CN101892603A - 阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂及用其进行染色的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂及用其进行染色的方法，该聚酯纤维助染剂，按质量百分比计，由下述组分组成：多元醇苯甲酸酯45～57％；多元醇35～45％；非离子表面活性剂4～10％；阳离子表面活性剂4～10％。本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂是一种绿色环保助剂，无味，无毒，低COD，该助染剂可帮助阳离子染料易染共聚酯纤维实现低温染色，染色温度可降至60℃，能达到传统在98～100℃染色的效果，大大降低了能耗。

Description

阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂及用其进行染色的方法

技术领域

本发明涉及一种纤维助染剂及用其进行染色的方法，尤其涉及一种阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂及用其进行染色的方法。

背景技术

从化学纤维问世以来，合成纤维特别是聚酯纤维的发展尤为迅速，我国聚酯纤维产量居世界首位，是国内生产量和消费量最大的纺织纤维。随着工业技术的进步，人们对纺织纤维的需求范围越来越广，要求的性能越来越高，各国开始开发大量的差别化纤维材料，差别化纤维在合成纤维中所占的比重迅速增加。从各国的研究开发情况来看，差别化纤维以聚酯纤维所占的比重最大。

聚酯纤维是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。工业化大量生产的聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的，中国的商品名为涤纶。聚酯纤维具有强度高、模量高、弹性和耐光性好，尺寸稳定性好、易洗快干等优点，是一种比较受欢迎的纺织材料。由于聚酯纤维分子中缺少直接与染料结合的官能团，只能用分散染料染色，而聚酯纤维的结晶度高、结构紧密，染料分子不易进入纤维内部，故聚酯纤维染色困难，需要在高达130℃的温度进行染色。这样就限制了聚酯纤维与其他不耐高温的纤维如羊毛、蚕丝、醋纤和氨纶等纤维进行混纺，产品的性能和风格受到限制。

载体染色法可使聚酯纤维的染色温度降低至100℃左右，然而早期使用的载体毒性大、气味重且染色后难脱载，织物上有残留有异味。中国发明专利200810202881.X，公开了一种涤纶环保型染色载体的制备方法，可使涤纶降至85～100℃染色。但分散染料低温染色效果，与130℃常规染色效果相比，染料浓度要增加，且牢度大大下降。

纺织科技人员通过聚酯聚合时第三单体、第四单体的加入，生产易染共聚酯纤维。阳离子染料染色是纤维与染料离子结合，染色牢度好，特别是摩擦牢度和水洗牢度尤为理想。染料吸进率高，染料利用率达90％以上，减少了染色污水对环境的污染。因此阳离子染料易染共聚酯纤维发展很快，例如阳离子可染涤纶CDP、常温可染涤纶ECDP、东丽公司的Poliloff易染涤纶。上海联吉合纤有限公司开发的多元醇共聚酯，商品名为派丝特纤维，是一种新型阳离子染料易染共聚酯纤维，该多元醇共聚酯的制备方法记载在申请号为200910200062.6的中国发明专利中。派丝特纤维可在98℃～100℃的温度条件下使用阳离子染料染色。但该纤维深染效果差，特别是染黑色，偏光现象严重，补加染料对其也没有帮助，染料比例越大，偏光反而更严重，且用该纤维生产的面料染色后手感发硬。正是因为这两大缺陷，严重制约了派丝特纤维后道产品开发和市场推广。这一问题也是阳离子易染纤维所面临的共同技术难题。

发明内容

为解决上述阳离子染料易染共聚酯纤维染色应用上的缺陷，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种阳离子染料易染共聚酯纤维的染色方法，采用上述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，可提高深色，特别是黑色深染的效果，并降低染色温度。

本发明通过下述技术方案得以实现：

一种阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，按质量百分比计，由下述组分组成：

多元醇苯甲酸酯        45～57％；

多元醇                35～45％；

非离子表面活性剂      4～10％；

阳离子表面活性剂      4～10％。

优选的，

所述的多元醇苯甲酸酯选自二甘醇二苯甲酸酯(简称DEDB)、二丙二醇二苯甲酸酯(简称DPGDB)、二缩三乙二醇二苯甲酸酯(简称TEDB)和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇-异丁酸-苯甲酸酯中的一种或其混合物。

