CN101362063A - 非硅为主体的动态消泡微乳液及其制作方法 - Google Patents

Abstract

纺织印染生产中使用的非硅为主体的动态消泡微乳液及其制作方法，其中含有植物油、乙撑双硬脂酰胺类、N－烷基双马来酰亚胺类、N－不对称或对称烷基代脲类、超支链聚酯聚醇、异构醇聚氧乙烯醚(EO)₃磷酸酯、松节油透醇、缩乙二醇醚类、缩水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯醚L－52、磺化蓖麻油、6501月桂基醇酰胺、N－烷基氮酮类、N－烷基脂肪酰胺类以及聚二甲基硅氧烷；制作方法是：A.将植物油增溶于乙撑双硬酯酰胺中形成络合物；B.将聚二甲基硅氧烷以外的其他12种组分混合，并与络合物混合配制成消泡微乳液；C.加入聚二甲基硅氧烷。优点是不采用石蜡和矿物油、环境友好、成本低、不易析出、消泡效果好，处理浴的温度25－140℃，pH值2.5－13。

Description

非硅为主体的动态消泡微乳液及其制作方法

技术领域

本发明涉及纺织印染生产中使用的一种消泡助剂，具体是指在织物前处理、印、染、漂、整理过程中使用的一种非硅为主体的动态消泡微乳液及其制作方法。

背景技术

纺织生产的织物前处理、印、染、漂、整理过程中，由各种助剂配制成的处理浴常常会起泡沫，影响处理过程的进行和处理的质量，为此常常用各种消泡剂消除处理过程中的泡沫。

常用的硅类消泡剂含无机硅如铝硅酸钠镁，或含有机硅如聚二甲基硅氧烷，当两者组合使用时，消泡的效果更好。

但硅类消泡剂在应用中，尤其是在pH值偏高，温度高或液流在处理时剪切力偏大的应用场合，很容易产生无机硅或有机硅等抑泡组分漂析，这类疏水性硅沾在处理的织物或设备上，形成“硅斑”，影响手感和外观。

为此，许多专利技术提出了对聚二甲基硅氧烷作改性以提高其在处理浴中稳定性的措施。如DE3807247HE和USP3951832号专利用聚醚与聚二甲基硅氧烷作接枝嵌段共聚，但形成的Si-O-C侧键不耐酸，不耐碱，不耐热，在105℃以上pH10.0的染浴中，侧键会发生断裂，仍会产生硅斑。

USP 7056870号专利采取了将聚二甲基硅氧烷加氟取代的化学措施，增强了表面活性和消泡效果，但聚二甲基硅氧烷氟化后很不稳定，更易漂析。

DE3011304，DE3123103号专利提出了将聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚嵌段共聚在聚二甲基硅氧烷上，但该技术对分子量需严格控制的合成工艺难以实现。

因此，专家们认为，提高硅系消泡剂的处理浴稳定性是一条路，而研发非硅为主体的消泡剂则又是一条路，UPS 6350787和UPS5895605专利提出以脂肪醇聚氧乙烯醚与环氧氯丙烷加成的消泡剂。它们既不含有机硅，又易生物降解，本身又是非离子表面活性剂，并不会影响染浴功能，但动态消泡效果用于溢流染色中远远不足。

另一类非有机硅消泡剂是以乙撑双硬脂酰胺增溶于蜡质和矿物油之后的非有机硅类消泡组分。德国Cognis在UPS6610752专利中提出，应用中发现其用量在重量百分比1％及以下时，其消泡效果尚不够满意，当用量再增加，超过1％时，消泡体系出现了不稳定现象，虽然没有有机硅存在，但是其中的蜡和无机硅较易漂析出来，对织物的手感有较大的妨碍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述背景技术中的缺陷，提出一种能在处理浴较大温度范围内和较宽pH值范围内保持稳定和有良好消泡效果的非硅为主体的动态消泡微乳液。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：提出的以非硅为主体的动态消泡微乳液，按重量比包括如下组分：

