改性木质素磺酸盐及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改性木质素磺酸盐及其制备方法。
【背景技术】
[0002]染料组合物广泛应用于天然及合成纤维的染色，通常包含染料块和分散剂，分散剂的作用主要是作为稀释剂，能分散介质，且能有助于降低染料颗粒的粒径。
[0003]木质素磺酸盐是一种常用的染料分散剂，为网状大分子结构，其来源主要有:1)来源于木材制浆工业的磺化木质素(经亚硫酸制浆法或硫酸盐(kraft)制浆法)，具体的，通过对木质纤维素物质(如木材、稻草、玉米杆、甘蔗渣及类似物)进行处理，使木质素与纤维素或纸浆分离，得到木质素磺酸盐或磺化木质素；2)来源于石油工业的萘磺酸盐。
[0004]将木质素磺酸盐用作染料组合物的分散剂的优点有:原料来源广泛，且在室温以及高温下与许多染料具有很好的相容性以及分散性能；但是，直接通过黑液或者糖液得到的木质素磺酸盐不仅沾色性能差，而且通常不能同时满足磨效和耐热稳定性均好，因此，在木质素磺酸盐的改性中，得到一种不仅沾色性能好，而且磨效和耐热稳定性均好的木质素磺酸盐是目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种改性的木质素磺酸盐，本发明提供的改性木质素磺酸盐不仅磨效好，而且耐热稳定性和沾色性能均很好。
[0006]本发明提供了一种改性木质素磺酸盐，通过将由糖液制备的木质素磺酸盐与木糖渣制备的木质素磺酸盐进行交联得到。
[0007]优选的，所述交联反应的交联剂为甲醛。
[0008]优选的，所述交联反应的反应体系的pH值为4?12。
[0009]优选的，所述交联反应的温度为20?120°C。
[0010]优选的，所述糖液制备的木质素磺酸盐与所述木糖渣制备的木质素磺酸盐的质量比为(I?9):(1?9)。
[0011]优选的，所述糖液制备的木质素磺酸盐与所述木糖渣制备的木质素磺酸盐的总质量与所述交联反应的交联剂的质量比为1: (0.01?0.12)。
[0012]优选的，所述糖液制备得到木质素磺酸盐的过程为:
[0013]将糖液通过色谱分离得到木质素磺酸盐；
[0014]所述糖液的固含量为35wt%? 65wt%，糖液的pH为4?7，糖液中还原糖大于16%。
[0015]优选的，所述糖液按照以下方法制备:
[0016]将含有木质素的物质与复合酸混合反应，得到糖液；
[0017]所述复合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亚硫酸盐，
[0018]所述非氧化性酸为磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一种或几种，
[0019]所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的一种或几种。
[0020]优选的，所述木糖渣制备的木质素磺酸盐的过程为:将木糖渣通过酸性亚硫酸盐法制备得到木质素磺酸盐。
[0021]优选的，所述木糖渣按照以下方法制备:
[0022]将含有木质素的物质与复合酸混合反应，得到木糖渣；
[0023]所述复合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亚硫酸盐，
[0024]所述非氧化性酸为磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一种或几种，
[0025]所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的一种或几种。
[0026]与现有技术相比，本发明提供的改性的木质素磺酸盐通过将糖液制备的木质素磺酸盐与木糖渣制备的木质素磺酸盐交联得到改性木质素磺酸盐，使得得到的改性后的木质素磺酸盐不仅提高了沾色性能，而且在保证好的磨效的同时，耐热稳定性也好；实验结果表明，改性后的木质素磺酸盐在150°C的耐热性能达到4?5级，且白度由48提高到68以上，砂磨3小时90%以上的染料粒径小于I微米。
【具体实施方式】
[0027]本发明提供了一种改性木质素磺酸盐，通过将由糖液制备的木质素磺酸盐与木糖渣制备的木质素磺酸盐进行交联得到。
[0028]按照本发明，通过将由糖液制备的木质素磺酸盐与木糖渣制备的木质素磺酸盐进行交联得到改性的木质素磺酸盐；所述糖液制备的木质素磺酸盐与所述木糖渣制备的木质素磺酸盐的质量比优选为(I?9): (I?9)，更优选为(3?7): (7?3)，最优选为(4?6): (6?4)，最最优选为4:6。
