分散染料用低沾污性木质素系分散剂及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了分散染料用木质素系分散剂及其制备方法与应用。该制备方法首先将碱木质素固体溶于水中，调节pH值至9.0～12.0，配制成质量浓度为20～50％的碱木质素水溶液，加热到60～90℃，加入羟乙基磺酸钠，反应1～3h，得到羟乙基磺化碱木质素溶液；在所得到的羟乙基磺化碱木质素水溶液中加入极性剂和表面活性物质，搅拌均匀并调节pH至4.0～6.0后得到本发明的产品。与木质素磺酸钠和磺甲基化木质素分散剂相比，本发明木质素系分散剂对纤维的沾污率和对分散染料还原率显著降低，应用此发明染料分散剂制备的染料体系在纤维上的上染率相比木质素磺酸钠有较大程度提高，所制备染料分散液的分散稳定性均优于萘系分散剂。
【专利说明】分散染料用低沾污性木质轰系分散剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种分散染料用分散剂；特别是涉及一种分散染料用低沾污性木质素 系分散剂及其制备方法与应用；属于生物质资源化利用【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 分散染料作为合成纤维的主要染料之一，在印染工业中有着广泛的用途与巨大的 需求。但分散染料属于水不溶性染料，在研磨加工W及上染过程中需要添加大量的分散剂 使染料稳定、均匀地分散，W提高其分散和上染性能。因此，染料分散剂在商品染料的加工 和使用过程中起着至关重要的作用。
[0003] 目前，分散染料球磨用分散剂主要有蔡賴酸甲酵缩合物和木质素賴酸盐两大类。 蔡賴酸甲酵缩合物染料分散剂对纤维沾污轻、对偶氮染料还原破坏率低但其耐高温稳定性 差，且其来源于石油工业，原料受限，随着石油资源的逐渐枯竭，其成本越来越高。而木质素 賴酸盐类染料分散剂主要来自纸浆造纸工业的副产品，原料来源广，可再生同时成本较低， 近年来受到了越来越多的关注。
[0004] 木质素是自然界中含量仅次于纤维素的第二大生物质资源，全世界每年生成超过 5000万吨的工业木质素，但超过95%的木质素仍黑液"形式直接排入江河或浓缩后烧 掉，很少得到有效利用。因此对木质素的开发和利用具有巨大的经济效益和社会效益。工 业木质素主要来源于造纸制浆工业产生的废液，按照制浆工艺分为酸法制浆废液中的木质 素賴酸盐和碱法制浆黑液中的碱木质素。酸法制浆工艺因为产生大量的废酸、废水对环境 污染严重而逐渐被遗弃，造纸工业W碱法制浆为主，从而使得碱木质素产量占工业木质素 比重90% W上，但碱木质素因水溶性较差利用率很低，因此对碱木质素改性利用具有重要 的经济和环境意义。当前对碱木质素应用的一个重要方面即是对其賴化改性用作染料分散 齐U。用于染料分散剂时，木质素通过吸附于染料颗粒后利用空间位阻和静电斥力达到分散 染料颗粒的目的。早在1909年，人们发现木质素賴酸盐亚硫酸废液固形物可作为分散剂用 于染料加工中。当前染料分散剂的用量随着染料产量的增加保持持续增长的势头，尤其木 质素系染料分散剂W其原料来源丰富、价格低廉且易降解等无可替代的优势在今后的染料 分散剂领域中将占据越来越大的市场份额。
[0005] 但木质素系染料分散剂仍存在自身的一些局限性，其中一个重要方面即是木质素 对纤维进行吸附造成染色织物的沾污，尤其賴化碱木质素因其在賴化过程中造成更多的木 质素酷轻基氧化为酿型结构而加重颜色，使得其对纤维的沾污较木质素賴酸盐更为严重。
[0006] 木质素对纤维的沾污受多方面因素的影响。朱德仁（朱德仁.浅谈木质素賴酸盐 分散剂对纤维的沾污作用及影响因素.染料与染色，1984, 27巧）：48-52.)提出通过提高木 质素分子量或提高木质素賴化度等方法均可W减轻沾污。
[0007] 一般认为木质素对纤维的沾污主要是由木质素酷轻基氧化为酿型结构加重颜色 W及木质素酷轻基与纤维的醜胺键和轻基间形成氨键吸附造成的。目前已经有许多研 究学者针对封闭木质素酷轻基W减轻其沾污问题展开了一系列的研究。徐龙杰等（徐 龙杰，李永雕，朱德仁.浅谈木质素分散剂的颜色与对纤维的沾污作用.染料与染 色，2011，48化）：45-47.)利用氧化和还原使木质素酿型结构变成芳香酸W及破坏双键和 苯环形成的共辆W减轻木质素的颜色来减弱沾污。美国专利US4184845公开一种通过减轻 木质素颜色W减轻对纤维沾污的方法。首先将IOOOg木质素溶于水中后添加2?IOmol封 闭试剂（含团素焼基醇、含团素賴酸盐或含焼基的醋化物等）并在一定温度下反应，使木质 素酷轻基封闭，然后将封闭酷轻基后的木质素与氧化剂（空气、氧气或过氧化氨）在50至 200pa压力下、pH值11. 0左右反应W氧化木质素发色基团，得到了低色度木质素。美国专 利US3672817采用含走个碳原子W上的帰化氧、含团素焼基醇W及碳酸亚姪醋等封闭木质 素酷轻基W减弱木质素对纤维的沾污。美国专利US4001202公开了一种利用环氧氯丙焼封 闭木质素酷轻基同时提高木质素分子量的方法来降低其沾污性能。美国专利US4355996公 开一种通过二价金属盐和测酸盐封闭木质素酷轻基W减弱木质素对偶氮染料还原能力W 及减轻对纤维沾污的方法。此方法将二价金属离子如Mg 2\ Ca2\化"、化"、Mn2+和测酸盐加 入到賴化木质素水溶液中，通过二价金属盐和测酸盐与木质素酷轻基间反应生成馨合物和 醋的形成机制来减轻木质素对纤维的吸附沾污。
