1.本发明属于制浆废液高值化利用技术领域，尤其是一种利用亚麻浆制浆废液中的木素磺 酸盐制备染料分散剂的方法。


背景技术：

2.染料分散剂是一种能够改善非水溶性染料及溶解性差的染料的悬浮率，并能增进其溶解 性以提高印染效果的化学品。染料分散剂主要用于染料加工和应用过程，具有保持染料分散 体的稳定性、移染、匀染等作用。目前，广泛使用的染料分散剂以阴离子型分散剂为主，主 要可分为亚甲基萘磺酸类分散剂、酚醛缩合物磺酸盐和木质素类分散剂三类：(1)亚甲基萘 磺酸类分散剂在分散剂中生产较早，合成方法简便，分子量可控，含磺酸基较多，分散效果 优良。亚甲基萘磺酸类分散剂可以显著提高染料的润湿性，且起泡量少，但由于其耐热稳定 性差，同时其原料萘的价格较高，对石油的依耐性以及生产过程中有毒物质的使用，使得此 类分散剂的发展受到极大的限制，不能满足生产的需要；(2)酚醛缩合物磺酸盐水溶性好， 高温分散稳定性较好，对纤维玷污性较小，在染色过程中有较好的效果。但存在原料昂贵、 有毒以及对染料还原性等问题，难以单独作为分散剂使用，产量较少；(3)木质素类染料分 散剂是木质素磺酸盐衍生物的诸多用途之一。一方面，由于木质素的来源丰富，不受石油等 不可回收资源的限制，易降解对环境无污染等优势；另一方面，其原料木质素磺酸盐较易获 得，且与许多染料体系有良好的兼容性及分散性。因此，木质素类染料分散剂逐渐在分散剂 市场占据重要位置。
3.木质素磺酸盐来源于制浆造纸工业的副产物，大部分直接作为废液排放，只有极少部分 得到有效的利用，其中木素磺酸盐最大用途之一是用作染料分散剂。但是木质素磺酸盐类染 料分散剂存在对纤维玷污性强和对分散染料的还原性强等问题，因此，需要通过一些预处理 的方法(如化学封端法、分离提纯法、交联聚合法等)来对木素磺酸盐进行处理，以提高通 过木素磺酸盐制备出的染料分散剂的性能。截至目前，尚未发现有关利用超滤分离法和溶剂 萃取法结合化学封端法来对木素磺酸盐进行预处理，进而制备染料分散剂的方法。
4.通过检索，发现如下几篇关于制备染料分散剂方面的相关专利公开文献，具体如下：
5.1、一种羧基磺酸基木质素染料分散剂及其制备方法(cn103131020a)，该方法是将碱 木质素固体粉末加入水中，配制成重量百分比浓度为20％
–
50％的溶液；在75
–
100℃加入含 磺酸基的单体和引发剂反应1
–
2h，得到磺酸基木质素；配制质量浓度为10％
–
40％的羧酸类 化合物水溶液，在ph为4
–
7，30
–
80℃下滴加环氧氯丙烷并反应1
–
3h，得到羟丙基羧酸化 合物；混合两中间产物，在ph 8
–
12，80
–
100℃进行共聚反应0.5
–
3h；添加质量浓度为 20％
–
30％的羟基酮类物反应2
–
6h，待反应结束得到液态产物。结果表明，该分散剂具有较 高的分子量和较少的酚羟基，可提高染料分散性，降低对染料的还原性和对纤维的玷污性。 但是，该方法存在反应过程复杂、成本较高，会造成一定环境污染的问题。
6.2、一种木质素磺酸盐类染料分散剂的方法(cn102174273a)，包括以下步骤：木质素 磺酸钠、甲醛和含有羟基的化合物进行缩合反应，得到木质素磺酸盐类染料分散剂，所述含 有羟基的化合物为磺酸甲基萘、磺酸萘、苯酚、萘酚、苄醇和木质素中的一种或多种。木质 素磺酸钠和含有羟基的化合物均能够与甲醛发生缩合反应，从而形成分子量较大的木质素磺 酸盐，不仅能够增强木质素磺酸盐对染料分子的吸附能力，而且能够提高木质素磺酸盐的活 性，使其具有良好的耐热稳定性和高温分散性能。通过该发明提供的方法制备的木质素磺酸 盐类染料分散剂单独用于c.i分散蓝79时，得到的染料组合物在150℃时的稳定性可达5级， 高温分散性能也达到5级。但是，该方法存在制备的木质素磺酸盐类染料分散剂对纤维玷污 性严重和对染料还原性高的问题。