组分1、植物油                   含量1.0％-30.0％

组分2、乙撑双硬脂酰胺类         含量0.01％-8.0％

组分3、N-烷基双马来酰亚胺类     含量0.01％-5.0％

组分4、N-不对称或对称烷基代脲类  含量1％-30.0％

组分5、超支链聚酯聚醇            含量0.05％-5.0％

组分6、异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯    含量1％-25％

组分7、松节油透醇                含量0.1％-12％

组分8、缩乙二醇醚类              含量1％-80％

组分9、缩水山梨醇油酸酯          含量0.05％-10％

组分10、聚氧乙烯聚氧丙烯醚L-52   含量0.05％-8％

组分11、磺化蓖麻油               含量0.5％-20％

组分12、6501月桂基醇酰胺         含量0.5％-3.0％

组分13、N-烷基氮酮类             含量0.01％-8.0％

组分14、N-烷基脂肪酰胺类         含量1％-30.0％

由以上14个组分组成的动态消泡微乳液，每kg动态消泡微乳液中还加入有10-15mg的聚二甲基硅氧烷，为组分15。

所述的植物油为椰子油、菜籽油、大豆油、芝麻油、橄榄油、葵花籽油、玉米油、茶油、山茶油、棉籽油、棕榈油或花生油，最佳含量为5％-25％。

所述的乙撑双硬脂酰胺类为乙撑双硬酯酰胺、乙撑双月桂酰胺、乙撑双肉桂酰胺、乙撑十六酰胺或乙撑双油酰胺，最佳含量为1％-5％。

所述的N-烷基双马来酰亚胺为N-甲基双马来酰亚胺、N-乙基双马来酰亚胺、N-丙基双马来酰亚胺、N-异丙基双马来酰亚胺、N-异丁基双马来酰亚胺、N-异戊基双马来酰亚胺、N-异辛基双马来酰亚胺或N-异壬基双马来酰亚胺，最佳含量为0.8％-4％。

所述的N-不对称或对称烷基代脲类为N，N′-二甲基脲、N，N′-二乙基脲、N′-甲基N-乙基脲、N，N-二乙基脲、N-甲基N′-丁基脲、N-甲基N′-丙基脲、N-乙基N′-丁基脲、N-甲基N′-丙基脲、N-乙基N′-丁基脲、N-甲基N-丁基N′-乙基脲、N-甲基N′-异戊基脲、N，N，N′，N′-四甲基脲、N，N，N′，N′-四乙基脲、N，N，N′，N′-四异丙基脲、N，N，N′，N′-四异丁基脲、N，N，N′，N′-四正丁基脲、N，N，N′，N′-四异戊基脲、N，N，N′，N′-四异辛基脲、N-甲基N-乙基N′-丁基脲或N，N，N′-三异丁基脲，最佳含量为5％-25％。

所述异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯为异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₃磷酸酯、异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₆磷酸酯、异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₇磷酸酯、异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₉磷酸酯或异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₁₂磷酸酯，最佳含量均为4％-20％。

所述的缩乙二醇醚类为乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二缩乙二醇单甲醚、二缩乙二醇单乙醚、二缩乙二醇单丙醚、二缩乙二醇单丁醚、三缩乙二醇单甲醚、三缩丙二醇单甲醚、三缩乙二醇单乙醚、三缩乙二醇单丙醚、三缩乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、二缩丙二醇单甲醚、二缩丙二醇单乙醚、二缩丙二醇单丙醚或二缩丙二醇单丁醚，最佳含量为10％-60％。

所述的N-烷基氮酮类为N-异戊基氮酮、N-异辛基氮酮、N-癸基氮酮、N-异十三基氮酮或N-月桂基氮酮，最佳含量为1％-5％。

所述的N-烷基脂肪酰胺类为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基辛酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、N，N-二丁基乙酰胺或N，N-二戊基乙酰胺，最佳含量为5％-25％。