所述的多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、丙三醇和季戊四醇中的一种或其混合物。

所述的非离子表面活性剂选自蓖麻油聚氧乙烯醚、聚乙二醇油酸酯、十二胺聚氧乙烯醚和十八胺聚氧乙烯醚中的一种或其混合物。

其中，所述的蓖麻油聚氧乙烯醚可以是商品名为EL-n(n＝10～80)蓖麻油与环氧乙烷加成物，即蓖麻油聚氧乙烯醚EL-n(n＝10～80)；所述的聚乙二醇油酸酯可以是聚乙二醇400单油酸酯、聚乙二醇400双油酸酯、聚乙二醇600单油酸酯或者聚乙二醇600双油酸酯。

所述的阳离子表面活性剂为季胺盐类表面活性剂，进一步优选的，所述的季胺盐类表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵。

本发明所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂可以采用下述方法进行制备：

将非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂按所需的质量加入搅拌器中，边搅拌边加热，温度升至50～60℃，再缓慢搅拌下依次加入多元醇和多元醇苯甲酸酯，得到无色至浅黄色透明液体，边搅拌边降至室温，得到稳定液体，即可制得本发明的聚酯纤维助染剂。

本发明还公开了一种阳离子染料易染共聚酯纤维的染色方法，由下述步骤组成：

(1)将阳离子染料用醋酸打浆，再用热水冲开；

(2)染缸中注水，调好浴比并加入阳离子染料易染共聚酯纤维，按1℃/min的速度将温度升至40～50℃，所述浴比为1∶20；

(3)加入冰醋酸、阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂和上述溶好的阳离子染料，升温至60～100℃，保温时间40～90分钟，再缓慢降温，排液，室温水冲洗干净，出缸，染缸中具体工艺参数为：阳离子染料0.1～5％(o.w.f)，阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂5～20g/L，冰醋酸0.5～1g/L。

上述的o.w.f是一种浓度单位，英文全称为On weight the fabric，具体含义为染整工艺中浓度以织物重量为基准，相对织物百分比。

本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂是一种绿色环保助剂，无味，无毒，低COD，该助染剂可帮助阳离子染料易染共聚酯纤维，特别是派丝特纤维实现低温染色，实现深染效果，特别是黑色深染的效果，染色温度可降至60℃，能达到传统在98～100℃染色的效果，大大降低了能耗，而且为可以开发不耐高温的的多组分纤维混纺，如羊毛混纺、蚕丝混纺、醋纤混纺、氨纶混纺等产品实现同浴染色提供了基础。

附图说明

图1A为实施例1不加助染剂染色后的纤维图；

图1B为实施例1染色后的纤维图；

图2A为实施例3不加助染剂染色后的纤维图；

图2B为实施例3染色后的纤维图；

图3A为实施例7不加助染剂染色后的纤维图；

图3B为实施例7加助染剂5g/L染色后的纤维图；

图3C为实施例7加助染剂20g/L染色后的纤维图。

具体实施方式

实施例1

阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂配方：

二甘醇二苯甲酸酯    45％

聚乙二醇400              35％

十六烷基三甲基溴化铵     10％

蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40    10％

制备方法：将十六烷基三甲基溴化铵和蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40加入搅拌器中，边搅拌边加热，温度升至55℃时，再缓慢搅拌下加入聚乙二醇400，再缓慢搅拌下加入二甘醇二苯甲酸酯，得到浅黄色透明液体，边搅拌边降至室温，得到稳定液体。即可制得本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

采用蓖麻油聚氧乙烯醚EL-10或蓖麻油聚氧乙烯醚EL-80替代蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40，采用上述的配比及方法，同样也可以制备出本发明所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，它们的产品性能基本相同。

阳离子染料易染共聚酯纤维染色方法：

染色用纤维：多元醇共聚酯纤维(派丝特纤维1.56dtex×38mm)

工艺配方：

阳离子染料黑X-O4％(o.w.f)

阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂5g/L

冰醋酸1g/L

浴比1∶20

染色过程：将阳离子染料黑X-O用醋酸打浆，再用热水冲开。染缸中注水，调好浴比并导入派丝特纤维，按1℃/min的升温速度将温度升至45℃，然后加入醋酸、阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂和溶好的染料，再开始升温至98-100℃，保温时间40分钟，缓慢降温至70℃，排液，室温水冲洗干净，出缸。必要时，可以在室温水冲洗干净后，用非离子洗涤剂(2g/L)洗涤，然后再出缸。

采用本发明染色后的纤维，如图1B所示。不加阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂染色后的纤维，如图1A所示。

阳离子染料黑X-O 4％(o.w.f)在98-100℃染多元醇共聚酯纤维，不加助染剂染色偏绿光(图中未显示)，颜色偏淡；加了阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂后得到的颜色是黑色且颜色偏深，也是阳离子染料黑X-O色卡所提供的颜色。