7.通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。


技术实现要素：

8.本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种利用亚麻浆制浆废液获取的木素 磺酸盐制备染料分散剂的方法。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
10.一种制备染料分散剂的方法，步骤如下：
11.(1)分离提纯预处理：首先采用超滤分离法或者溶剂萃取法对从亚麻制浆废液中获取的 木素磺酸盐进行分离提纯预处理：
12.其中，所述超滤分离法的具体步骤为：将木质素磺酸盐与水混合，配成质量分数为 1％
–
10％的溶液，过滤除去不溶于水的杂质，使用超滤装置对木素磺酸盐溶液进行分级；所 用的超滤装置的超滤膜截留分子量为1000
–
50000，工作压力为0.05
–
1.0mpa；经过反复循环 超滤1
–
20小时，直至透过超滤膜微孔的超滤膜为无色，此时认为分离完全，将超滤装置的储 液槽中的溶液进行浓缩、干燥得到木质素磺酸盐提纯产品；
13.所述溶剂萃取法的具体步骤为：将木素磺酸盐加入有机溶剂水溶液中，所用的有机溶剂 包括丙酮或者乙醇，其中，有机溶剂水溶液的体积浓度为10％
–
1000％，搅拌均匀，静置后过 滤，将过滤得到的滤饼分散于水中，加热蒸发以加速去除残留的有机溶剂，然后通过浓缩、 干燥，得到提纯后的木质素磺酸盐；
14.(2)化学封端法处理：将步骤(1)中通过超滤分离法或溶剂萃取法处理得到的木素磺 酸盐配制成质量分数为5％
–
35％的溶液，用naoh溶液调节ph为8
–
11，升温至50
–
95℃后， 边搅拌边加入用量为1
–
10mmol/g的环氧氯丙烷；充分反应1
–
5小时后停止加热，利用余热 蒸发掉剩余未参与反应的环氧氯丙烷，经过浓缩、干燥后，即可得到木素磺酸盐基染料分散 剂。
15.进一步地，所述超滤分离法的超滤过程中，作为溶剂的水和小分子量的溶质透过超滤膜 微孔，成为超滤液排出，而大分子量的溶质流过超滤膜表面以后，回流到中空纤维膜组装的 超滤装置的储液槽中，达到分离和浓缩的目的。
16.进一步地，所述溶剂萃取法中通过调节有机溶剂与水的体积比能够控制木素磺酸盐的提 纯效果。
17.本发明取得的优点和积极效果为：
18.1、本发明方法充分实现了木素磺酸盐的有效利用，不仅可以合理利用制浆废液产
生的木 质素副产品，也减轻了对环境保护的压力，降低了生产成本，减轻资源损耗。
19.2、本发明方法通过分离提纯法和化学封端法对木素磺酸盐进行预处理，制备了具备较好 高温稳定性，较好的上染性能，较低的还原水解率的染料分散剂。该方法可为后续的加工利 用或生产具有高附加值产品提供理论基础，该方法设备要求低，操作简单、方便，成本合理， 产品性能稳定。
20.3、本发明方法采用超滤分离法和溶剂萃取法预处理对亚麻浆制浆废液中木素磺酸盐进行 分离提纯，以除去原料中的低分子量的还原糖和小分子量的无机盐，保留大分子量的木素磺 酸盐；然后利用化学封端法预处理得到了一种染料分散剂。该方法所用的分离提纯法预处理 样品多、环保高效，化学封端法预处理能有效降低分散剂中羟基含量，使得染料分散剂对纤 维的玷污性和对偶氮染料的还原性减少，提高了染料分散剂的性能。
21.4、本发明方法有效地利用了亚麻浆制浆废液中的木素磺酸盐，节约资源的同时保护了环 境，为木素磺酸盐实现其高值化利用奠定了基础。同时，该发明为高性能木质素系染料分散 剂的开发提供理论依据。此外，本发明方法采用的木素磺酸盐不同于市售纯度较高的木素磺 酸盐，其来源于工厂亚麻浆生产线，含有大量无机盐和其他杂质。经过对比，从亚麻浆制浆 废液中的木素磺酸盐经过预处理后制得的分散剂的性能可以达到甚至超过市售木素磺酸盐经 制备得到的分散剂的性能。
