CN107164980A - 一种活性染料循环染色专用匀染剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活性染料循环染色专用匀染剂及其制备方法，属印染助剂研究领域，该匀染剂包括以下质量份数的组分：异构醇聚氧乙烯醚：5‑25份、脂肪醇聚氧烷基醚：5‑20份、烷基聚氧乙烯醚：1‑10份、甜菜碱系两性表面活性剂：8‑30份、柠檬酸钠：4‑15份、消泡剂：0.05‑5份、水：20‑80份。本发明制备得到的活性染料循环染色专用匀染剂具有极佳的渗透性和分散性，以及适度的移染或缓染性；且该匀染剂可应用于活性染料循环染色工艺中，随着染色废水的循环，匀染剂也部分达到循环使用的目的；具有成本低、操作简便，可广泛应用于工业生产。

Description

一种活性染料循环染色专用匀染剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种活性染料循环染色工艺中专用的匀染剂，主要用于活性染料循环染色，本发明还涉及上述匀染剂的的制备方法。
背景技术
活性染料是纤维素纤维染色的主要染料，但由于其利用率不高（大都在60-70%），染色水洗耗水量又大，造成染色废水色度深、处理难度大、废水排放量高。目前普遍应用于工业的处理方法仍是中水回用，以及分离脱色，然后达标排放，因而废水的排放尚未得到真正解决。近年来也有研究工作者尝试通过分析活性染料染色残液中残留的染料以及其他水质情况，试图不加处理即可回用于染色，但也遇到了循环次数以及色光控制的难题。
近年来开发了一种活性染料循环染色的方法，其关键技术在于对染色后废水中染料的捕捉脱色。如中国发明专利CN201610315614.8公开了一种烷基胺萃淋树脂捕捉染色废水中染料的方法，将该方法运用到活性染料染色工艺中，可有效降低染色废水的色度和分离染色废水中残余染料，达到资源循环利用的目的。然而在研究开发配套循环染色助剂时，并不是所有助剂均适合，该方法要求所用相关助剂不能与萃淋树脂发生反应以及不影响其对染料的捕捉。另一方面，活性染料是一种水溶性优良的染料，但其在染筒子纱或其他厚重织物时，仍有可能造成染色不匀以及透染性不佳的现象，生产中仍需匀染剂来解决问题。因而急需一种适合于该循环染色配套的活性染料匀染剂。
针对于此，本发明特研制出一种活性染料循环染色专用的匀染剂，专用的目的就是一方面为了提高织物染色的均匀性，不产生色疵以及白芯等现象，另一方面也保证了不影响染色残液的捕捉以及循环再利用，且在染色废水循环利用的时候，匀染剂仍可继续部分循环使用。另外，本发明中匀染剂拟采用甜菜碱系两性表面活性剂作为主要成分之一，通过其对活性染料的移染或缓染作用，进一步提高活性染料染色的匀染性。
发明内容
本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种活性染料循环染色专用匀染剂，该专用匀染剂可以提高活性染料对织物染色的均匀性，同时不与染色废水回收使用的萃取树脂发生反应，不影响染色残夜中染料的捕捉及循环利用。
本发明实施例的另一目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：
一种活性染料循环染色专用匀染剂，包括以下质量份含量的成分组成：
异构醇聚氧乙烯醚：5-25份；
脂肪醇聚氧烷基醚：5-20份；
烷基聚氧乙烯醚：1-10份；
甜菜碱系两性表面活性剂：8-30份；
柠檬酸钠：4-15份；
消泡剂：0.05-5份；
水：20-80份。
以及，一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）：先将水升温至40-80℃，在搅拌的条件下加入柠檬酸钠、消泡剂、甜菜碱系两性表面活性剂，并在50-80℃下搅拌5-20min；
（2）：继续将异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚加入步骤（1）制得的溶液中，并在60～70℃保温搅拌0.5-1.5小时；
（3）：最后降温至40-50℃出料，得到活性染料循环染色专用匀染剂。