针对上述非硅为主体的动态消泡微乳液的制作方法，所述制作方法包括以下3步：

A、将组分1植物油增溶于组分2乙撑双硬酯酰胺中，增溶后形成络合物；

B、将组分3至14共12种物质混合，将形成的混合物与步骤A中所述的络合物混合配制成消泡微乳液；

C、作消泡处理时，在步骤B所述的消泡微乳液中或直接在消泡处理浴中加入组分15聚二甲基硅氧烷。

本发明的有益效果是：

采用植物油而不采用石蜡和矿物油，环境友好，成本低，不易析出，增溶混合制成的微乳液能提高动态消泡效果，可用于纺织品的染前处理，以及印花、染色、漂白和后整理过程中，处理浴的温度范围为25-140℃，pH值范围为2.5-13。

具体实施方式

本发明适用于羊毛、棉、丝、麻、纯纺或混纺机织物、针织物、无纺织物的前处理(包括纤维原料的脱胶、精练)、漂白、印花和染整过程中各种处理液的动态消泡。

实施例1

非硅为主体的动态消泡微乳液按重量比包括如下组分：

组分1、大豆油                       含量10％

组分2、乙撑双硬酯酰胺               含量2％

组分3、N-异丁基双马来酰亚胺         含量1％

组分4、N-甲基N-乙基N′-丁基脲       含量10％

组分5、超支链聚酯聚醇               含量2％

组分6、异辛基聚氧乙烯醚(EO)₃磷酸酯  含量10％

组分7、松节油透醇                   含量10％

组分8、三缩乙二醇单丁醚             含量30％

组分9、缩水山梨醇油酸酯              含量4％

组分10、聚氧乙烯聚氧丙烯醚L-52       含量3％

组分11、磺化蓖麻油                   含量8％

组分12、6501月桂基醇酰胺             含量1％

组分13、N-月桂基氮酮                 含量4％

组分14、N，N-二甲基乙酰胺            含量5％

上述组分组成的动态消泡微乳液在作消泡处理时，在每kg动态消泡微乳中还加入10mg聚甲基硅氧烷，是组分15。

实施例2

非硅为主体的动态消泡微乳液按重量比包括如下组分：

组分1、花生油                        含量5％

组分2、乙撑双硬酯酰胺                含量1％

组分3、N-正丁基双马来酰亚胺          含量2％

组分4、N-甲基N′-丁基脲              含量8％

组分5、超支链聚酯聚醇                含量3％

组分6、异辛烷基聚氧乙烯(EO)₃磷酸酯   含量8％

组分7、松节油透醇                    含量1％

组分8、三缩乙二醇单乙醚              含量44％

组分9、缩水山梨醇油酸酯              含量5％

组分10、聚氧乙烯聚氧丙烯醚L-52       含量2％

组分11、磺化蓖麻油                   含量5％

组分12、6501月桂基醇酰胺             含量0.8％

组分13、N-月桂基氮酮                 含量2.2％

组分14、N，N-二甲基辛酰胺            含量13％

上述组分组成的动态消泡微乳液在作消泡处理时，在每kg动态消泡微乳中还加入15mg聚甲基硅氧烷，是组分15。

应用例1

颜料悬浮体染色中的动态消泡

染色基材为单位重量为0.98kg/m²的聚酯/聚氨酯合成皮革，颜料为棕色5^#，染料用量6％(重量百分比)。

先用染料棕5^#与等量的非硅为主体的动态消泡微乳液混合打成浆状，放置15分钟后再加入水稀释后加入染缸，浴比为1：20，以1℃/1′升温速率升温至125℃，保温运转60分钟→关汽→降温→冲洗→出缸→烘干。染出产品色泽均匀，无硅斑，手感也好。其它工艺均同采用有机硅消泡剂的工艺。