实施例2

阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂配方：

二丙二醇二苯甲酸酯      49％

聚乙二醇600             35％

季戊四醇                5％

十八烷基三甲基氯化铵    5％

聚乙二醇400单油酸酯     6％

制备方法：将十八烷基三甲基氯化铵和聚乙二醇400单油酸酯加入搅拌器中，边搅拌边加热，温度升至50℃时，再缓慢搅拌下加入聚乙二醇600和季戊四醇，再缓慢搅拌下加入二丙二醇二苯甲酸酯，得到浅黄色透明液体，边搅拌边降至室温，得到稳定液体。即可制得本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

阳离子染料易染共聚酯纤维染色方法：

染色用纤维：多元醇共聚酯纤维纱线(Poliloff易染涤纶)

工艺配方：

阳离子染料黑X-O  3％(o.w.f)

阳离子染料红X    1％(o.w.f)

阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂 8g/L

冰醋酸1g/L

浴比1∶20

染色过程：将阳离子染料黑X-O，阳离子染料红X用醋酸打浆，再用热水冲开。染缸中注水，调好浴比并导入纱线，按1℃/min的升温速度将温度升至45℃，然后加入醋酸、阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂和溶好的染料，再开始升温至80℃，保温时间50分钟，缓慢降温至70℃，排液，室温水冲洗干净，进一步可以再用非离子洗涤剂(2g/L)洗涤，室温水冲洗干净，出缸。

实施例3

阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂配方：

二缩三乙二醇二苯甲酸酯    50％

丙二醇                    35％

季戊四醇                  5％

十六烷基三甲基溴化铵      6％

十二胺聚氧乙烯醚          4％

制备方法：将十六烷基三甲基溴化铵和十二胺聚氧乙烯醚加入搅拌器中，边搅拌边加热，温度升至60℃时在缓慢搅拌下加入丙二醇和季戊四醇，搅拌均匀后，再在缓慢搅拌下加入二缩三乙二醇二苯甲酸酯，得到浅黄色透明液体，边搅拌边降至室温，得到稳定液体。即可制得本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

阳离子染料易染共聚酯纤维染色方法：

染色用纤维：多元醇共聚酯纤维(常温可染涤纶ECDP)21支机织布

工艺配方：

阳离子染料黑X-O 4％(o.w.f)

阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂10g/L

冰醋酸1g/L

浴比1∶20

染色过程：将阳离子染料黑X-O，用醋酸打浆，再用热水冲开。染缸中注水，调好浴比并导入染色布，按1℃/min的升温速度将温度升至45℃，然后加入醋酸、阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂和溶好的染料，再开始升温至60℃，保温时间60分钟，，排液，室温水冲洗干净，非必要的，可以再用非离子洗涤剂(2g/L)洗涤，室温水冲洗干净，出缸。

采用本发明染色后的纤维，如图2B所示。不加阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂染色后的纤维，如图2A所示。

阳离子染料黑X-O 4％(o.w.f)在60℃染多元醇共聚酯纤维织物，不加助染剂染色染料的上染率很低且偏绿光(图中未显示)，加了阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂后染色得到的颜色是黑色且颜色偏深，是阳离子染料黑X-O色卡所提供的颜色。

实施例4

按表1所对应的原料配比称取各组分，先将非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂加入搅拌器中，边搅拌边加热，温度升至50～60℃，再缓慢搅拌下依次加入多元醇和多元醇苯甲酸酯，得到无色至浅黄色透明液体，边搅拌边降至室温，得到稳定液体，即可制得本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

实施例5

按表1所对应的原料配比称取各组分，采用实施例4所述的方法进行制备阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

实施例6

按表1所对应的原料配比称取各组分，采用实施例4所述的方法进行制备阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

实施例7

按表1所对应的原料配比称取各组分，采用实施例4所述的方法进行制备阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

采用实施例3所述的方法进行阳离子染料易染共聚酯纤维染色。图3A为不加助染剂染色后的纤维，图3B为加助染剂5g/L染色后的纤维，图3C为加助染剂20g/L染色后的纤维。

阳离子红X(1％o.w.f)在60℃染多元醇共聚酯纤维，不加助染剂染色染料的上染率很低，加了助染剂后上染率提高，加20g/L的助染剂后染色得到的是阳离子红X色卡所提供的1％o.w.f的色深。

实施例8

按表1所对应的原料配比称取各组分，采用实施例4所述的方法进行制备阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

实施例9

按表1所对应的原料配比称取各组分，采用实施例4所述的方法进行制备阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

实施例10

按表1所对应的原料配比称取各组分，采用实施例4所述的方法进行制备阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