本发明实施例提供的一种活性染料循环染色专用匀染剂，将异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚混合加入到甜菜碱系两性表面活性剂中，甜菜碱系两性表面活性剂作为主要的匀染剂成分之一，从而该匀染剂与待染织物、活性染料均具有良好的亲和力。在染色过程中，甜菜碱系两性表面活性剂优先与纤维的极性基团结合，占据纤维上的染色座席，随着温度升高，甜菜碱系两性表面活性剂慢慢解吸，染料分子慢慢与纤维结合，达到染色效果。染色初期，异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚与染料分子间以氢键或者盐形式结合，对染料分子形成拉扯力，减缓染色速度，并且将染色色泽较深部位上的染料拉扯回染液中，使染料转移到染色较浅的部位上，染色更均匀。烷基胺萃淋树脂对活性染料进行捕捉的过程是在酸性条件下进行的，烷基胺萃淋树脂与溶液中氢离子及活性染料产生离子交换反应，从而捕捉出活性染料。匀染剂中的异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚及甜菜碱系两性表面活性剂分子中电荷稳定，极性相对活性染料低，且甜菜碱系两性表面活性剂在酸性条件下表现为弱阳荷性，均不与烷基胺萃淋树脂反应。本发明实施例提供的一种活性染料循环染色专用匀染剂能提高织物染色均匀性，同时不影响活性染料捕捉及染色废水的循环利用。
本发明提供一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，工艺简单，可以方便地制备能提高织物染色均匀性、又不影响活性染料萃取循环利用的活性染料循环染色专用匀染剂。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种活性染料循环染色专用匀染剂，包括以下质量份含量的成分组成：
异构醇聚氧乙烯醚：5-25份；
脂肪醇聚氧烷基醚：5-20份；
烷基聚氧乙烯醚：1-10份；
甜菜碱系两性表面活性剂：8-30份；
柠檬酸钠：4-15份；
消泡剂：0.05-5份；
水：20-80份。
其中，异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚所起的主要作用是渗透、分散、以及与活性染料结合，达到染色更均匀。甜菜碱系两性表面活性剂所起的主要作用是其结构中的阳荷性部分能与阴离子染料作用，从而减缓阴离子染料向纤维运动的速度，减缓染色速度，使染色更均匀。柠檬酸钠所起作用主要是调节染液PH值以及螯合钙镁等离子的作用，使匀染剂及染料之间的作用稳定进行。
作为进一步优选。
本发明实施例中的活性染料循环染色专用匀染剂包括以下质量份含量的成分组成：
异构醇聚氧乙烯醚：15份；
脂肪醇聚氧烷基醚：15份；
烷基聚氧乙烯醚：5份；
甜菜碱系两性表面活性剂：16份；
柠檬酸钠：8.5份；
消泡剂：0.5份；
水：40份。
所述的异构醇聚氧乙烯醚为异构十三碳醇聚氧乙烯醚、异构十碳醇聚氧乙烯醚、异构十一碳醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
所述的甜菜碱系两性表面活性剂为含羧酸基甜菜碱两性表面活性剂、磺基甜菜碱两性表面活性剂以及磷酸脂甜菜碱两性表面活性剂中的至少一种。
所述的消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂、高碳醇类消泡剂中的至少一种。
所述水为去离子水。
所述的甜菜碱系两性表面活性剂为十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱。
不同于现有技术中的匀染剂，本发明实施例匀染剂具有以下优点和效果：极佳的渗透性和分散性，以及适度的移染或缓染性，对棉织物染色尤其筒子纱染色工艺中具有较好的匀染和透染效果；且该匀染剂可应用于活性染料循环染色工艺中，不影响染色废水中活性染料的捕捉以及循环利用过程，且随着染色废水的循环，匀染剂也部分达到循环使用的目的。除此之外，该匀染剂具有成本低、操作简便，可广泛应用于工业生产。
本发明实施例还提供了一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）：先将水升温至40-80℃，在搅拌的条件下加入柠檬酸钠、消泡剂、甜菜碱系两性表面活性剂，并在50-80℃下搅拌5-20min；
（2）：继续将异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚加入步骤（1）制得的溶液中，并在60～70℃保温搅拌0.5-1.5小时；
（3）：最后降温至40-50℃出料，得到活性染料循环染色专用匀染剂。
具体地，步骤（1）中，先将水温升至70℃，待物料溶解均匀后，在60℃下搅拌10min。