应用例2

还原料染料隐色酸染羊毛织物的动态消泡

染色基材为单位重量为0.68kg/m²的羊毛大衣呢，用还原绿1^#染料，染料用量为4％(重量百分比)。

包括下述操作步骤：

第一步：采用保险粉(10-18份)/二氧化硫脲(10-30份)/焦亚硫酸钠(8-12份)的混合还原剂，以其每37.5份比2份染料之比，加水打浆，使增溶的还原染料隐色体液最终的pH值为11.0(用NaOH调节)，打奖后的染料需放置15min；

第二步：加非硅为主体的动态消泡微乳液，加入量为按浴比稀释的每L染浴2mL，打浆后染料放置15min后，将隐色体液加入染浴，搅拌均匀；

第三步：将稀释的染料隐色体液通过柠檬酸、醋酸钠、甲酸、醋酸组成的混合的释酸缓冲剂调节染浴pH值至4.5-5.0，此时染料隐色体已全部转为隐色酸，可开始染色。以1℃/1′的升温速率将染浴温度升至100℃，并于100℃保温运转60分钟→关汽→降温→冲洗→出缸→烘干。染出产品色泽均匀，无硅斑，手感也好。其它工艺均同采用有机硅消泡剂的工艺。

应用例3

尿黄羊毛漂白过程的消泡

该过程为对尿黄的羊毛作脱色处理，包括下述工艺：

(1)氧化漂白工艺

每L漂白浴加入20mL浓度为37％的氧化氢、1g/L磺酸型螯合分散剂以及2.0mL非硅为主体的动态消泡微乳液，用碱调节pH至9.5-10.0；同时加入1.5％(重量比)双酰胺漂白活化剂，4％(重量比)的水解蛋白质(羊毛保护剂)。于40℃漂60分钟，然后加人1g/L脱过氧化氢酶，以去除多余的自由基氧(运转5分钟)，其它相应工艺同有机硅为主的消泡剂；

(2)还原漂白工艺

漂白浴中加入7.5％(重量比)二氧化硫脲，4.5％(重量比)焦亚硫酸钠，每kg漂白浴还加入4％(重量比)水解蛋白质，10mg四氢硼钠碱溶液(以硼钠计)，以及1mL/L非硅为主体的动态消泡微乳液。温度50℃，将漂液pH调至4.5-5.0，作还原漂20分钟。此工艺漂出产品百度均匀，无硅斑，手感好，其它相应的工艺同采用有机硅消泡剂。

应用例4

黄麻或大麻脱胶中的消泡

基材为任何植物性原麻，附着部分尚没有脱落的韧皮茎杆，包括下述过程：

(1)酸处理

处理浴含4g/L硫酸(浓度为98％)，2mL/L非硅为主体的动态消泡微乳液，于100℃以下处理20分钟后清洗。

(2)碱氧处理A

处理浴含10g/L NaOH，10mL/L H₂0₂，2mL/L非硅为主体动态消泡微乳液，于100℃以下处理20分钟。

(3)碱氧处理B(换新鲜浴)

处理浴含10g/L NaOH，10mL/L 35％浓度的H₂O₂，2mL/L非硅为主体的动态消泡微乳液，于100℃条件下处理90分钟。

(4)还原漂白处理

处理浴含10g/L二氧化硫脲，3g/L焦亚硫酸钠，1mL/L非硅为主体的动态消泡微乳液，以及10mg/kg四氢硼钠碱溶液。此法的麻脱胶均匀，无硅斑，手感好，其它相应的工艺同采用有机硅消泡剂。

Claims (10)

