酸性低泡皂洗剂N267的复配与实践应用工艺介绍.pdf

2 0 0 9 节能减排会议资料集酸性皂洗剂M 一2 6 7 的应用杭州美高华颐化工有限公司何齐海时彪伟摘要：介绍了酸性皂洗剂M-2 6 7 的特性和使用方法通过三种活性染料染色后与传统皂洗工艺、未加皂洗剂工艺对比。结果表明，酸性皂洗荆M-2 6 7 应用于全棉针织和全棉筒子纱染色后的皂洗，效果与传统工艺相当，且可减少用水量，提高生产效率，符合企业及国家的节能减排的要求。关键词：活性染料；棉织物；酸性皂洗；在印染行业中。活性染料已成为纤维素纤维染色使用最广泛的染料。但因活性染料在染色固着的同时发生染料的水解，导致染料的利用率不高，且水解染料吸附到纤维上形成浮色，大大影响了面料的色牢度。因此，往往染色后需要经过水洗、皂洗、固色等步骤来提高织物的色牢度，以达到国内外对织物的色牢度的要求。传统的皂洗工艺需要多次热水洗、多次冷水洗及醋酸中和，以降低面料布面的p H 值及提高织物的色牢度。据统计，活性染料染色加工的1 2 能耗、1 3 的C O D、主要的水资源消耗都与染色后的洗涤有关。因此杭州美高华颐化工有限公司开发了活性染料用酸性皂洗剂M 一2 6 7，保证了织物的色牢度，改进了洗涤过程的耗水耗能、降低了污水排放、提高了生产效率。1 活性染料用酸性皂洗剂研究的理论基础：活性染料染色与纤维素纤维之间靠共价键或范德华力。氢键结合。其染色物的牢度则决定于这些键的键能大小，键能越大，则牢度越好，反之亦然。当然，对于活性染料染色来讲，染料与纤维的结合大体只有百分之七十左右并且这些结合的产物在整个染色过程中有一部份发生水解。水解产物吸附在纤维表面。使染色物的牢度降低。同时染色中有一部份染料是靠范德华力吸附于织物表面，这样也使染色物的牢度受到很大影响。大多数活性染料是平面线型大分子结构，4 0 时的皂洗牢度一般在3 级左右，有的低于3 级，即使在染后用固色剂进行处理其色牢度也不甚理想，因此染色时的皂洗是很重要的环节去除织物上的残留化学品及浮色是提高织物色牢度的关键。往往在皂洗前要用冰醋酸进行中和。那么活性染料染色后用酸性皂洗剂皂洗：是将染色后的酸中和与皂洗同时完成。有效缩短生产工艺流程。2 目前生产的实际需要：在“十一五”规划纲要中。国家明确提出了节能减排的任务指标并列为重要的约束性指标，各地都在建立和完善节能减排指标体系、监测体系和考核体系。印染业高耗能、高耗水、高污染，是国家节能减排的重点。仅废水一项。据国家统计局统计，2 0 0 7 年全国规模以上印染布产量4 3 0 3 0 亿米，目前平均每染1 0 0 米布产生的废水为4 吨，每年产生的污水为1 6 1 3 亿吨。对于印染企业而育，除了国家提出的要求外，其本身也确实需要节能减排，以达到降低企业成本、提高生产效率才能在当前严峻的形势面前站稳脚跟，并力争有新的发展。不少地区如宁波慈溪、常一9 1 2 0 0 9 节能减排会议资料集这是个相当可观的数字。使用酸性皂洗剂皂洗后达到客户的要求。并使成本有效降低。5 2 嘉兴长三角印染有限公司：以生产棉及涤棉混纺纱线为主，同时生产牛奶蛋白纤维纱线，大豆纤维纱线等。5 2 1 加工产品：全棉筒子纱5 2 2 生产流程：染色一冷水洗一热水洗一皂洗一热水洗一冷水洗。