具体地，步骤（2）中，所述的反应条件为：在65℃保温搅拌1小时。
实施例1
一种活性染料循环染色专用匀染剂，以质量份计，包括以下组分：异构十三碳醇聚氧乙烯醚：12份；脂肪醇聚氧烷基醚：13份；烷基聚氧乙烯醚：5份；羧酸基甜菜碱两性表面活性剂：15份；柠檬酸钠：8份；有机硅消泡剂：0.5份；去离子水：46.5份。
一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）：先将适量水升温至50℃，在搅拌的条件下加入柠檬酸钠、有机硅消泡剂、羧酸基甜菜碱两性表面活性剂，并升温至60℃继续搅拌10min；
（2）：继续将异构十三碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚加入并在65℃保温搅拌1小时。
（3）：最后降温至45℃出料，得到活性染料循环染色专用匀染剂。
实施例2
一种活性染料循环染色专用匀染剂，以质量份计，包括以下组分：
异构十三碳醇聚氧乙烯醚：20份；脂肪醇聚氧烷基醚：6份；烷基聚氧乙烯醚：7份；磺基甜菜碱两性表面活性剂：12份；柠檬酸钠：10份；有机硅消泡剂：1份；去离子水：44份。
一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）：先将适量水升温至60℃，在搅拌的条件下加入柠檬酸钠、聚醚类消泡剂、磺基甜菜碱两性表面活性剂，并在60℃下继续搅拌10min；
（2）：继续将剩余份数的水、异构十碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚以及烷基聚氧乙烯醚加入并升温至65℃保温搅拌1小时。
（3）：最后降温至45℃出料，得到活性染料循环染色专用匀染剂。
实施例3：
一种活性染料循环染色专用匀染剂，以质量份计，包括以下组分：
异构十三碳醇聚氧乙烯醚：6份；脂肪醇聚氧烷基醚：18份；烷基聚氧乙烯醚：4份；磷酸脂甜菜碱两性表面活性剂：20份；柠檬酸钠：12份；有机硅消泡剂：0.1份；去离子水：39.9份。
一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）：先将适量水升温至45℃，在搅拌的条件下加入柠檬酸钠、高碳醇类消泡剂、磷酸脂甜菜碱两性表面活性剂，并升温至60℃下继续搅拌20min；
（2）：继续将剩余份数的水、异构十一碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚以及烷基聚氧乙烯醚加入并升温至70℃保温搅拌0.5小时。
（3）：最后降温至45℃出料，得到活性染料循环染色专用匀染剂。
实施例4：
一种活性染料循环染色专用匀染剂，以质量份计，包括以下组分：
异构十三碳醇聚氧乙烯醚：25份；脂肪醇聚氧烷基醚：5份；烷基聚氧乙烯醚：10份；羧酸基甜菜碱两性表面活性剂：10份；柠檬酸钠：15份；有机硅消泡剂：5份；去离子水：30份。
一种活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）：先将适量水升温至55℃，在搅拌的条件下加入柠檬酸钠、有机硅类消泡剂、羧酸基甜菜碱两性表面活性剂，并升温至60℃下继续搅拌15min；
（2）：继续将剩余份数的水、异构十三碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚以及烷基聚氧乙烯醚加入并升温至65℃保温搅拌1小时。
（3）：最后降温至45℃出料，得到活性染料循环染色专用匀染剂。
应用实施例
本发明中具体各实施例的循环染色专用匀染剂性质见表1，表1为实施例1-4的循环染色专用匀染剂性质。
为验证本发明所述的活性染料循环染色专用匀染剂在活性染料染色中的匀染或缓染效果，在本匀染或缓染性测试中，探讨了活性染料染色时加入本发明实施例1-4的匀染剂与未加匀染剂（空白）的上染速率（用不同染色时间段的上染率表示，同时段的上染率越小表示上染速率越慢，匀染或缓染效果越差好，反之则上染速率越快，匀染或缓染效果越差），并且与市售的棉用匀染剂进行了比较。其中染色处方及工艺为：活性黑XD-70R：5%（owf）；元明粉：50g/L；固色碱XA-2202：2g/L；浴比：1：10。室温入染，并以1.5℃/min升温至65℃保温60min。在入染后每隔20min取残液稀释40倍用X-rite colori7测色配色仪测定其光密度值，然后按照以下公式计算上染率：
上染率=（染液光密度值-残液光密度值）/染液光密度值x100%.
