CN102051069B

CN102051069B - 非离子型分散体系液状分散染料及其制备方法

Info

Publication number: CN102051069B
Application number: CN 201010520508
Authority: CN
Inventors: 钱红飞; 张瑛; 张巧萍
Original assignee: University of Shaoxing
Current assignee: University of Shaoxing
Priority date: 2010-10-24
Filing date: 2010-10-24
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2030-10-24
Also published as: CN102051069A

Abstract

本发明公开了一种分散染料，更具体是公开了一种非离子型分散体系液状分散染料及其制备方法。包括以下配方组成：分散染料15～25％，油溶性非离子型表面活性剂9～17.5％，水溶性非离子型表面活性剂0.1～10％，非离子型增稠剂4-8％，保湿剂2～6％，消泡剂1～2％，络合剂0.1～0.5％，防腐剂0.1～0.5％，余量为水。本发明的液状分散染料具有较高贮存稳定性，粒径分布基本在500nm左右，可用于印花和染色，并能适合于合成糊料色浆印花，具有较好的上染性能。

Description

非离子型分散体系液状分散染料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种分散染料，更具体是涉及一种非离子型分散体系液状分散染料及其制备方法。

背景技术：

液状染料和粉状染料一样同属于染料商品加工的一种剂型。液状染料克服粉状分散染料粉尘污染问题，并且研磨后不需要进行喷雾干燥，具有粒度均匀、染液计量配制方便等优点。特别对于印花浆料的调制，可以省去溶化操作的麻烦。用液状分散染料调制的色浆具有较好匀染性、上色率。因此，液状分散染料的应用日趋广泛。

由于分散染料是一种难溶性非离子型染料，其液状属于分散悬浮液，商品要求达到粉状染料所具有的技术指标包括细度、色光、强度、分散性能、一定色牢度等外，还要求较高的分散体系稳定性、抗沉降性和一定的流动性。

为了满足分散性、细度及稳定性三方面要求，必须要有一个好的商品配方和合适的研磨加工条件。液状染料的商品组成：染料、助剂、润湿剂、防冻剂、防千剂、防霉剂、金属离子络合剂，匀染剂等组成。在研磨过程中，分散剂一方面促使染料颗粒分散，同时还起到防止细颗粒的再凝，起到稳定作用，放置过程中保证染液处于高度分散的悬浮状态。因此分散染料选用与配比显得尤为重要。常用分散剂是阴离子型表面活性剂或聚合物型。如萘磺酸盐及萘磺酸缩合物，如分散剂NNO、MF、CNF和聚羧酸型高分子化合物。这些分散剂加到染料中，在固液界面产生润湿、吸附作用，形成吸附层或双电层，增大颗粒表面的静电斥力和减小颗粒表面的范德华吸引力，对体系产生分散作用。阴离子表面活性剂中加入少量非离子型表面活性剂，可以使体系的CMC(临界胶束浓度)大为降低，提高表面活性，获得比单一表面活性剂更为优良的润湿性能和分散性能。因此近期对非离子-阴离子复配分散体系研究也较为热门。

上述阴离子型分散剂为主的液状分散染料以及以非离子-阴离子复配型分散剂液状分散染料，由于均含有阴离子型表面活性剂，不能用于以合成糊料作增稠剂的印花，否则会因合成糊料不耐液状分散染料中的电解质而产生渗化的现象。非离子型分散体系液状分散染料可用于合成糊料印花，并可明显提高给色量和分散染料的固色率。

采用单一非离子型表面活性剂，不能使染料固体颗粒产生带电荷的双电层结构，所以分散稳定效果主要依靠空间斥力和水化层。要达到较好的分散稳定效果，需要精心配比，技术难度相对较大。

有基于此，申请人作出本发明。

发明内容：

针对上述情况，本次发明通过对各种非离子表面活性剂筛选、复配，以及其他各种添加剂配比及研磨工艺的不断优化，从而提供一种非离子型分散体系液状分散染料及其制备方法。本发明的液状分散染料具有较高贮存稳定性，粒径分布基本在500nm左右，可用于印花和染色，并能适合于合成糊料色浆印花，具有较好的上染性能。

