CN101168925A - 一种适用于纺织品泡沫整理的发泡剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，它能与各类整理剂具有广泛相容性，能根据工厂生产的不同要求，与相应整理剂配制成所需的泡沫整理液，对织物进行泡沫整理。该发泡剂配方按重量百分比计组成为：阴离子型表面活性剂14％～49.5％；非离子型表面活性剂0～14％；阳离子型表面活性剂5～21％；稳定剂6～13％；其余为水。
Description
技术领域：
本发明涉及织物整理技术领域，特别涉及一种适用于纺织品泡沫整理的发泡剂。
技术背景：
纺织品的后整理加工大多采用浸轧法的水系加工方式。这需要大量的水作为整理剂的溶剂，在整理液施加到织物上后，残留在织物上的水分需要消耗大量的热能蒸发去除。另外，残余的水被作为废水处理，提高了生产成本。上述情况对于吸水率高的纺织品(地毯，长绒类织物)尤为严重。
泡沫加工技术的实质是用空气来代替部分水，以节约用水量及烘干织物上所含水分的能源，并在某种程度上提高加工成品的质量。它是为应对世界能源和环境危机而始于上世纪70年代的一项印染清洁生产技术。
以前的国内外研究者主要是对起泡器和施泡器等配套设备及整理工艺的研究，忽略了对发泡剂的研制。国外虽有部分有关泡沫整理用发泡剂的专利，但均为与整理剂预先混合的发泡组分。这使染整厂的工作者不能根据实际生产的变化及时调整配方，不利于在生产中推广。因此有必要开发一种对整理剂相容性好的发泡剂，便于在整理液中加入，直接配制发泡整理液，满足泡沫整理生产需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能与各类整理剂具有广泛相容的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，它能根据工厂生产的不同要求，与相应整理剂配制成所需的泡沫整理液，对织物进行泡沫整理。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种适用于纺织品泡沫整理的发泡剂配方按重量百分比计组成为：
阴离子型表面活性剂 14％～49.5％；
非离子型表面活性剂 0～14％；
阳离子型表面活性剂 5～21％；
稳定剂 6～13％；
水 余量。
发泡剂组分中阴离子型表面活性剂可以是如下一种或几种的混合烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、烷基羟基乙基磺酸盐；这些表面活性剂可以是钠盐、钾盐、铵盐、单乙醇胺盐、双乙醇胺盐和三乙醇胺盐。优选具有下列结构的表面活性剂的一种或几种的混合：
(1)脂肪羧酸盐类表面活性剂：
R1-COOM
R1可以是CnH2n+1、CnH2n-1或CnH2n-3，其中n平均数为10～24；M可以是钾、钠、铵等阳离子中的一种。
(2)、烷基硫酸盐类表面活性剂：
R2-(OCH2CH2)m-OSO3M
R2可以是CnH2n+1，其中n平均数为12～24，m平均数为0～9；M可以是钾、钠、铵、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种。
(3)脂肪族磺酸盐类表面活性剂：
R3-SO3M
R3可以是CnH2n+1、CnH2n-1或烷基苯酚，其中n平均数为12～24；M可以是钾、钠、铵、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种。
(4)琥珀磺酸酯盐表面活性剂：
其中R4可以是烷基链、含氧乙烯基的烷基链或含氧乙烯基和苯环的烷基链；M可以是钾、钠、铵、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种；R5与R4相同。
发泡剂组分中非离子型表面活性剂可以是如下一种或几种的混合物：烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、烷基羟基乙基磺酸盐；这些表面活性剂可以是钠盐、钾盐、铵盐、单乙醇胺盐、双乙醇胺盐和三乙醇胺盐。优选具有下列结构的表面活性剂的一种或几种的混合：
(1)聚氧乙烯烷基醚表面活性剂：
R2-(OCH2CH2)n-OH