结果见表2，表2为实施例1-4及市售匀染剂加入活性染料染色中后各时段上染率。
由表2中结果可以看出，本发明实施例1-4的活性染料循环染色专用匀染剂具有明显的缓染效果，且优于市售匀染剂1和市售匀染剂2。其次匀染剂的加入均不影响染料的最终上染率，表中数据显示各试样的最终上染率均保持在70%-73%范围内。
为验证本发明所述的活性染料专用匀染剂可适用于活性染料循环染色工艺中，特设定实验，将上述染色残液分别利用烷基胺萃淋树脂进行捕捉脱色，以脱色后经过滤处理所得循环水的光密度值判断染色残液中残留的匀染剂是否影响烷基胺萃淋树脂对染色残液中染料的捕捉。然后将处理好的各循环水重新用于染色工艺中，考察循环染色时实施例中循环染色专用匀染剂是否可以达到循环或部分循环使用的目的（循环染色时不再加入匀染剂，观察染色的匀染或缓染效果）。结果如表3所示；表3为实施例1-4及市售匀染剂在循环染色工艺中的应用结果。
由表3中数据分析可知，加入市售匀染剂1和2的染色残液，经烷基胺萃淋树脂捕捉后所得的循环水仍有较深颜色，而本发明中实施例匀染剂中主要成分之一的甜菜碱两性表面活性剂在酸性条件下表现为阳离子性，与烷基胺萃淋树脂（酸性条件下为阳离子性）不发生作用，且不影响其对阴离子染料的捕捉，因而捕捉后的循环水几乎澄清。另外将循环水再次用于染色时，在不补加匀染剂的情况下相对于空白试验仍具有较好的缓染效果，因此随着染色废水的循环，活性染料循环染色专用匀染剂也部分达到循环使用的目的。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对发明所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种活性染料循环染色专用匀染剂，其特征在于，包括以下质量份含量的成分组成：
异构醇聚氧乙烯醚：5-25份；
脂肪醇聚氧烷基醚：5-20份；
烷基聚氧乙烯醚：1-10份；
甜菜碱系两性表面活性剂：8-30份；
柠檬酸钠：4-15份；
消泡剂：0.05-5份；
水：20-80份。
2.根据权利要求1所述的活性染料循环染色专用匀染剂，其特征在于，包括以下质量份含量的成分组成：
异构醇聚氧乙烯醚：15份；
脂肪醇聚氧烷基醚：15份；
烷基聚氧乙烯醚：5份；
甜菜碱系两性表面活性剂：16份；
柠檬酸钠：8.5份；
消泡剂：0.5份；
水：40份。
3.根据权利要求1所述的活性染料循环染色专用匀染剂，其特征在于：所述的异构醇聚氧乙烯醚为异构十三碳醇聚氧乙烯醚、异构十碳醇聚氧乙烯醚、异构十一碳醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的活性染料循环染色专用匀染剂，其特征在于：所述的甜菜碱系两性表面活性剂为含羧酸基甜菜碱两性表面活性剂、磺基甜菜碱两性表面活性剂以及磷酸脂甜菜碱两性表面活性剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的活性染料循环染色专用匀染剂，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂、高碳醇类消泡剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的活性染料循环染色专用匀染剂，其特征在于：所述水为去离子水。
7.根据权利要求4所述的活性染料循环染色专用匀染剂，其特征在于：所述的甜菜碱系两性表面活性剂为十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱。
8.如权利要求1至7任一所述的活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）：先将水升温至40-80℃，在搅拌的条件下加入柠檬酸钠、消泡剂、甜菜碱系两性表面活性剂，并在50-80℃范围内搅拌5-20min；
（2）：继续将异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚加入步骤（1）制得的溶液中，并在60～70℃保温搅拌0.5-1.5小时；
（3）：最后降温至40-50℃出料，得到活性染料循环染色专用匀染剂。
9.如权利要求8所述的活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的反应条件为：先将水温升至70℃，待物料溶解均匀后，在60℃下搅拌10min。
10.如权利要求8所述的活性染料循环染色专用匀染剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的反应条件为：在65℃保温搅拌1小时。
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