具体实施方式
22.下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的， 不能以此限定本发明的保护范围。
23.本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法， 如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
24.一种制备染料分散剂的方法，步骤如下：
25.(1)分离提纯预处理：首先采用超滤分离法或者溶剂萃取法对从亚麻制浆废液中获取的 木素磺酸盐进行分离提纯预处理：
26.其中，所述超滤分离法的具体步骤为：将木质素磺酸盐与水混合，配成质量分数为 1％
–
10％的溶液，过滤除去不溶于水的杂质，使用超滤装置对木素磺酸盐溶液进行分级；所 用的超滤装置的超滤膜截留分子量为1000
–
50000，工作压力为0.05
–
1.0mpa；经过反复循环 超滤1
–
20小时，直至透过超滤膜微孔的超滤膜为无色，此时认为分离完全，将超滤装置的储 液槽中的溶液进行浓缩、干燥得到木质素磺酸盐提纯产品；
27.所述溶剂萃取法的具体步骤为：将木素磺酸盐加入有机溶剂水溶液中，所用的有机溶剂 包括丙酮或者乙醇，其中，有机溶剂水溶液的体积浓度为10％
–
1000％，搅拌均匀，静置后过 滤，将过滤得到的滤饼分散于水中，加热蒸发以加速去除残留的有机溶剂，然后通过浓缩、 干燥，得到提纯后的木质素磺酸盐；
28.(3)化学封端法处理：将步骤(1)中通过超滤分离法或溶剂萃取法处理得到的木素磺 酸盐配制成质量分数为5％
–
35％的溶液，用naoh溶液调节ph为8
–
11，升温至50
–
95℃后， 边搅拌边加入用量为1
–
10mmol/g的环氧氯丙烷；充分反应1
–
5小时后停止加热，利用余热 蒸发掉剩余未参与反应的环氧氯丙烷，经过浓缩、干燥后，即可得到木素磺酸盐基染料分散 剂。
29.较优地，所述超滤分离法的超滤过程中，作为溶剂的水和小分子量的溶质透过超滤膜微 孔，成为超滤液排出，而大分子量的溶质流过超滤膜表面以后，回流到中空纤维膜组装的超 滤装置的储液槽中，达到分离和浓缩的目的。
30.较优地，所述溶剂萃取法中通过调节有机溶剂与水的体积比能够控制木素磺酸盐的提纯 效果。
31.具体地，相关制备及检测实施例如下：
32.实施例1
33.一种利用亚麻浆制浆废液中的木素磺酸盐制备染料分散剂的方法，步骤如下：
34.(1)分离提纯预处理：首先对从亚麻制浆废液中获取的木素磺酸盐进行分离提纯预处 理。主要方法包括两种：
①
超滤分离法，将木质素磺酸盐与水混合，配成质量分数为1％
–
10％ 的溶液，过滤除去不溶于水的杂质，用中空纤维膜组装的超滤装置对木素磺酸盐溶液进行分 级；所用的超滤膜截留分子量为10000，工作压力为0.05
–
1.0mpa；超滤过程中作为溶剂的水 和小分子量的溶质透过超滤膜微孔成为超滤液排出，而大分子量的溶质流过超滤膜表面以后， 回流到中空纤维膜组装的超滤装置的储液槽中，达到分离和浓缩的目的。经过反复循环超滤 10小时，直至透过超滤膜微孔的超滤膜为无色，此时认为分离完全，将储液槽中的溶液进行 浓缩、干燥得到木质素磺酸盐提纯产品；
②
溶剂萃取法，是利用木素磺酸盐和低分子糖类等 在有机溶剂中的溶解度差异进行纯化。即，将一定量的木素磺酸盐加入一定量的有机溶剂水 溶液中，所用的有机溶剂包括丙酮或者乙醇，其中，有机溶剂水溶液的体积浓度为 10％
–
1000％，通过调节有机溶剂与水的体积比可以控制木素磺酸盐的提纯效果，搅拌均匀， 静置后过滤，将过滤得到的滤饼分散于水中，加热蒸发以加速去除残留的有机溶剂，然后通 过浓缩、干燥，得到提纯后的木质素磺酸盐。