表1聚酯纤维助染剂组成表    (单位：公斤)

实施例11

常规工艺与使用助染剂的能耗对比

常规染色工艺：先将染料用醋酸打浆，再用热水冲开。染缸中注水，调好浴比并导入纤维/纱线/织物，按1℃/min的升温速度将温度升至40-50℃，然后加入醋酸、匀染剂和溶好的染料，再开始升温至98～100℃，保温时间60-90分钟，最后缓慢降温，排液，室温水冲洗干净，必要时用洗涤剂洗涤，出缸。

本发明的新工艺和上述的常规染色工艺基本相同，不同之处在于常规工艺保温的温度是98-100℃，常规工艺要加匀染剂，而本发明的新工艺不需加匀染剂，加助染剂就可以起到匀染作用。以下是常规工艺与使用本发明的助染剂的能耗对比，具体数据参见表2。

计算依据：

热量：Q＝W.Cp.Δt

W——纤维及染液总重量

Cp——水的比热，

Δt——温差

假设1kg煤＝7000大卡

耗电量(度)＝功率*工作时间

室温设为25℃，升温速度1℃/min，

吨坯布耗用(染机平均配缸500kg，染机平均功率25kw，浴比，1∶20)

表2常规染色工艺与本发明的能耗对比表

与常规工艺相比，阳离子染料易染共聚酯纤维在低温条件下染色，同样可达到常规染色的深度，而且避免了纤维在高温时受损而使手感变硬的缺点。

表3：常规染色工艺色差表

(染色温度100℃)

表4：阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂的加入对染色色差的影响表

(染色温度90℃)

注：色差(L)值越小，说明颜色越深。

由表4可知，加入本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂5-20g/L，染色深度远远深于不加助染剂的色深，可以达到染料厂商提供的阳离子红X(1％o.w.f)，阳离子黄G(1％o.w.f)，阳离子蓝BL(1％o.w.f)的深度。在染色温度90℃的情况下，5g/L的助染剂已可以达到要求。

表5：阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂的加入对染色色差的影响表

(染色温度60℃)

在染色温度60℃的情况下，不加本发明的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，纤维是不上染的，而使用阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂用量达到20g/L使就可以满足正常染色要求，色深同样可以达到厂家提供的染料1％(o.w.f)应有的染色深度。

表6：阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂的加入对上染率的影响表

(染料：阳离子染料黑X-O)

由表6可知，染色过程中加入阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂助染剂，染料的上染率可大大提高。染色后剩余的脚水残留染料很少，污水处理负担会大大减轻。且染色不偏光，与厂商提供的染色色卡色光一致。

Claims (8)

1.一种阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，其特征在于，按质量百分比计，由下述组分组成：

多元醇苯甲酸酯      45～57％；

多元醇              35～45％；

非离子表面活性剂    4～10％；

阳离子表面活性剂    4～10％。

2.如权利要求1所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，其特征在于：所述的多元醇苯甲酸酯选自二甘醇二苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二缩三乙二醇二苯甲酸酯和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇-异丁酸-苯甲酸酯中的一种或其混合物。

3.如权利要求1所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，其特征在于：所述的多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、丙三醇和季戊四醇中的一种或其混合物。

4.如权利要求1所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂选自蓖麻油聚氧乙烯醚、聚乙二醇油酸酯、十二胺聚氧乙烯醚和十八胺聚氧乙烯醚中的一种或其混合物。

5.如权利要求1所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，其特征在于：所述的阳离子表面活性剂为季胺盐类表面活性剂。

6.如权利要求5所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂，其特征在于：所述的季胺盐类表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵。

7.一种阳离子染料易染共聚酯纤维的染色方法，其特征在于，由下述步骤组成：

(1)将阳离子染料用醋酸打浆，再用热水冲开；

(2)染缸中注水，调好浴比并加入阳离子染料易染共聚酯纤维，按1℃/min的速度将温度升至40～50℃，所述浴比为1∶20；

(3)加入冰醋酸、阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂和上述溶好的阳离子染料，升温至60～100℃，保温时间40～90分钟，再缓慢降温，排液，室温水冲洗干净，出缸，染缸中具体工艺参数为：阳离子染料0.1～5％(o.w.f)，阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂5～20g/L，冰醋酸0.5～1g/L；

其中所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂为权利要求1～6中任一项所述的阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂。

8.如权利要求7所述的阳离子染料易染共聚酯纤维的染色方法，其特征在于：所述步骤(3)中加入冰醋酸、阳离子染料易染共聚酯纤维助染剂和上述溶好的阳离子染料，升温至60℃。

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