[发明专利]一种改性木质素分散染料分散剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，特别涉及到一种改性木质素分散染料分散剂及其制备工艺。

背景技术

当今世界，石油、天然气资源的储备有限，而且对它们的研究、开发和利用给地球生态环境带来的影响日趋严重，这促使了以天然资源为原料的高分子材料得以大力发展。木质素是自然界中最丰富的、可再生的天然高分子资源之一。全世界陆生植物每年可产生500亿吨木质素，其中制浆造纸工业的蒸煮废液中产生的工业木质素有5000万吨。目前，我国的制浆造纸工业以碱法和硫酸盐法制浆为主，有些大型的制浆造纸企业可以通过碱回收技术将制浆黑液燃烧后回收碱液来消除制浆黑液的污染，但是该方法会造成木质素资源的巨大浪费。因此木质素至今还没有得到很好的利用，我国仅约6％的木质素得到利用。如何有效的利用好木质素这种可再生资源，提高其附加值已成为各位科研工作者研究的出发点。

分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料。最早用于醋酯纤维的染色，称为醋纤染料。随着合成纤维的发展， 锦纶、涤纶相继出现，对染料提出了新的要求。国内单用于还原等染料后加工的分散剂，估计每年要6~10万吨。分散剂的优劣直接影响染料的品质和整个染色过程，因此，分散剂是极为重要的。目前国内外市场上普遍使用的染料分散剂主要有几下几种类型：（1）萘磺酸甲醛缩合物分散剂；（2）聚羧酸系分散剂；（3）改性木质素类分散剂。

其中萘磺酸甲醛缩合物分散剂的耐热稳定性不高，一般只有120~130 ℃，同时其原料（甲基萘）远远满足不了生产的需要，且产品成本较高，进而影响萘磺酸甲醛缩合物分散剂产品的价格，从而不利于产品在分析染料中推广应用。而聚羧酸系分散剂的反应条件苛刻、工艺复杂、工业化成本高，同时，现有活性聚合技术的单体覆盖面窄，主要为苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯类等单体，分子结构的可设计性较小。而将改性木质素用作染料分散剂的优点主要在于（1）原料来源广，较易获得，同时成本较低；（2）与许多种类的染料系统有良好的兼容性及优良的分散性能。但与此同时，木质素用作染料分散剂还有一些较难突破的问题，如木质素对纤维的染色及其耐热稳定性。这些难点的克服，已成为国内外专家竞相研究的热点。

近几年来，对改性木质素染料分散剂的研究主要集中于对木质素进行合适的化学修饰，以提高其性能，尤其是耐热性能。Wang K C利用聚乙二醇环氧醚EO-1、EO-2、EO-3作为分散助剂，可与木质素磺酸盐复配使用。但复配不能改变木质素磺酸盐分子中的亲水、亲油基团及其表面活性，且价格较高。因此，对木质素磺酸盐进行化学改性，才能制备高效的改性木质素磺酸盐分散剂（US 6066183）。Dilling P利用连二亚硫酸钠对木质素进行预处理，再由亚硫酸钠和醛与改性木质素进行反应，以提高木质素的耐热性（US 4338091）。韦汉道采等用物理和化学相结合的电氧化和磺甲基化方法，提供一种反应条件温和、不产生公害，而产品分散性能优良的木质素改性制备分散剂的方法（ZL 00131005.4）。

因此，若以木质素为原料，通过化学改性研制出具有一定磺化度的改性木质素还原染料分散剂，不仅大大降低还原染料分散剂产品的价格，有利于改性木质素还原染料分散剂的推广应用，而且将进一步拓宽木质素的应用范围，并提高其附加值，同时也提高企业综合利用木质素并解决制浆造纸黑液污染的积极性，促进我国制浆造纸行业持续、健康发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提高木质素的附加值并解决传统分散染料分散剂耐热稳定性差，成本高等问题，提供了一种改性木质素分散染料分散剂及其制备工艺。该工艺通过直接利用制浆工业中产生的黑液，制备分散染料分散剂，以减少或消除生产和使用过程中对环境所产生的污染，在大大降低产品成本的基础上，提高了产品的分散力及耐热稳定性等性能。

本发明是通过如下技术方案实施的：

一种改性木质素分散染料分散剂的原料组成及其质量份数为：

制浆黑液：45.0份～74.0份

氧化剂：0.5份～4.0份

醛类化合物：3.0份～8.0份

阴离子醚化剂：0.5份～5.4份

胺类化合物：2.6份～20.0份

磺化剂：8.0份～18.0份

水：10.0份～30.0份。

所述分散剂的相对分子质量为3000~41000，为黑褐色粘稠液体或棕褐色粉末。

当该分散剂水溶液的质量浓度为1%时 pH为7.5～10.5。

所述分散剂在130 ℃及150 ℃的耐热稳定性在4级以上，锦纶、涤纶及棉的沾色性在4级以上，