35.(2)化学封端法处理：将步骤(1)中通过超滤分离法处理得到的木素磺酸盐配制成质 量分数为5％
–
35％的溶液，用naoh溶液调节ph为8
–
11，升温至50
–
95℃后，边搅拌边加 入用量为1
–
10mmol/g的环氧氯丙烷。充分反应1
–
5小时后停止加热，利用余热蒸发掉剩余 未参与反应的环氧氯丙烷，经过浓缩、干燥后，即可得到木素磺酸盐基染料分散剂。
36.检测结果：所制备的染料分散剂为颗粒状深棕色固体，具有良好的高温分散稳定性，其 在亚甲基蓝染料中的主要性能指标：还原水解率为24％，上染率为72％；在分散红染料中的 主要性能指标：还原水解率为31％，上染率为78％。
37.实施例2
38.一种利用亚麻浆制浆废液中的木素磺酸盐制备染料分散剂的方法，步骤如下：
39.(1)分离提纯预处理：首先对从亚麻制浆废液中获取的木素磺酸盐进行分离提纯预处 理。主要方法包括两种：
①
超滤分离法，将木质素磺酸盐与水混合，配成质量分数为1％
–
10％ 的溶液，过滤除去不溶于水的杂质，用中空纤维膜组装的超滤装置对木素磺酸盐溶液进行分 级；所用的超滤膜截留分子量为1000
–
50000，工作压力为0.1mpa；超滤过程中作为溶剂的 水和小分子量的溶质透过超滤膜微孔成为超滤液排出，而大分子量的溶质流过超滤膜表面以 后，回流到中空纤维膜组装的超滤装置的储液槽中，达到分离和浓缩的目的。经过反复循环 超滤1
–
20小时，直至透过超滤膜微孔的超滤膜为无色，此时认为分离完全，将储液槽中的溶 液进行浓缩、干燥得到木质素磺酸盐提纯产品；
②
溶剂萃取法，是利用木素磺酸盐和低分子 糖类等在有机溶剂中的溶解度差异进行纯化。即，将一定量的木素磺
酸盐加入一定量的有机 溶剂水溶液中，所用的有机溶剂包括丙酮或者乙醇，其中，有机溶剂水溶液的体积浓度为 10％
–
1000％，通过调节有机溶剂与水的体积比可以控制木素磺酸盐的提纯效果，搅拌均匀， 静置后过滤，将过滤得到的滤饼分散于水中，加热蒸发以加速去除残留的有机溶剂，然后通 过浓缩、干燥，得到提纯后的木质素磺酸盐。
40.(2)化学封端法处理：将步骤(1)中通过超滤分离法处理得到的木素磺酸盐配制成质 量分数为5％
–
35％的溶液，用naoh溶液调节ph为8
–
11，升温至50
–
95℃后，边搅拌边加 入用量为3mmol/g的环氧氯丙烷。充分反应3小时后停止加热，利用余热蒸发掉剩余未参与 反应的环氧氯丙烷，经过浓缩、干燥后，即可得到木素磺酸盐基染料分散剂。
41.检测结果：所制备的染料分散剂为颗粒状深棕色固体，具有良好的高温分散稳定性，其 在分散蓝79染料中的主要性能指标：还原水解率为15％，上染率为91％。而市售木素磺酸 盐制备得到的染料分散剂在分散蓝79染料中还原水解率达到23％，上染率达到87％；在分 散红染料中还原水解率达到22％，上染率达到85％。
42.实施例3
43.一种利用亚麻浆制浆废液中的木素磺酸盐制备染料分散剂的方法，步骤如下：
44.(1)分离提纯预处理：首先对从亚麻制浆废液中获取的木素磺酸盐进行分离提纯预处 理。主要方法包括两种：
①
超滤分离法，将木质素磺酸盐与水混合，配成质量分数为1％
–
10％ 的溶液，过滤除去不溶于水的杂质，用中空纤维膜组装的超滤装置对木素磺酸盐溶液进行分 级；所用的超滤膜截留分子量为1000
–
50000，工作压力为0.05
–
1.0mpa；超滤过程中作为溶 剂的水和小分子量的溶质透过超滤膜微孔成为超滤液排出，而大分子量的溶质流过超滤膜表 面以后，回流到中空纤维膜组装的超滤装置的储液槽中，达到分离和浓缩的目的。经过反复 循环超滤1
–
