CN102049214A - 一种分散剂及其制得的色浆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分散剂及其制得的色浆。本发明采用乙二醇和丙二醇嵌段聚醚按照一定比例复配制得分散剂，按照严格的标准选择色素炭黑原料，再经过分散与研磨制得水性炭黑色浆。本发明的分散剂具有良好的润湿、分散性能，而且属于低泡或无泡分散剂，无需另加消泡剂，解决了纤维后处理精炼过程泡沫过多，生产不连续的缺陷，可以保证连续、稳定的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种分散剂及其制得的色浆，更具体地说，本发明涉及一种适用于粘胶纤维原液着色水性炭黑色浆生产的分散剂及其制得的水性炭黑色浆。
背景技术
粘胶纤维原液着色方法可替代纤维、纱线、纺织品等后染加工，大幅度降低产品能耗与废水排放，在环保形势日趋严峻的今天，产品社会效益非常显著。除粘胶原液外，色浆是应用于该产品的一种主要原料。色浆的物理化学性质、与粘胶的相容性是影响到纤维各项指标能否达到染色替代程度的关键因素。
原液着色粘胶纤维中黑色品种占了很大的比重，而炭黑的研磨与分散又是在众多有机、无机颜料中最难处理的。因此，进行用于原液着色粘胶纤维的水性炭黑色浆的研发是重中之重。
应用于粘胶纤维原液着色的水性炭黑色浆是在水性油墨、印花色浆的基础上发展过来的。传统的水性油墨应用于粘胶纤维原液着色有许多缺点。
申请号为201010148455.X，名称为“一种纺织品涂层用环保型水性黑色浆及其制备方法”的发明专利公开了一种用于纺织品后整理涂层用的水性黑色浆及其制备方法。一种纺织品涂层用环保型水性黑色浆，该水性黑色浆按重量百分比计由以下的组份构成：炭黑15%～45%，脂肪醇聚氧乙烯醚2%-7%，水性色浆分散剂3%-7%，二乙二醇6%-12%，三乙醇胺0.1%-0.3%，消泡剂0.1%-0.3%，水：余量。本发明充分考虑到了水性黑色产品，在大量添加时的使用不足，通过精密的配方设计，从而使得黑色产品，不仅可以大量添加使用，保持稳定的使用粘度，而且，不会因为色浆原因，而致使水性涂黑产品，出现发雾发霉等现象。
上述文献中的发明专利存在以下缺点：
一、没有考虑到分散剂等助剂的选择。粘胶纤维的生产是一个连续性非常强的行业，如果分散剂等助剂选择不当，会造成纤维后处理精炼过程泡沫过多，虽然加入了消泡剂，但是效果依然不理想，影响到纤维生产的连续性，生产效率下降；
二、没有对炭黑原料进行严格筛选，色浆中炭黑聚集体过大，一般在2μm以上。常规规格的粘胶纤维直径在10μm左右，2μm以上的固体颗粒会造成粘胶过滤困难、堵塞喷丝孔、纤维结晶区的过度破坏、纺丝时断头率增加，可纺性变差，直接影响到纤维物理指标。
发明内容
本发明旨在解决现有应用于粘胶纤维原液着色的水性炭黑色浆存在的纤维后处理精炼过程泡沫过多，生产不连续，炭黑聚集体粒径过大的缺陷，提供一种适合于粘胶纤维原液着色水性炭黑色浆生产的分散剂及其制得的水性炭黑色浆。
为了实现上述发明目的，具体技术方案如下：
一种分散剂，其特征在于：包括以下重量比例的组分：
丙二醇嵌段聚醚L61：丙二醇嵌段聚醚L64：丙二醇嵌段聚醚F68=15-25:50-60:20-30。
所述的分散剂，包括以下重量比例的组分：
丙二醇嵌段聚醚L61：丙二醇嵌段聚醚L64：丙二醇嵌段聚醚F68=17-23:52-58:22-28。
所述的分散剂，包括以下重量比例的组分：
丙二醇嵌段聚醚L61：丙二醇嵌段聚醚L64：丙二醇嵌段聚醚F68=19-21:54-56:24-26。
一种分散剂的制备方法，其特征在于：将丙二醇嵌段聚醚F68置于75-85℃条件下恒温1-3小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按比例加入容器中混合，在100-150r/m的转速下搅拌1小时即得分散剂，制备的分散剂在35-45℃条件下保温备用。
所述的分散剂为HLB值为14-16的无泡或低泡炭黑分散剂。