[0008] 但通过封端反应减弱木质素与纤维间氨键作用W降低沾污的工艺过程大多较为 繁琐，操作成本较高、耗时、能耗较高且不利于环保，此外，在封闭酷轻基的同时降低了木质 素系分散剂中酷轻基和駿基等活性官能团的含量，减弱了分散剂与染料之间的吸附强度， 从而降低了分散剂对染料的高温稳定性。
[0009] 此外，由于纤维属于疏水性颗粒，木质素系分散剂在纤维上的吸附驱动力除了氨 键外，还存在着木质素的苯环与纤维的疏水作用力，由于没有考虑该个影响因素，现有的技 术对木质素的沾污性问题不能得到很好解决。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是针对现有木质素系分散剂对纤维沾污严重问题及其现有改性技 术存在的缺陷，开发一种对对纤维沾污率大幅度降低并具有优良分散稳定性的分散染料用 木质素系分散剂。
[0011] 本发明另一目的还在于提供一种分散染料用低沾污性木质素系分散剂的制备方 法。
[0012] 本发明还有一目的在于提供分散染料用低沾污性木质素系分散剂在制备分散染 料球磨液的应用。
[0013] 本发明分散剂W碱木质素为主要原料，在常压下先进行轻己基賴化反应，制备轻 己基賴化碱木质素，在增加了产物的水溶性的同时增加木质素系分散剂对染料的吸附强 度；本发明再通过添加极性剂降低其对纤维的吸附，通过表面活性物质的加入进一步提高 木质素系染料分散剂与染料的吸附性能，提高染料球磨液的分散稳定性能，从而可制备出 分散稳定性优异的分散染料用低沾污性木质素系染料分散剂。
[0014] 本发明的目的通过如下技术方案实现：
[0015] 一种分散染料用低沾污性木质素系分散剂的制备方法，包括W下步骤：
[0016] (1)将碱木质素固体溶于水中，用碱性调节剂调节抑值至9. 0?12. 0,配制成质 量浓度为20?50 %的碱木质素水溶液，加热到60?9(TC，加入轻己基賴酸轴，反应1? 池，得到轻己基賴化碱木质素溶液；
[0017] (2)在步骤（1)的轻己基賴化碱木质素溶液中加入极性剂和表面活性物质，使用 酸性调节剂调节抑至4. 0?6. 0,在40?80°C下揽拌60?90min,冷却至室温，得到一种 分散染料用低沾污性木质素系染料分散剂液体产物；
[0018] W重量份数计，各反应物用量配方如下：
[0019]
【权利要求】
1. 分散染料用低沾污性木质素系分散剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 将碱木质素固体溶于水中，用碱性调节剂调节PH值至9. O?12. 0,配制成质量浓 度为20?50%的碱木质素水溶液，加热到60?90°C，加入羟乙基磺酸钠，反应1?3h，得 到羟乙基磺化碱木质素溶液； (2) 在步骤（1)的羟乙基磺化碱木质素溶液中加入极性剂和表面活性物质，使用酸性 调节剂调节pH至4. 0?6. 0,在40?80°C下搅拌60?90min，冷却至室温，得到一种分散 染料用低沾污性木质素系染料分散剂液体产物； 以重量份数计，各反应物用量配方如下：
所述极性剂选自羟乙基脲、硫脲、盐酸胍、甲基胺、氨基脲以及乙酰脲、二甲基亚砜和二 甲基甲酰胺中的一种或多种的混合物； 所述表面活性物质选自正辛醇、正壬醇、正癸醇、i^一醇、十二醇和正辛酸、正壬酸、正 癸酸、i^一酸和十二酸中的一种或多种的混合物。
2. 根据权利要求1所述分散染料用低沾污性木质素系分散剂的制备方法，其特征在 于，所述的碱木质素为木浆碱木质素、竹浆碱木质素、芦苇碱木质素、蔗渣碱木质素和麦草 碱木质素中的一种或多种的混合物。
3. 根据权利要求1所述分散染料用低沾污性木质素系分散剂的制备方法，其特征在 于，所述的碱木质素水溶液质量浓度为25?30%。
4. 根据权利要求1所述分散染料用低沾污性木质素系分散剂的制备方法，其特征在 于，步骤（1)所述的碱性调节剂为质量浓度20?30%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
5. 根据权利要求1所述分散染料用低沾污性木质素系分散剂的制备方法，其特征在 于，所述酸性调节剂为质量浓度10?20%硫酸或者盐酸水溶液。
6. -种分散染料用低沾污性木质素系分散剂，其特征在于其由权利要求1?5任一项 所述制备方法制得。
7. 权利要求6所述的分散染料用低沾污性木质素系分散剂的应用，其特征在于：该低 沾污性木质素系分散剂用于制备分散染料球磨液，其用量为分散染料重量的1. 5?2倍。
【文档编号】C08H7/00GK104356689SQ201410567016
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】邱学青, 杨东杰, 李会景, 黄锦浩, 楼宏铭, 邓永红, 欧阳新平 申请人:华南理工大学