(zhì)量濃度優(yōu)選為27～30％。
本發(fā)明提供的低溫漂白工作液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括上述技術(shù)方案提供的漂白助劑5％～10％，優(yōu)選為6％～8％。
本發(fā)明提供的低溫漂白工作液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括氫氧化鈉0.5％～3.0％，優(yōu)選為1.2％～2.5％。
本發(fā)明提供的低溫漂白工作液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括硅酸鈉3％～8％，優(yōu)選為5％～7％。
本發(fā)明提供的低溫漂白工作液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉5％～7％，優(yōu)選為5.5％～6.5％。
在本發(fā)明中，采用本發(fā)明提供的低溫漂白工作液進(jìn)行低溫漂白時(shí)，浴比優(yōu)選為1：(19～21)，具體可為1：19、1：20或1：21。
實(shí)施例
下面將結(jié)合本發(fā)明中的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
將乙醇與對(duì)羥基苯磺酸鈉和ZL-100型號(hào)復(fù)合相轉(zhuǎn)移催化劑混合，以1.0mL/min的速度向得到的混合物中滴加長(zhǎng)鏈羧酸，加碳酸鈉水溶液和氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值，在1000rmp攪拌速率下，于90℃進(jìn)行酯化反應(yīng)2.5h，得到雙氧水活化劑。制備所述雙氧水活化劑的具體配方見表1。
表1制備所述雙氧水活化劑的具體配方及漂白32S全棉汗布的效果
注：反應(yīng)得率指制備得到的雙氧水活化劑與反應(yīng)原料對(duì)羥基苯磺酸鈉和長(zhǎng)鏈羧酸總量的質(zhì)量比。
將實(shí)施例1～11制備得到的雙氧水活化劑復(fù)配制得漂白助劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述漂白助劑的具體配方如下：
雙氧水活化劑12.5％；
低溫活化催化劑緩釋微膠囊3.5％；
葡萄糖酸鈉12.5％；
硅藻土32.5％；
產(chǎn)品牌號(hào)為KLP-058的表面活性劑12.5％；
無水硫酸鈉26.5％。
將上述漂白助劑復(fù)配制得所述低溫漂白工作液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述低溫漂白工作液的具體配方如下：
質(zhì)量濃度為28％的雙氧水5.0％；
漂白助劑7.5％；
氫氧化鈉1.75％；
硅酸鈉5.5％；
順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉6％；
水74.25％。
將上述低溫漂白工作液應(yīng)用于低溫煮漂一浴工藝中漂白32S全棉汗布，所述低溫煮漂一浴工藝具體如下：
浴比1:10；
溫度55℃和60℃；
煮漂時(shí)間60分鐘。
實(shí)施例1～11所述雙氧水活化劑復(fù)配制得的低溫漂白工作液漂白32S全棉汗布的效果見表1。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，由本發(fā)明提供的所述雙氧水活化劑復(fù)配制得的低溫漂白工作液，能夠?qū)崿F(xiàn)在60℃甚至更低溫度下漂白32S全棉汗布。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。