本发明涉及印花用海藻酸钠技术领域，具体来说涉及一种海藻酸钠及其制备方法和应用。
背景技术：
每年我国的印花纺织品产量约有200亿米，其中70％左右是活性染料印花布。活性染料色谱齐全、手感柔软、湿牢度高，不仅在棉、粘胶纤维、天丝、麻等纤维素纤维织物上广泛应用，在真丝类织物上也大量使用。活性染料印花时，印花色浆中染料的用量大、用水少，染料很难完全溶解。且汽蒸时，染料必须吸收蒸汽中的水分以便充分发色，因此需要在印花色浆中加入大量的尿素，它不仅可以作为助溶剂帮助染料充分溶解，还因其吸湿的性能，在汽蒸时释放锁住的水分，使纤维润湿膨胀，从而促进染料与纤维的固着，提高印花得色量和牢度。
目前多数印花厂家在活性印花时采用的是全料法工艺，即印花浆料中包含糊料、染料、固着剂、助剂和尿素等，尿素排放到水中，使污水中氨氮超标，并分解成二氧化碳和含n化合物，加速藻类生长，引起水体富营养化现象。随着人们环保意识的提高和国家对环保力度的加大，降低尿素的使用量迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种海藻酸钠及其制备方法和应用，以解决现有海藻酸钠印花糊料用于印花时需要使用大量尿素的缺陷。
为此，本发明提供了一种海藻酸钠的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将褐藻加水浸泡、洗涤，然后与碱剂混合均匀，得到糊状海藻酸钠；
(2)将所述糊状海藻酸钠加水稀释并过滤，然后与氯化钙溶液反应，得到海藻酸钙；
(3)将所述海藻酸钙加入盐酸进行脱钙，得到海藻酸；
(4)将所述海藻酸进行压榨脱水，然后加入碳酸钠进行固相中和，得到中和后的海藻酸钠；
(5)将所述中和后的海藻酸钠加入山梨醇和无水硫酸钠混合均匀、捏合造粒并烘干得到半成品海藻酸钠；
(6)将所述半成品海藻酸钠与络合剂和防腐剂混合磨粉，得到海藻酸钠。
本发明还提供了由所述的海藻酸钙的制备方法制备得到的海藻酸钠。
本发明还提供了海藻酸钠的应用，所述海藻酸钠与水混合制成海藻酸钠印花糊料，所述海藻酸钠印花糊料的pvi值为0.65-0.73。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：(1)本发明的制备工艺简单，易实施推广；(2)本发明的海藻酸钠印花糊料的pvi值为0.65-0.73，可以有效减少印花中刀条、堵网等疵点的产生；(3)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有山梨醇，山梨醇在印花汽蒸时可以释放锁住的水分，使织物润湿膨胀，帮助染料充分溶解并渗透到织物内部，从而促进染料与织物的固着，使织物上染均匀，提高印花得色量和牢度，从而可以减少印花中尿素的使用量，减少污水中氨氮含量，降低对环境的污染。山梨醇还可以提高海藻酸钠的流变性，减少印花疵点的产生，使织物印花均匀，得色鲜艳，花纹清晰；(4)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有无水硫酸钠，无水硫酸钠可以促进染料的上染，降低产品的成本；(5)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有络合剂，络合剂可以有效络合海藻酸钠中的钙离子，降低钙离子在色浆中与海藻酸钠结合生成凝胶造成的印花疵点，降低了印染厂对打浆用水水质的要求；(6)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有防腐剂，防腐剂对细菌、真菌的生长繁殖起到快速杀菌的作用，可以保证制备得到的海藻酸钠的贮藏稳定性。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的海藻酸钠的制备方法包括如下步骤：
(1)将褐藻加水浸泡、洗涤，然后与碱剂混合均匀，得到糊状海藻酸钠；
(2)将所述糊状海藻酸钠加水稀释并过滤，然后与氯化钙溶液反应，得到海藻酸钙；