20小时，直至透过超滤膜微孔的超滤膜为无色，此时认为分离完全，将储液槽中 的溶液进行浓缩、干燥得到木质素磺酸盐提纯产品；
②
溶剂萃取法，是利用木素磺酸盐和低 分子糖类等在有机溶剂中的溶解度差异进行纯化。即，将一定量的木素磺酸盐加入一定量的 有机溶剂水溶液中，所用的有机溶剂包括丙酮或者乙醇，其中，有机溶剂水溶液的体积浓度 为10％
–
1000％，通过调节有机溶剂与水的体积比可以控制木素磺酸盐的提纯效果，搅拌均匀， 静置后过滤，将过滤得到的滤饼分散于水中，加热蒸发以加速去除残留的有机溶剂，然后通 过浓缩、干燥，得到提纯后的木质素磺酸盐。在溶剂萃取法过程中，有机溶剂体系为乙醇/水 的体系，其体积浓度为930％。
45.(2)化学封端法处理：将步骤(1)中通过溶剂萃取法处理得到的木素磺酸盐配制成质 量分数为5％
–
35％的溶液，用naoh溶液调节ph为8
–
11，升温至50
–
95℃后，边搅拌边加 入用量为1
–
10mmol/g的环氧氯丙烷。充分反应1
–
5小时后停止加热，利用余热蒸发掉剩余 未参与反应的环氧氯丙烷，经过浓缩、干燥后，即可得到木素磺酸盐基染料分散剂。
46.检测结果：所制备的染料分散剂为颗粒状深棕色固体，具有良好的高温分散稳定性，其 在亚甲基蓝染料中主要性能指标：还原水解率为28％，上染率为77％；在分散蓝79染料中 的主要性能指标：还原水解率为54％，上染率为56％。
47.实施例4
48.一种利用亚麻浆制浆废液中的木素磺酸盐制备染料分散剂的方法，步骤如下：
49.(1)分离提纯预处理：首先对从亚麻制浆废液中获取的木素磺酸盐进行分离提纯预处 理。主要方法包括两种：
①
超滤分离法，将木质素磺酸盐与水混合，配成质量分数为
1％
–
10％ 的溶液，过滤除去不溶于水的杂质，用中空纤维膜组装的超滤装置对木素磺酸盐溶液进行分 级；所用的超滤膜截留分子量为1000
–
50000，工作压力为0.05
–
1.0mpa；超滤过程中作为溶 剂的水和小分子量的溶质透过超滤膜微孔成为超滤液排出，而大分子量的溶质流过超滤膜表 面以后，回流到中空纤维膜组装的超滤装置的储液槽中，达到分离和浓缩的目的。经过反复 循环超滤1
–
20小时，直至透过超滤膜微孔的超滤膜为无色，此时认为分离完全，将储液槽中 的溶液进行浓缩、干燥得到木质素磺酸盐提纯产品；
②
溶剂萃取法，是利用木素磺酸盐和低 分子糖类等在有机溶剂中的溶解度差异进行纯化。即，将一定量的木素磺酸盐加入一定量的 有机溶剂水溶液中，所用的有机溶剂包括丙酮或者乙醇，其中，有机溶剂水溶液的体积浓度 为10％
–
1000％，通过调节有机溶剂与水的体积比可以控制木素磺酸盐的提纯效果，搅拌均匀， 静置后过滤，将过滤得到的滤饼分散于水中，加热蒸发以加速去除残留的有机溶剂，然后通 过浓缩、干燥，得到提纯后的木质素磺酸盐。
50.(2)化学封端法处理：将步骤(1)中通过溶剂萃取法处理得到的木素磺酸盐配制成质 量分数为5％
–
35％的溶液，用naoh溶液调节ph为10，升温至85℃后，边搅拌边加入用量 为1
–
10mmol/g的环氧氯丙烷。充分反应2.5小时后停止加热，利用余热蒸发掉剩余未参与反 应的环氧氯丙烷，经过浓缩、干燥后，即可得到木素磺酸盐基染料分散剂。
51.检测结果：所制备的染料分散剂为颗粒状深棕色固体，具有良好的高温分散稳定性，其 在亚甲基蓝染料中主要性能指标：还原水解率为29％，上染率为70％；在分散红染料中的主 要性能指标：还原水解率为49％，上染率为72％。
52.尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本 发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的 范围不局限于实施例所公开的内容。