5 2 2 1 染色处方：活性红：3 4 活性黄：0 5 元明粉：7 0 9 L纯碱：2 0 9 L浴比：l：1 05 1 3 2 皂洗处方：酸性皂洗剂M 一2 6 7：1 5 9 L9 5 15 m i n5 1 4 工厂应用评价：皂洗牢度摩擦牢度醋酯棉尼龙涤纶腈纶羊毛千湿皂洗后布面p H4-53-43 44444 536 95 1 5 成本核算：酸性皂洗少一道酸中和，每缸筒纱为1 吨，浴比为1：1 0，水用1 0 吨，筒纱染色机功项目传统皂洗(元)酸性皂洗(元)节约金额(元)水资源l O x(1+0 2+3)-4 24 2冰醋酸l x 5=55省电0 5 x O 8 x 7 5=3 03 0省蒸汽、时间生产效率提高蒸汽用量减小皂洗剂价格1 5 x 4=6 01 5 x 7=1 0 5_ 4 5合计1 3 71 0 53 2从上表可得出用酸性皂洗剂每缸可以节约3 2 元。按嘉兴长三角每天加工1 0 吨筒子纱为例，每天节约的成本为3 2 x 1 0 0 0 0+1 0 0 0=3 2 0 元，每年按3 5 0 天计算，可为企业节约3 2 0 3 5 0=1 1 2 万元。使用酸性皂洗剂牢度完全达到客户的要求，且纱线p H 控制在合理范围之内。6 结论：6 1 使用酸性皂洗剂M 一2 6 7 比传统工艺能耗低，成本自然降低。6 2 在色牢度及色变性方面，酸性皂洗剂M 一2 6 7 与传统皂洗剂效果相当。6 3 酸性皂洗剂M 一2 6 7 使工艺缩短，提高了生产效率。一9 5 酸性皂洗剂酸性皂洗剂的配方确的配方确 定定与工作汇报与工作汇报 附录附录 1,酸性皂洗剂项目任务书酸性皂洗剂项目任务书 2010 年年研发立项书研发立项书 项目编号 300R009 项目名称 酸性皂洗剂的开发酸性皂洗剂的开发 开始日期 2010.5.21 期望完成日期 2010.12.30 实际完成日期 项目类型 应用研发 重要程度 4 优先程度 3 提案方 考核验收人 孙明辉 组长 黎硕晨黎硕晨 小组成员 刘艾、陈立秋、胡达木 任务分解（组员的分工与协助）：黎硕晨黎硕晨：具体实施者，总负责。所有讨论、汇报、阶段总结的组织者。刘艾：利用质谱等方法剖析市场同类产品产品的结构。陈立秋：在项目后期，开展工厂大试评价皂洗酶的效果。胡达木：在项目后期，联系工厂验证皂洗酶的效果。项目组长签字确认接受项目任务书（签字、时间）项目进度计划（由组长填写）3 月 实际进度：半月汇报，实验报告，图、表等（本行写日期）半月汇报，实验报告，图、表等（本行写日期）半月汇报，实验报告，图、表等（本行写日期）项目评价、结论：工作内容与汇报工作内容与汇报 酸性皂洗剂可以减少一道酸洗或几道水洗，减轻污水处理的压力，节约用水，降低织物水洗成本和时间。产品的确有很多优点，也是目前的研发热点，市场上也存在着很多同类产品，产品质量良莠不齐，有的甚至是炒作和跟风。目前市场上的酸性皂洗剂存在两个缺陷：1,酸性不够，即使往皂洗剂中拼混很多的醋酸甚至硫酸、盐酸，但是用酸性皂洗剂去中和始终没有用醋酸中和那么彻底、安全可靠。酸性皂洗剂的酸性不够会导致不同缸次的工作液 pH 值不稳定，最终皂洗结果不稳定。2，酸性的皂洗剂省掉过醋酸这道水，但是存在的问题就是前面的水洗不够，缸内有大量的元明粉在里面，目前常见的皂洗剂如马丙酸类皂洗剂耐盐性能很差，导致酸性的皂洗效果差。少了一道酸洗，又不能保证每缸的元明粉残量是否一样，从而导致皂洗的缸差比较严重。因此，研发部针对于市场上普遍反映的两个缺陷进行改进与研发。