(3)将所述海藻酸钙加入盐酸进行脱钙，得到海藻酸；
(4)将所述海藻酸进行压榨脱水，然后加入碳酸钠进行固相中和，得到中和后的海藻酸钠；
(5)将所述中和后的海藻酸钠加入山梨醇和无水硫酸钠混合均匀、捏合造粒并烘干得到半成品海藻酸钠；
(6)将所述半成品海藻酸钠与络合剂和防腐剂混合磨粉，得到海藻酸钠。
步骤(1)中，褐藻包括海带、裙带菜、泡叶藻、马尾藻和巨藻中的一种或多种，浸泡时间为3-15h，水用量为褐藻质量的3-6倍，将褐藻加水浸泡、洗涤可以去除褐藻中的杂质颗粒等。碱剂包括碳酸钠和/或氢氧化钠，碱剂用量为褐藻质量的40％-50％，消化温度为45-60℃，消化时间为3-6h；将褐藻与碳酸钠和/或氢氧化钠混合均匀，可以使得褐藻中不溶性的海藻酸盐转化成海藻酸钠。
步骤(2)中，糊状海藻酸钠加水稀释并过滤之后的冲稀粘度为90-130s，将糊状海藻酸钠加水的目的是使流动性差的高稠度糊状海藻酸钠通过水的稀释和进一步溶解成为均匀的、流动性好的和低粘度的海藻酸钠胶液，从而利于进行下一步的过滤和澄清。用恩氏粘度计测试稀释后的海藻酸钠的冲稀粘度，保证稀释后的海藻酸钠的冲稀粘度为90-130s；如果海藻酸钠的冲稀粘度小于90s的话，不利于后续步骤的进行，如果海藻酸钠的冲稀粘度大于130s的话，会造成海藻酸钠粘度的降解和海藻酸钠消耗的增大。
步骤(2)中，氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为9％-13％，氯化钙溶液用量为稀释后的海藻酸钠质量的2％，反应时间为25-30min。
步骤(3)中，脱钙次数为三次，三次脱钙时间之和不低于30min，使用的盐酸质量分数分别为0.3％-0.8％、0.4％-1.0％、0.5％-2.5％，使用的盐酸用均为海藻酸钙质量的5-10倍。三次连续脱钙的目的是为了保证充分脱钙，同时可以减少对海藻酸粘度的破坏。
步骤(4)中，进行压榨脱水后的海藻酸的含水量为75％-80％，固相中和添加海藻酸和碳酸钠进行中和，中和时间为5-7min，碳酸钠用量为海藻酸质量的10％-15％。
步骤(5)中，山梨醇用量为海藻酸质量的15％-20％，无水硫酸钠用量为海藻酸质量的5％-10％，山梨醇的含水量≤1％。山梨醇是一种天然糖醇，具有良好的吸湿性能，在印花汽蒸时可以释放锁住的水分，使织物润湿膨胀，帮助染料充分溶解并渗透到织物内部，从而促进染料与织物的固着，使织物上染均匀，提高印花得色量和牢度，从而可以减少印花中尿素的使用量，减少污水中氨氮含量，降低对环境的污染。山梨醇还可以提高海藻酸钠的流变性，减少印花疵点的产生，使织物印花均匀，得色鲜艳，花纹清晰。无水硫酸钠可以促进染料的上染，降低产品的成本。
步骤(5)中，半成品海藻酸钠的含水量为14％-18％。
步骤(6)中，将半成品海藻酸钠与络合剂和防腐剂混合磨粉，络合剂用量为半成品海藻酸钠质量的3％-6％，防腐剂用量为半成品海藻酸钠质量的0.35％-0.5％；络合剂包括六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸和羟基乙叉二膦酸中的一种或多种，防腐剂包括对羟基苯甲酸丁酯钠、2-溴-2-硝基-1和3-丙二醇中的一种或多种。络合剂可以有效络合海藻酸钠中的钙离子，降低钙离子在色浆中与海藻酸钠结合生成凝胶造成的印花疵点，降低了印染厂对打浆用水水质的要求。防腐剂对细菌、真菌的生长繁殖起到快速杀菌的作用，可以保证制备得到的海藻酸钠的贮藏稳定性。
本发明的海藻酸钠的制备方法制备得到的海藻酸钠，海藻酸钠的目数可为20-60目。
本发明的海藻酸钠与水混合制成海藻酸钠印花糊料，海藻酸钠印花糊料的pvi值为0.65-0.73，海藻酸钠的质量分数是3％，海藻酸钠印花糊料粘度为10000-15000cps。
本发明的优点和积极效果包括：
(1)本发明的制备工艺以褐藻为主要原料，可以降低生产成本；本发明的制备工艺简单，易实施推广；
(2)本发明的海藻酸钠印花糊料的pvi值为0.65-0.73，可以有效减少印花中刀条、堵网等疵点的产生；