一种分散剂制得的色浆，其特征在于：所述的色浆为以下工序步骤制得：
A、选择色素炭黑颜料；
B、拉缸中放入600-800重量份去离子水，30-50重量份乙二醇，1-3重量份二乙醇胺，加入50-80重量份分散剂，高速分散，逐步加入炭黑颜料200-300重量份，加完后再高速分散；使用球磨机进行进料、研磨，以达到要求粒径0.7-1μm，完成以上工序后即可制得水性炭黑色浆。
在步骤A中所述的色素炭黑颜料具体指标为：
着色力(ITRB**之%)≤105
吸 碘 量(毫克/克)≥85
氮比表面积 103m2/kg≥82
吸 油 值 ml/100g≥100
灰 分(%)≤0.05
加热减量(%)≤0.35
25目节渣(ppm) ≤10
325目节渣(ppm) ≤15。
在步骤B中所述的高速分散为在300-500r/m转速下高速分散10-20分钟。
在步骤B中所述的球磨机为立式球磨机或者卧式球磨机。
在步骤B中所述的进料与研磨过程中，进料速度控制在200-400Kg/h，研磨时间为50-100分钟，研磨介质为氧化锆珠，粒径0.4-1mm。
本发明带来的有益技术效果：
一、本发明中的分散剂具有良好的润湿、分散性能，而且属于低泡或无泡分散剂，无需另加消泡剂，解决了纤维后处理精炼过程泡沫过多，生产不连续的缺陷，可以保证连续、稳定的生产；
二、本发明生产的粘胶纤维原液着色水性炭黑色浆与粘胶按照一定比例混合后经再生、牵伸、脱硫、水洗、烘干、打包等步骤制得，产品可代替纤维、纱线、纺织品等后染加工，大幅度降低产品能耗与废水排放；
三、按照本发明技术方案中的指标选择色素炭黑，目的是为了减少杂质，提高炭黑色浆着色力打下基础，在对产品同样黑度要求下加入纤维中的炭黑比例下降，降低对纤维强力等物理指标的损伤；
四、本发明生产的水性炭黑色浆采用高色素炭黑，粒径为0.7-1μm，着色力高，吨纤维炭黑加入量低于35Kg，不会造成纤维结晶区的较大破坏，纺丝时断头率大幅度减小，减少了对纤维物理指标的损伤。
附图说明
图1为分散剂起泡性能测试表。
具体实施方式：
实施例1
分散剂的制备：
将丙二醇嵌段聚醚F68置于75℃条件下恒温1小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按15: 60: 30的重量比例加入容器中混合，在100r/m的转速下搅拌1小时即得分散剂，制备的分散剂在35℃条件下保温备用。
实施例2
分散剂的制备：
将丙二醇嵌段聚醚F68置于85℃条件下恒温3小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按25: 60: 30的重量比例加入容器中混合，在150r/m的转速下搅拌1小时即得分散剂，制备的分散剂在45℃条件下保温备用。
实施例3
分散剂的制备：
将丙二醇嵌段聚醚F68置于80℃条件下恒温2小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按20:55:25的重量比例加入容器中混合，在125r/m的转速下搅拌1小时即得分散剂，制备的分散剂在40℃条件下保温备用。
实施例4
分散剂的制备：
将丙二醇嵌段聚醚F68置于85℃条件下恒温1小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按18:57:21的重量比例加入容器中混合，在130r/m的转速下搅拌1小时即得分散剂，制备的分散剂在42℃条件下保温备用。
实施例5
色浆的制备：
A、选择色素炭黑颜料，具体指标如下：
着色力(ITRB**之%)：105
吸 碘 量(毫克/克)：85
氮比表面积 103m2/kg：82
吸 油 值 ml/100g：100
灰 分(%)：0.05
加热减量(%)：0.35
25目节渣(ppm)：10
325目节渣(ppm) ：15；