实验原料实验原料：马来酸-丙烯酸共聚物 40%液体 醋酸 85%硫酸 50%羧乙基硫代丁二酸-CETSA 55%实验思路实验思路：目前市场上主要的酸性皂洗剂都采用用未中和的酸性马-丙酸共聚物为主体原料，为了提高酸性拼进一些有机或无机酸，拼醋酸是最安全、最简单的方法，但是稍微一闻就特别容易辨别出里面复配了醋酸，从而变得没有技术含量不利于酸性皂洗剂在染厂的推广。目前常用的是无机酸，例如盐酸、硫酸等，无色无味，从而可以宣传皂洗剂没有添加任何酸类物质，是其自身的酸性。长期使用添加硫酸、盐酸等无机酸的皂洗剂会对设备产生极其严重的腐蚀后果，这种腐蚀并不是立竿见影，而是需要慢慢的积累，因此许多客户忽视了这种危害，甚至时间久了，设备被腐蚀，也找不出哪一方面的问题。寻找一种既具有皂洗功能，自身又具有较强的酸性，无疑是最佳的选择。马丙聚合物并不具备这特点，其酸性只是未反应完全的原料，残余的马来酸或丙烯酸带来的酸性,酸性很弱，有时为了提高酸性，故意残留较多的原料。近年来新兴的一种净洗剂羧乙基硫代丁二酸-CETSA，具有较强的分散与净洗功能，目前已经应用在了一些金属的表面酸洗工艺，其最大的特点是分子中含有一个丁二酸结构和硫基结构，同时具有丁二酸和磺酸的酸性，因此也是目前最强的有机酸。实验过程实验过程：设计了四种配方，分别如下所示:配方 1,40%的酸性马来酸-丙烯酸共聚物 配方 2，40%的酸性马来酸-丙烯酸共聚物，复配 10%的盐酸 配方 3，40%的酸性马来酸-丙烯酸共聚物，复配 10%的硫酸 配方 4，55%的羧乙基硫代丁二酸-CETSA 测试与比较测试与比较 一一，酸性比较酸性比较 取 1g 的皂洗剂，中和多少的纯碱，数据如下：1g 1 号配方的皂洗剂，中和 0.22g 纯碱 1g 2 号配方的皂洗剂，中和 0.42g 纯碱 1g 3 号配方的皂洗剂，中和 0.51g 纯碱 1g 4 号配方的皂洗剂，中和 0.68g 纯碱 可见，4 号配方的酸性最强，并且没有添加任何的酸类物质。二二，皂洗性能比较皂洗性能比较 羧乙基硫代丁二酸-CETSA 出色的酸性净洗功能已经在金属表面和工程塑料的酸洗等领域得到了应用，但是在纺织领域，尤其是活性染料的皂洗，还没有可以借鉴的实验数据，因此我们自己设计了一系列的实验，针对多种活性染料，比较了羧乙基硫代丁二酸、马来酸-丙烯酸共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚 EO=9、净洗剂 209 四种皂洗剂原料的皂洗结果。皂洗力度：羧乙基硫代丁二酸=马来酸-丙烯酸共聚物脂肪醇聚氧乙烯醚净洗剂209 织物湿磨牢度：羧乙基硫代丁二酸=马来酸-丙烯酸共聚物脂肪醇聚氧乙烯醚净洗剂 209 织物干磨牢度：羧乙基硫代丁二酸=马来酸-丙烯酸共聚物脂肪醇聚氧乙烯醚净洗剂 209 泡沫：羧乙基硫代丁二酸无泡，马来酸-丙烯酸共聚物无泡 防沾色:马来酸-丙烯酸共聚物羧乙基硫代丁二酸脂肪醇聚氧乙烯醚净洗剂209 总结：羧乙基硫代丁二酸在皂洗力度，织物牢度，泡沫完全可以代替马来酸-丙烯酸共聚物，在防沾色方面，稍差于马来酸-丙烯酸共聚物。针对以上的实验针对以上的实验，我们确定了两个配方我们确定了两个配方：1#配方：针对于防沾色要求较低的品种，配方为 55%的羧乙基硫代丁二酸-CETSA；单独使用羧乙基硫代丁二酸即可。2#配方：针对于防沾色要求较高的白地防沾污酸性皂洗剂品种，配方为 55%的羧乙基硫代丁二酸-CETSA 与 40%的酸性马来酸-丙烯酸共聚物按照 2:1 拼混。