(3)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有山梨醇，山梨醇在印花汽蒸时可以释放锁住的水分，使织物润湿膨胀，帮助染料充分溶解并渗透到织物内部，从而促进染料与织物的固着，使织物上染均匀，提高印花得色量和牢度，从而可以减少印花中尿素的使用量，减少污水中氨氮含量，降低对环境的污染。山梨醇还可以提高海藻酸钠的流变性，减少印花疵点的产生，使织物印花均匀，得色鲜艳，花纹清晰；
(4)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有无水硫酸钠，无水硫酸钠可以促进染料的上染，降低产品的成本；
(5)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有络合剂，络合剂可以有效络合海藻酸钠中的钙离子，降低钙离子在色浆中与海藻酸钠结合生成凝胶造成的印花疵点，降低了印染厂对打浆用水水质的要求；
(6)本发明的海藻酸钠印花糊料配方中含有防腐剂，防腐剂对细菌、真菌的生长繁殖起到快速杀菌的作用，可以保证制备得到的海藻酸钠的贮藏稳定性。
粘度的测试方法：使用粘度计测量海藻酸钠印花糊料的粘度，选择5#转子和20r/min的转速，测得表观粘度；温度计测量海藻酸钠印花糊料的温度后，查找相应温度的校正系数，粘度＝表观粘度/温度校正系数。
pvi值的测试方法：使用粘度计测量海藻酸钠印花糊料的粘度，使用5#转子，20r/min和2r/min的转速测得的粘度分别为η20和η2，pvi＝η20/η2。
实施例1
本实施例的海藻酸钠的制备方法包括如下步骤：
(1)将海带加水浸泡、洗涤，然后与碳酸钠混合均匀，得到糊状海藻酸钠；浸泡时间为5h，水用量为海带质量的4倍，碳酸钠用量为海带质量的40％，消化温度为52℃，消化时间为3h；
(2)将糊状海藻酸钠加水过滤得到稀释后的海藻酸钠，稀释后的海藻酸钠的冲稀粘度为105s；然后与氯化钙溶液反应，得到海藻酸钙；氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为10％，氯化钙溶液用量为稀释后的海藻酸钠质量的2％，反应时间为30min；
(3)将海藻酸钙加入盐酸进行脱钙，得到海藻酸；脱钙次数为三次，三次脱钙时间之和不低于30min，使用的盐酸质量分数分别为0.4％、0.8％、1.5％，使用的盐酸用均为海藻酸钙质量的6倍；
(4)将海藻酸进行压榨脱水，然后加入碳酸钠进行固相中和，得到中和后的海藻酸钠；进行压榨脱水后的海藻酸的含水量为78％，中和时间为5min，碳酸钠用量为海藻酸质量的12％；
(5)将中和后的海藻酸钠加入山梨醇和无水硫酸钠混合均匀、捏合造粒并烘干得到半成品海藻酸钠，半成品海藻酸钠的含水量为17％；山梨醇用量为海藻酸质量的17％，无水硫酸钠用量为海藻酸质量的7％；
(6)将半成品海藻酸钠与乙二胺四乙酸和对羟基苯甲酸丁酯钠混合磨粉，得到海藻酸钠；乙二胺四乙酸用量为半成品海藻酸钠质量的4％，对羟基苯甲酸丁酯钠用量为半成品海藻酸钠质量的0.45％。
将本实施例的海藻酸钠与水混合，使得海藻酸钠完全溶解，海藻酸钠的质量分数是3％，得到海藻酸钠印花糊料，测得海藻酸钠印花糊料的pvi值为0.674。
实施例2
本实施例的海藻酸钠的制备方法包括如下步骤：
(1)将泡叶藻加水浸泡、洗涤，然后与碳酸钠混合均匀，得到糊状海藻酸钠；浸泡时间为10h，水用量为泡叶藻质量的6倍，碳酸钠用量为泡叶藻质量的40％，消化温度为54℃，消化时间为5h；
(2)将糊状海藻酸钠加水过滤得到稀释后的海藻酸钠，稀释后的海藻酸钠的冲稀粘度为105s；然后与氯化钙溶液反应，得到海藻酸钙；氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为10％，氯化钙溶液用量为稀释后的海藻酸钠质量的2％，反应时间为30min；
(3)将海藻酸钙加入盐酸进行脱钙，得到海藻酸；脱钙次数为三次，三次脱钙时间之和不低于30min，使用的盐酸质量分数分别为0.4％、0.8％、1.5％，使用的盐酸用均为海藻酸钙质量的6倍；