B、制备分散剂：将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68按15:50:20的重量比例进行复配，丙二醇嵌段聚醚F68置于75℃条件下恒温1小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按比例加入容器中混合，在100r/m的转速下搅拌1小时即得HLB值为14的无泡或低泡炭黑分散剂，制备的分散剂在35℃条件下保温备用；
C、分散与研磨：拉缸中放入600重量份去离子水，30重量份乙二醇，1重量份二乙醇胺，加入50重量份步骤B制得的分散剂，在300r/m转速下高速分散10分钟，逐步加入炭黑颜料200重量份，加完后再在300r/m转速下高速分散10分钟；使用立式球磨机在200Kg/h速度下进行进料，研磨50分钟，研磨介质为氧化锆珠，粒径0.4mm，研磨达到要求的粒径0.7μm，完成以上工序后即可制得水性炭黑色浆。
实施例6
色浆的制备：
A、选择色素炭黑颜料，具体指标如下：
着色力(ITRB**之%)：100
吸 碘 量(毫克/克)：105
氮比表面积 103m2/kg：103
吸 油 值 ml/100g：100
灰 分(%)：0.02
加热减量(%)：0.33
25目节渣(ppm)：0
325目节渣(ppm) ：10；
B、制备分散剂：将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68按25: 60: 30的重量比例进行复配，丙二醇嵌段聚醚F68置于85℃条件下恒温3小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按比例加入容器中混合，在150r/m的转速下搅拌1小时即得HLB值为16的无泡或低泡炭黑分散剂，制备的分散剂在45℃条件下保温备用；
C、分散与研磨：拉缸中放入800重量份去离子水，50重量份乙二醇，3重量份二乙醇胺，加入80重量份步骤B制得的分散剂，在500r/m转速下高速分散20分钟，逐步加入炭黑颜料300重量份，加完后再在500r/m转速下高速分散20分钟；使用卧式球磨机在400Kg/h速度下进行进料，研磨100分钟，研磨介质为氧化锆珠，粒径1mm，研磨达到要求的粒径1μm，完成以上工序后即可制得水性炭黑色浆。
实施例7
色浆的制备：
A、选择色素炭黑颜料，具体指标如下：
着色力(ITRB**之%)：90
吸 碘 量(毫克/克)：100
氮比表面积 103m2/kg：100
吸 油 值 ml/100g：105
灰 分(%)：0.01
加热减量(%)：0.34
25目节渣(ppm)：10
325目节渣(ppm)：15；
B、制备分散剂：将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68按20:55:25的重量比例进行复配，丙二醇嵌段聚醚F68置于80℃条件下恒温2小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按比例加入容器中混合，在120r/m的转速下搅拌1小时即得HLB值为15的无泡或低泡炭黑分散剂，制备的分散剂在40℃条件下保温备用；
C、分散与研磨：拉缸中放入700重量份去离子水，40重量份乙二醇，2重量份二乙醇胺，加入65重量份步骤B制得的分散剂，在400r/m转速下高速分散15分钟，逐步加入炭黑颜料250重量份，加完后再在400r/m转速下高速分散15分钟；使用球磨机在300Kg/h下进行进料，研磨80分钟，研磨介质为氧化锆珠，粒径0.7mm，研磨达到要求的粒径0.85μm，完成以上工序后即可制得水性炭黑色浆。
实施例8
分散剂起泡性能测试：
一、丙二醇嵌段聚醚按照L61：L64：F68=18：55：27的重量比例进行复配，制得理论HLB值为15.5的无泡或低泡炭黑分散剂。
二、对该分散剂进行起泡性能测试：（见说明书附图1中的表1）
测试方法：
（1）、量取10ml所配置溶液到具塞量筒中，上下摇动20次，放于水平台，读取气泡液位高度；
（2）、再加入20ml清水稀释，同样摇动20次，读数；