其中R2可以是CnH2n+1，n的平均值为3～30。
(2)聚氧丙烯聚氧乙烯基共聚物：
R6-(OCH(CH3)CH2)x-(OCH2CH2)y-OH
其中R6是烷基链烯基或异烷基链烯基或二甲基聚硅氧烷衍生物，x、y平均值为2～100。
(3)烷基氧化胺类表面活性剂：
其中R2可以是CnH2n+1，n的平均值为3～30；R7为短链脂肪烷基。
发泡剂组分中阳离子型表面活性剂可以是如下一种或几种的混合物：烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、烷基羟基乙基磺酸盐；这些表面活性剂可以是钠盐、钾盐、铵盐、单乙醇胺盐、双乙醇胺盐和三乙醇胺盐。优选具有下列结构的表面活性剂的一种或几种的混合：
(1)烷基二甲基苄基铵盐表面活性剂：
其中n为6～24，Y为Cl或者Br。
(2)烷基三甲基铵盐表面活性剂：
其中n为12～24，Y为Cl或者Br。
(3)烷基吡啶卤化铵盐表面活性剂：
其中n为12～24，Y为Cl或者Br。
发泡剂组分中的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的主要作用为发泡剂的起泡作用，为起泡组分，另外，不同类型表面活性剂的组合提高发泡剂与整理剂的相溶性。
发泡剂组分中的稳定剂由泡沫稳定剂和/或溶液增稠剂组成。
泡沫稳定剂选自高级脂肪醇、烷基醇酰胺、烷基氧化胺、硬脂酸铵盐。溶液增稠剂选自龙胶、海藻酸钠、瓜耳胶或其衍生物、纤维素衍生物。
泡沫稳定剂的主要作用是稳定泡沫，满足泡沫整理对泡沫稳定性的要求。
本发泡剂含固量为30％～70％wt％，发泡比为2∶1～20∶1，泡沫密度为0.5g/mL～0.05g/mL。通过搅拌起泡能形成足够稳定的泡沫，在由造泡机输送至施加器中不排液。在适当的发泡比下，可控制泡沫的初排液时间大于1分钟，半衰期大于4分钟。
本发泡剂与常用种类的纺织品后整理剂有良好的相容性，不影响其起泡性能。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
(1)本发泡剂与目前市面上的纺织品整理剂有广泛的相容性。
(2)能够根据生产需要，随时与所需的整理剂组成泡沫整理配方，方便生产。
(3)本发泡剂的发泡能力强，用量少，残留布面的发泡剂不影响整理质量。
(4)本发泡剂无环境污染，所选原料均具有良好的生物降解性，不含禁用物品。
本发明的实质是用空气来代替部分水，以节约用水量及烘干织物上所含水分的能源，并在一定程度上提高了加工成品的效率和质量，改变了整理剂以往要预先混合的发泡组分的方法，使印染整理工作者能根据实际生产的变化及时调整配方，有利于在印染后整理生产中应用及推广，它是一项有益于世界能源和环境危机服务的印染清洁生产技术。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
在效果评定中，采用在一定的溶液体积、搅拌速度及时间下，分别测试空白样和加入各种不同整理剂后的发泡比、初排液时间、半衰期。以此三个参数评价本发明发泡剂与整理剂的相容性及本身的发泡性能。这三个参数的测试定义及测试方法如下：
1、发泡比
发泡比＝发泡前原液重量(即发泡液重量)/发泡后同体积的泡沫重量
实验中以底面直径40mm×高25mm的圆柱形称量瓶作为固定容器，因溶液浓度较低，可将发泡液的密度近似为1。这样发泡液重量在数值上与称量瓶的体积相等，将称量瓶的体积比上其所装泡沫的重量即得发泡比。发泡比反映溶液的发泡能力。
2、初排液时间和半衰期
初排液时间为一定体积下泡沫排出第一滴液体的时间。半衰期为一定体积泡沫排出所含液体一半重量所需的时间。实验中以25mL锥形量杯为固定容器，以其中泡沫排出0.1mL所需时间为初排液时间，排出所含液体一半体积所需的时间为泡沫的半衰期。这两个参数表征泡沫的稳定性。
实施例1：
发泡剂配方按重量百分比如下：
十二烷基磺酸钠 49.5％；
十二烷基二甲基苄基溴化铵盐 5.5％；
三乙醇胺 10％；
水 余量。
发泡剂的制备：
将阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠加入水中，搅拌加热至60～80℃，溶解后，降温50℃。再将阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基溴化铵溶液缓慢加入至十二烷基磺酸钠溶液中，搅拌充分后，再加入稳定剂三乙醇胺，搅拌均匀后，降温，获得泡沫整理的发泡剂。
用2g/L的实施例1发泡剂与各种整理剂配制的整理液发泡性能测试结果见表1：
表1：实施例1发泡剂及其与各种整理剂配制整理液的发泡性能
| 实施例1发泡剂与整理剂配制整理液 | 发泡比 | 初排液时间(min) | 半衰期(min) |
| 实施例1发泡剂(2g/L)(空白对比试验) | 8.8 | 1.03 | 5.28 |
| 实施例1发泡剂(2g/L)+阳离子柔软剂CY-22(30g/l) | 8.0 | 0.57 | 4.03 |
| 实施例1发泡剂(2g/L)+含硅柔软剂HR-21N(30g/l) | 7.5 | 0.87 | 4.88 |
| 实施例1发泡剂(2g/L)+含氟防水防油整理剂TG-410C(50g/L) | 8.0 | 0.74 | 4.55 |
实施例2：
发泡剂配方按重量百分比如下：
十二烷基苯磺酸钠 14％；
十二烷基磺酸钠 14％；
十二烷基醚硫酸铵 21％；
十二脂肪醇 11％；
水 余量。
发泡剂制备方法：
将阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基醚硫酸铵加入水中，搅拌加热至60～80℃。溶解，混合均匀后，再加入稳定剂十二脂肪醇，搅拌均匀后，降温，获得泡沫整理的发泡剂。
用2g/L的实施例2发泡剂与各种整理剂配制的整理液发泡性能测试结果见表2：
表2：实施例2发泡剂及其与各种整理剂配制整理液的发泡性能
| 实施例2发泡剂与整理剂配制整理液 | 发泡比 | 初排液时间(min) | 半衰期(min) |
| 实施例2发泡剂(2g/L)(空白对比试验) | 7.6 | 2.68 | 13.13 |
| 实施例2发泡剂(2g/L)+阳离子柔软剂CY-22(30g/l) | 7.4 | 2.38 | 12.45 |
| 实施例2发泡剂(2g/L)+含硅柔软剂HR-21N(30g/l) | 7.5 | 2.43 | 12.03 |
| 实施例2发泡剂(2g/L)+含氟防水防油整理剂TG-410C(50g/L) | 7.6 | 2.55 | 12.1 |
实施例3、
发泡剂配方按重量百分比如下：
十二烷基磺酸钠 13％；
十二烷基硫酸铵 21％；
十二烷基聚氧乙烯醚(25)琥珀磺酸酯钠 13％；
海藻酸钠 11％；
十二脂肪醇 2％；
水 余量。
发泡剂制备方法：
将阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸铵和十二烷基聚氧乙烯醚琥珀磺酸酯钠加入水中，搅拌加热至60～80℃，溶解、混合均匀后，再加入稳定剂海藻酸钠和十二脂肪醇，搅拌均匀后，降温，获得泡沫整理的发泡剂。
用2g/L的实施例3发泡剂与各种整理剂配制的整理液发泡性能测试结果见表3。
表3：实施例3发泡剂及其与各种整理剂配制整理液的发泡性能
| 实施例3发泡剂与整理剂配制整理液 | 发泡比 | 初排液时间(min) | 半衰期(min) |
| 实施例3发泡剂(2g/L)(空白对比试验) | 8.8 | 1.76 | 7.25 |
| 实施例3发泡剂(2g/L)+阳离子柔软剂CY-22(30g/l) | 8.2 | 1.8 | 6.9 |
| 实施例3发泡剂(2g/L)+含硅柔软剂HR-21N(30g/l) | 8.0 | 1.75 | 6.75 |
| 实施例3发泡剂(2g/L)+含氟防水防油整理剂TG-410C(50g/L) | 7.7 | 1.58 | 6.56 |
实施例4：
发泡剂配方按重量百分比如下：
十二烷基磺酸钠 39％；
十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚(25) 10％；
十六烷基二甲基苄基溴化铵 5％；
羧甲基纤维素钠(CMC) 6％；
水 余量。
发泡剂制备方法：
将阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠和非离子表面活性剂十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚加入水中，搅拌加热至60～80℃，溶解、混合阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂，溶解后降温50℃，形成阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂混合液。将阳离子表面活性剂十六烷基二甲基苄基溴化铵溶液缓慢加入至上述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂混合液，搅拌充分后，再加入稳定剂羧甲基纤维素钠，搅拌均匀后，降温，获得泡沫整理的发泡剂。
用2g/L的实施例4发泡剂与各种整理剂配制的整理液发泡性能测试结果见表4。
表4：实施例4发泡剂及其与各种整理剂配制整理液的发泡性能
| 实施例4发泡剂与整理剂配制整理液 | 发泡比 | 初排液时间(min) | 半衰期(min) |
| 实施例4发泡剂(2g/L)(空白对比试验) | 8.3 | 1.27 | 5.9 |
| 实施例4发泡剂(2g/L)+阳离子柔软剂CY-22(30g/l) | 7.5 | 0.98 | 5.53 |
| 实施例4发泡剂(2g/L)+含硅柔软剂HR-21N(30g/l) | 7.7 | 1 | 5.6 |
| 实施例4发泡剂(2g/L)+含氟防水防油整理剂TG-410C(50g/L) | 8 | 1.1 | 5.54 |
由表1、表2、表3和表4的数据可知，按实施例1、2、3和4配制的发泡剂，各种整理剂对其发泡性能没有多大的影响，表明按实施例1、2、3、和4配制的发泡剂与整理剂均具有良好的相容性，满足泡沫整理的要求。
Claims (8)
1.一种适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述发泡剂配方按重量百分比计组成为：
阴离子型表面活性剂 14％～49.5％；
非离子型表面活性剂 0～14％；
阳离子型表面活性剂 5～21％；
稳定剂 6～13％；
水 余量。
2.根据权利要求1所述的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述阴离子型表面活性剂可以是如下一种或几种的混合：烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、烷基羟基乙基磺酸盐；这些表面活性剂可以是钠盐、钾盐、铵盐、单乙醇胺盐、双乙醇胺盐和三乙醇胺盐。
3.根据权利要求1所述的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述非离子型表面活性剂可以是如下一种或几种的混合物：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基氧化胺、烷基醇酰胺、聚氧乙烯与聚氧丙烯的嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述阳离子型表面活性剂可以是如下一种或几种的混合物：烷基苄基季铵盐、烷基季铵盐。
5.根据权利要求1所述的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述的稳定剂可以是泡沫稳定剂和/或溶液增稠剂。
6.根据权利要求5所述的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述泡沫稳定剂可以是如下表面活性剂中的一种或几种的组合物：脂肪醇、烷基氧化胺、烷基醇酰胺、硬脂酸铵盐。
7.根据权利要求5所述的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述溶液增稠剂可以是如下一种或几种的组合物：龙胶、海藻酸钠、瓜耳胶或其衍生物、纤维素衍生物。
8.根据权利要求1所述的适用于纺织品泡沫整理的发泡剂，其特征在于所述发泡剂含固量为30％～70％，发泡比为2∶1～20∶1，泡沫密度为0.5g/mL～0.05g/mL。
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