[0029]其中，所述交联的试剂优选为甲醛；所述糖液制备的木质素磺酸盐与所述木糖渣制备的木质素磺酸盐的总质量与所述交联反应的交联剂的质量比为优选为1: (0.01?0.12)，更优选为1: (0.05?0.1)，最优选为1:0.08 ;需要指出的是，甲醛的用量对改性的木质素磺酸钠有重要的影响，甲醛用量过高会使得木钠的粘度过大，无法应用于分散剂，甲醛用量过少，会使得沾污性大的木质素磺酸钠没有改善；所述交联反应的温度优选为20?120°C，更优选为60?100°C，最优选为90?100°C，最最优选为95°C ;所述反应的时间优选为30?360min ;最优选为60?240min ;更优选为180min ;所述交联反应的反应体系的pH值优选为4?12，更优选为7?10，最优选为9?11，最最优选为9.5?10 ;且为了使反应更顺利的进行，本发明优选使交联反应的反应体系中固体含量为5wt%? 50wt%，更优选为20wt %?45wt %，最优选为30wt %?40wt %。
[0030]所述糖液制备得到木质素磺酸盐的过程优选为:
[0031]将糖液通过色谱分离得到木质素磺酸盐；
[0032]所述糖液的固含量为35wt%? 65wt%，糖液的pH为4?7，糖液中还原糖大于16%。
[0033]按照本发明，所述糖液的固含量优选为wt40?50wt% ;所述色谱分离用树脂优选为钠型树脂、镁型树脂、钙型树脂和钾型树脂中的一种或几种；所述分离的温度优选为30?90°C，更优选为50?80°C，所述分离速度优选为I?10m/h，更优选为2?6m/h ;所述洗脱剂优选为蒸馏水。
[0034]为了能够更好的将糖液中的木质素磺酸盐与木糖以及其它糖分离开，本发明优选在色谱分离前还将糖液进行中和以及过滤，所述中和的试剂优选为氢氧化钠、氧化镁、氧化钙和氢氧化钾中的一种或几种，所述中和反应的温度优选为30?80°C，更优选为40?60°C，最优选为45?55°C ;所述中和反应后溶液的pH至优选为2?6，更优选为3?5，最优选为4?5 ;所述过滤的方式优选为预涂和助滤，更优选为板框过滤或烛式过滤；所述预涂剂优选为硅藻土、废活性炭、珍珠岩和木糖渣中的一种或几种，更优选为硅藻土和废活性炭中的一种或两种；所述预涂量优选为O?3kg/m2，更优选为0.5?1.5kg/m2;所述助滤剂为硅藻土、废活性炭和珍珠岩中的一种或几种，更优选为硅藻土和废活性炭中的一种或两种；所述过滤的温度优选为30?80°C，更优选为40?60°C，最优选为45?55°C ;所述过滤的次数优选为I?4次，更优选为2?3次。
[0035]所述木糖渣制备的木质素磺酸盐的过程优选为:将木糖渣通过酸性亚硫酸盐法制备得到木质素磺酸盐。
[0036]按照本发明，通过将木糖渣通过酸性亚硫酸盐法制备得到木质素磺酸盐，其中，所述酸性亚硫酸盐法降解木糖渣所用的亚硫酸盐优选为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和二氧化硫中的一种或几种；木糖渣中各组分的含量为，所述纤维素的质量百分含量优选为60%?70%,更优选为63%?68%，最优选为64%?67% ;所述半纤维素的质量百分含量优选为0%?10%，更优选为1%?8%，最优选为3%?7% ;所述木质素的质量百分含量优选为20 %?30 %，更优选为22 %?28 %，最优选为24 %?27 %;所述灰分优选为小于百分之五，更优选为小于百分之三，最优选为小于百分之二。
[0037]具体的，本发明首先将木糖渣与酸性亚硫酸盐混合蒸煮，得到蒸煮液；所述木糖渣与所述酸性亚硫酸盐的质量比为1: (0.05?0.5)，更优选为1: (0.1?0.4)，最优选为1:(0.2?0.3);所述蒸煮反应体系的液体与固体的质量比优选为(2?20):1，更优选为(3?15):1，最优选为(4?10):1 ;所述蒸煮反应体系的pH值优选为I?7，更优选为3?7，最优选为5?7 ;所述蒸煮反应的温度优选为90?165°C，更优选为100?150°C，最优选为120?140°C;本发明对蒸煮反应的容器没有特殊限制，本领域公知的蒸煮容器即可，如蒸煮锅、蒸球或一般的反应釜均可；本发明对蒸煮反应的加热方式也没有特殊限制，直接加热或间接加热均可。
[0038]将蒸煮液经过固液分离，得到固体和液体；固体第一次水洗后固液分离得到固体和液体；所述第一次水洗的温度优选为30?80°C，更优选为30?60°C，最优选为30?500C ;所述第一次水洗的楽浓度优选为2%?10%，更优选为4%?8%，最优选为4%?6% ;第一次水洗得到的固体经过第二次水洗固液分离得到粗纤维素和黑液；所述第二次水洗的温度优选为30?80°C，更优选为30?60°C，最优选为30?50°C ;所述第二次水洗的楽浓度优选为2%?10%，更优选为4%?8%，最优选为4%?6%。
[0039]上述固液分离得到的液体可以用于逆流套洗，最后得到的液体合并，用于制备木质素磺酸盐。
[0040]在本