1、一种非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：按重量比包括如下组分：

组分1、植物油                        含量1.0％-30.0％

组分2、乙撑双硬脂酰胺类              含量0.01％-8.0％

组分3、N-烷基双马来酰亚胺类          含量0.01％-5.0％

组分4、N-不对称或对称烷基代脲类      含量1％-30.0％

组分5、超支链聚酯聚醇                含量0.05％-5.0％

组分6、异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯        含量1％-25％

组分7、松节油透醇                    含量0.1％-12％

组分8、缩乙二醇醚类                  含量1％-80％

组分9、缩水山梨醇油酸酯              含量0.05％-10％

组分10、聚氧乙烯聚氧丙烯醚L-52       含量0.05％-8％

组分11、磺化蓖麻油                   含量0.5％-20％

组分12、6501月桂基醇酰胺             含量0.5％-3.0％

组分13、N-烷基氮酮类                 含量0.01％-8.0％

组分14、N-烷基脂肪酰胺类             含量1％-30.0％

由以上14个组分组成的动态消泡微乳液，每kg动态消泡微乳液中还加入有10-15mg的聚二甲基硅氧烷，为组分15。

2、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述的植物油为椰子油、菜籽油、大豆油、芝麻油、橄榄油、葵花籽油、玉米油、茶油、山茶油、棉籽油、棕榈油或花生油，最佳含量为5％-25％。

3、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述的乙撑双硬脂酰胺类为乙撑双硬酯酰胺、乙撑双月桂酰胺、乙撑双肉桂酰胺、乙撑十六酰胺或乙撑双油酰胺，最佳含量为1％-5％。

4、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述的N-烷基双马来酰亚胺为N-甲基双马来酰亚胺、N-乙基双马来酰亚胺、N-丙基双马来酰亚胺、N-异丙基双马来酰亚胺、N-异丁基双马来酰亚胺、N-异戊基双马来酰亚胺、N-异辛基双马来酰亚胺或N-异壬基双马来酰亚胺，最佳含量为0.8％-4％。

5、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述的N-不对称或对称烷基代脲类为N，N′-二甲基脲、N，N′-二乙基脲、N′-甲基N-乙基脲、N，N-二乙基脲、N-甲基N′-丁基脲、N-甲基N′-丙基脲、N-乙基N′-丁基脲、N-甲基N′-丙基脲、N-乙基N′-丁基脲、N-甲基N-丁基N′-乙基脲、N-甲基N′-异戊基脲、N，N，N′，N′-四甲基脲、N，N，N′，N′-四乙基脲、N，N，N′，N′-四异丙基脲、N，N，N′，N′-四异丁基脲、N，N，N′，N′-四正丁基脲、N，N，N′，N′-四异戊基脲、N，N，N′，N′-四异辛基脲、N-甲基N-乙基N′-丁基脲或N，N，N′-三异丁基脲，最佳含量为5％-25％。

6、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯为异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₃磷酸酯、异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₆磷酸酯、异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₇磷酸酯、异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₉磷酸酯或异辛基或辛烷基聚氧乙烯醚(EO)₁₂磷酸酯，最佳含量均为4％-20％。

7、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述的缩乙二醇醚类为乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二缩乙二醇单甲醚、二缩乙二醇单乙醚、二缩乙二醇单丙醚、二缩乙二醇单丁醚、三缩乙二醇单甲醚、三缩丙二醇单甲醚、三缩乙二醇单乙醚、三缩乙二醇单丙醚、三缩乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、二缩丙二醇单甲醚、二缩丙二醇单乙醚、二缩丙二醇单丙醚或二缩丙二醇单丁醚，最佳含量为10％-60％。

8、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述的N-烷基氮酮类为N-异戊基氮酮、N-异辛基氮酮、N-癸基氮酮、N-异十三基氮酮或N-月桂基氮酮，最佳含量为1％-5％。

9、根据权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液，其特征在于：所述的N-烷基脂肪酰胺类为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基辛酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、N，N-二丁基乙酰胺或N，N-二戊基乙酰胺，最佳含量为5％-25％。

10、针对权利要求1所述的非硅为主体的动态消泡微乳液的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下3步：

A、将组分1植物油增溶于组分2乙撑双硬酯酰胺中，增溶后形成络合物；

B、将组分3至14共12种物质混合，将形成的混合物与步骤A中所述的络合物混合配制成消泡微乳液；

C、作消泡处理时，在步骤B所述的消泡微乳液中或直接在消泡处理浴中加入组分15聚二甲基硅氧烷。