（3）、静置5分钟后再读气泡液位；
（4）、聚醚L61、L64、F68 优选江苏海安石化产品，参考HLB值分别为3/13/29。
综上，本发明的分散剂明显优于传统分散剂。
实施例9
分散剂起泡性能测试：
一、丙二醇嵌段聚醚按照L61：L64：F68=22：57：21的重量比例进行复配，制得理论HLB值为14.1的无泡或低泡炭黑分散剂。
二、对该分散剂进行起泡性能测试：（见说明书附图1中的表2）
测试方法：
（1）、量取10ml所配置溶液到具塞量筒中，上下摇动20次，放于水平台，读取气泡液位高度；
（2）、再加入20ml清水稀释，同样摇动20次，读数；
（3）、静置5分钟后再读气泡液位；
（4）、聚醚L61、L64、F68 优选江苏海安石化产品，参考HLB值分别为3/13/29。
综上，本发明的分散剂明显优于传统分散剂。
Claims (10)
1.一种分散剂，其特征在于：包括以下重量比例的组分：
丙二醇嵌段聚醚L61：丙二醇嵌段聚醚L64：丙二醇嵌段聚醚F68=15-25:50-60:20-30。
2.根据权利要求1所述的一种分散剂，其特征在于：包括以下重量比例的组分：
丙二醇嵌段聚醚L61：丙二醇嵌段聚醚L64：丙二醇嵌段聚醚F68=17-23:52-58:22-28。
3.根据权利要求1所述的一种分散剂，其特征在于：包括以下重量比例的组分：
丙二醇嵌段聚醚L61：丙二醇嵌段聚醚L64：丙二醇嵌段聚醚F68=19-21:54-56:24-26。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种分散剂的制备方法，其特征在于：将丙二醇嵌段聚醚F68置于75-85℃条件下恒温1-3小时熔化，将丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L64和丙二醇嵌段聚醚F68三种物质按比例加入容器中混合，在100-150r/m的转速下搅拌1小时即得分散剂，制备的分散剂在35-45℃条件下保温备用。
5.根据权利要求4所述的一种分散剂的制备方法，其特征在于：所述的分散剂为HLB值为14-16的无泡或低泡炭黑分散剂。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种分散剂制备色浆的方法，其特征在于：包括以下工序步骤：
A、选择色素炭黑颜料；
B、拉缸中放入600-800重量份去离子水，30-50重量份乙二醇，1-3重量份二乙醇胺，加入50-80重量份分散剂，高速分散，逐步加入炭黑颜料200-300重量份，加完后再高速分散；使用球磨机进行进料、研磨，以达到要求粒径0.7-1μm，完成以上工序后即可制得水性炭黑色浆。
7.根据权利要求6所述的一种分散剂制备色浆的方法，其特征在于：在步骤A中所述的色素炭黑颜料具体指标为：
着色力(ITRB**之%)≤105
吸 碘 量(毫克/克)≥85
氮比表面积 103m2/kg≥82
吸 油 值 ml/100g≥100
灰 分(%)≤0.05
加热减量(%)≤0.35
25目节渣(ppm) ≤10
325目节渣(ppm) ≤15。
8.根据权利要求6所述的一种分散剂制备色浆的方法，其特征在于：在步骤B中所述的高速分散为在300-500r/m转速下高速分散10-20分钟。
9.根据权利要求6所述的一种分散剂制备色浆的方法，其特征在于：在步骤B中所述的球磨机为立式球磨机或者卧式球磨机。
10.根据权利要求6所述的一种分散剂制备色浆的方法，其特征在于：在步骤B中所述的进料与研磨过程中，进料速度控制在200-400Kg/h，研磨时间为50-100分钟，研磨介质为氧化锆珠，粒径0.4-1mm。
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| CN102049214B (zh) | 2014-02-26 |
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