(4)将海藻酸进行压榨脱水，然后加入碳酸钠进行固相中和，得到中和后的海藻酸钠；进行压榨脱水后的海藻酸的含水量为76％，中和时间为5min，碳酸钠用量为海藻酸质量的12％；
(5)将中和后的海藻酸钠加入山梨醇和无水硫酸钠混合均匀、捏合造粒并烘干得到半成品海藻酸钠，半成品海藻酸钠的含水量为15％；山梨醇用量为海藻酸质量的18％，无水硫酸钠用量为海藻酸质量的7％；
(6)将半成品海藻酸钠与乙二胺四乙酸和对羟基苯甲酸丁酯钠混合磨粉，得到海藻酸钠；乙二胺四乙酸用量为半成品海藻酸钠质量的6％，对羟基苯甲酸丁酯钠用量为半成品海藻酸钠质量的0.45％。
将本实施例的海藻酸钠与水混合，使得海藻酸钠完全溶解，海藻酸钠的质量分数是3％，得到海藻酸钠印花糊料，测得海藻酸钠印花糊料的pvi值为0.692。
对比例1
本对比例的海藻酸钠的制备方法包括如下步骤：
(1)将海带加水浸泡、洗涤，然后与碳酸钠混合均匀，得到糊状海藻酸钠；浸泡时间为5h，水用量为海带质量的4倍，碳酸钠用量为海带质量的40％，消化温度为52℃，消化时间为3h；
(2)将糊状海藻酸钠加水过滤得到稀释后的海藻酸钠，稀释后的海藻酸钠的冲稀粘度为105s；然后与氯化钙溶液反应，得到海藻酸钙；氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为10％，氯化钙溶液用量为稀释后的海藻酸钠质量的2％，反应时间为30min；
(3)将海藻酸钙加入盐酸进行脱钙，得到海藻酸；脱钙次数为三次，三次脱钙时间之和不低于30min，使用的盐酸质量分数分别为0.4％、0.8％、1.5％，使用的盐酸用均为海藻酸钙质量的6倍；
(4)将海藻酸进行压榨脱水，然后加入碳酸钠进行固相中和，得到中和后的海藻酸钠；进行压榨脱水后的海藻酸的含水量为78％，中和时间为5min，碳酸钠用量为海藻酸质量的12％；
(5)将中和后的海藻酸钠加入无水硫酸钠混合均匀、捏合造粒并烘干得到半成品海藻酸钠，半成品海藻酸钠的含水量为17％，无水硫酸钠用量为海藻酸质量的7％；
(6)将半成品海藻酸钠与乙二胺四乙酸和对羟基苯甲酸丁酯钠混合磨粉，得到海藻酸钠；乙二胺四乙酸用量为半成品海藻酸钠质量的4％，对羟基苯甲酸丁酯钠用量为半成品海藻酸钠质量的0.45％。
将本实施例的海藻酸钠与水混合，使得海藻酸钠完全溶解，海藻酸钠的质量分数是3％，得到海藻酸钠印花糊料，测得海藻酸钠印花糊料的pvi值为0.639。
将实施例1、实施例2和对比例1制备得到的相同用量的海藻酸钠印花糊料分别制备印花色浆并用于印花实验，将3种印花色浆分别经过印花、烘干、汽蒸固色、水洗、烘干后，用datacolor测色仪对印花布样进行测色，使得3种印花布样的印花得色基本相当，3种印花色浆的配方如表1所示。
表1
由表1可以看出，实施例1、实施例2和对比例1分别制备的印花色浆的配方中含有相同用量的防染盐s、碳酸氢钠和wnn黑色活性染料，且3种海藻酸钠印花糊料的用量是相同的；当3种印花色浆经过印花得到的印花布样的印花得色基本相当时，实施例1的印花色浆的尿素用量为2g，实施例2的印花色浆的尿素用量为2.2g、对比例1的印花色浆的尿素用量为4g；由此可以说明，相同条件下，本发明的海藻酸钠印花糊料用于印花实验时，可以大大减少尿素的用量，由此可以减小对环境的污染，是一种环保型的印花糊料。
本发明的海藻酸钠与对比例1制备得到的海藻酸钠的区别在于，本发明制备得到的海藻酸钠的制备配方中含有山梨醇，山梨醇在印花汽蒸时可以释放锁住的水分，使织物润湿膨胀，帮助染料充分溶解并渗透到织物内部，从而促进染料与织物的固着，使织物上染均匀，提高印花得色量和牢度，从而可以减少印花中尿素的使用量，减少污水中氨氮含量，降低对环境的污染。
本发明的海藻酸钠印花糊料的pvi值比对比例1的海藻酸钠印花糊料的pvi值高，可以有效减少印花中刀条、堵网等疵点的产生。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。