本发明第一方面是提供一种非离子型分散体系液状分散染料，包括以下配方组成：

分散染料 15～25％

油溶性非离子型表面活性剂 9～17.5％

水溶性非离子型表面活性剂 0.1～10％

非离子型增稠剂 4-8％

保湿剂 2～6％

消泡剂 1～2％

络合剂 0.1～0.5％

防腐剂 0.1～0.5％

余量为水。

优选地：

本发明所述的油溶性非离子型表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯的一种，其结构式分别如下所示：

R-O-(CH₂CH₂O)nH

上述结构式中：R为各类饱和或不饱和脂肪烃，n为正整数。

本发明所述的水溶性非离子型表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸多元醇酯类的聚氧乙烯醚衍生物的一种，其结构式分别如下所示：

R-O-(CH₂CH₂O)nH

上述结构式中：R为各类饱和或不饱和脂肪烃，n，x，y，z分别为正整数。

本发明所述的非离子增稠剂选自聚乙二醇、聚醚型非离子表面活性剂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的一种，其结构式分别如下所示：

HO(CH₂CH₂O)nH HO(C₂H₄O)a(C₃H₆O)b(C₂H₄O)cH

上述结构式中：n，a，b，c分别为正整数。

本发明所述的保湿剂为二甘醇、甘油或山梨醇。

消泡剂为脂肪醇类、磷酸酯类、聚醚或聚硅氧烷类化合物。

络合剂为磷酸盐、醇胺类、氨基羧酸盐、羟基羧酸盐、有机膦酸盐或聚丙烯酸类。

防腐剂为苯甲酸钠、季胺类、硫醇类、氯苯酚钠或五氯苯酚。

本发明的另一方面是提供一种非离子型分散体系液状分散染料的制备方法，包括以下步骤：取含固体分散染料15～25KG的滤饼，加入9～21KG的油溶性非离子型表面活性剂、0.1～10KG水溶性非离子型表面活性剂、4～8KG非离子型增稠剂、2～6KG保湿剂、1～2KG消泡剂、0.1～0.5KG络合剂、0.5～0.5KG防腐剂，加入染料用量2.2倍左右的水，完毕后进行搅拌打浆1～5小时，再研磨8小时。加入余量的水，再研磨1小时，过滤得到非离子型分散体系液状分散染料。

本发明的工作原理及效果说明：

非离子表面活性剂作为分散剂，其疏水基团吸附到分散染料固体颗粒表面，聚氧乙烯链亲水基伸入水溶液中，产生较大的空间斥力。而且亲水基能吸附水分子，使固体颗粒表面形成一层水化层，能阻止颗粒相聚。在研磨时，分散剂又能起到润湿作用，达到较好研磨效果。当分散剂的HLB值与染料的HLB值相近时，其分散效果达到最佳状态。而水溶性较强和油溶性较强的表面活性剂进行复配得到的混合分散剂通常比采用单一表面活性剂具有更好的分散效果，形成更为稳定的分散液。本发明，采用油溶性非离子型表面活性剂和水溶性非离子型表面活性剂进行复配，达到分散染料HLB值范围，因此获得较好分散稳定性。

增稠剂如聚乙二醇的加入，能起到保护胶体的作用，同时对分散染料具有一定的增溶作用。另外，添加剂的合理使用，也能有效降低溶液的表面张力。如少量络合剂的加入起到电解质的作用，具有明显降低溶液表面张力的作用。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

1、非离子型分散体系液状分散染料的制备

1.1工艺配方组成：

分散染料 15～25％

油溶性非离子型表面活性剂 9～17.5％

水溶性非离子型表面活性剂 0.1～10％

非离子型增稠剂 4-8％

保湿剂 2～6％

消泡剂 1～2％

络合剂 0.1～0.5％

防腐剂 0.1～0.5％

余量为水。

根据本发明的工艺配方，选自不同非离子表面活性剂的配方如表1所示：

表1：不同非离子表面活性剂的处方配比(g)

注：平平加O-25为脂肪醇聚氧乙烯醚(n为25，水溶性，江苏海安石油化工厂)；APG为烷基糖苷型非离子表面活性剂(水溶性，南京金陵石化研究院有限公司)；OP-10为辛烷基酚聚氧乙烯醚(n为10，水溶性，江苏海安石油化工厂)；LAE-9为脂肪酸聚氧乙烯酯(水溶性，江苏海安石油化工厂)；MOA-9为脂肪醇聚氧乙烯醚(江苏海安石油化工厂)，TX-4与TX-10分别为壬基酚聚氧乙烯醚(n分别为4、10，前者为油溶性，后者为水溶性，江苏海安石油化工厂)。

1.2、制备方法：

取染料7.5g，按上表处方依次加入表面活性剂和各种添加剂，加16.5ml(即染料用量的2.2倍)水，用分散机分散成浆状，然后用行星式球磨机进行研磨，锆珠10mm∶2mm为3∶1共400克，转速为250转/分，8小时后取样测定力份，再加入剩余的水(17ml至约50％力份)，再研磨搅拌1小时，用滤布过滤得到非离子型分散体系液状分散染料。

2、性能测试：

根据上述配方制得的非离子型分散体系液状分散染料，分别取样进行各种性能测定。

2.1.液状超细分散染料的离心稳定性

采用5415D型离心机，在转速为4500转/分的条件下离心时间30rain后，取上层分散液，稀释后测定其最大吸收波长处的吸光度，并与离心前体系吸光度进行比较，计算比吸光。具体方法如下：(1)取少量分散液，稀释2000倍，测定其最大吸收波长处分散液的吸光度；(2)将超细分散染料分散液置于离心试管中，使用Centrifuge 5415D型在转速为4500r/min的条件下离心30min；(3)在距离离心管液面下1mm处取少量分散液，稀释相同倍数，测定其最大吸收波长处的吸光度A；(4)按式r＝A/A₀×100％计算比吸光度r，显然，r越接近于100％，分散体系的离心稳定性越高。

2.2.染料粒度

将液状分散染料均配制成0.5g/L溶液，用德国Sympatec公司的NANOPHOX激光粒度分析仪测定粒度分布，分别取X₁₀、X₅₀、X₉₀三个分布的粒度值。

2.3.染料的Zeta电位

将液体分散染料均配制成0.5g/L溶液，用JS94HZ非水体系微电泳仪(上海中晨数字技术设备有限公司)进行测定，外加电压为5eV。测试结果如下表2所示：

表2：不同处方的液状分散染料性能表

从表2可知，在其他配比均相同的情况下，采用不同的非离子表面活性剂所制得的液状分散染料其性能有较大的区别，其中TX-10、OP-10等均有较好的分散效果，其吸光比均接近了50％，特别是OP-10而言，粒度分布较为均匀，在408nm至454nm之间。而TX-4表现较好效果，其吸光比达到63.83，将它与TX-10以一定比例复配，达到最佳效果，吸光比达到98.25，几乎没有发生离心沉降，得到很好抗沉降性能，且其粒径也小，分布均匀，处于350nm左右。

Zeta电位绝对值越高，说明分散染料颗粒电荷斥力越大，分散体系越稳定不易聚集沉降。一般情况下，Zeta负电位超过60eV，体系显得较为稳定。从表2数据可以看出，上述配比所得的液状分散染料除处方5外即MOA-9，其他处方配比的Zeta电位绝对值均超过了60eV。虽然处方7其Zeta电位绝对值并不是最大，但其粒径为最小，对于非离子表面活性剂而言，双电层结构并不是使分散体系稳定的主要因素，水化层、空间斥力及增溶作用所起的作用可能更为显著。

综上，本发明采用油溶性非离子型表面活性剂和水溶性较好非离子型表面活性剂进行复配，接近分散染料HLB值范围，获得较好的分散稳定性，分散染料的粒度较小，完全符合储存要求。

Claims

1.一种非离子型分散体系液状分散染料，由以下配方组成：

2.一种权利要求1所述非离子型分散体系液状分散染料的制备方法，包括以下步骤：取分散红S-2GFL干滤饼染料7.5g，按配方依次加入表面活性剂和各种添加剂，加16.5ml水，用分散机分散成浆状，然后用行星式球磨机进行研磨，锆珠10mm∶2mm为3∶1共400克，转速为250转/分，8小时后取样测定力份，再加入剩余的水，再研磨搅拌1小时，用滤布过滤得到非离子型分散体系液状分散染料。