CN109135334A - 一种无水染色分散液体染料及其制备方法以及应用 - Google Patents
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Abstract
一种无水染色分散液体染料及其制备方法以及应用，无水染色分散液体染料包括质量百分比为1～60%的分散染料、0.05～60%的高分子分散剂以及水，其中，高分子分散剂选自异辛醇聚氧乙烯醚类分散剂、丙烯酸酯类共聚物类分散剂、聚氧乙烯‑聚氧丙烯共聚物类分散剂、苯乙烯马来酸树酯聚醚类分散剂、丙二醇嵌段聚醚类分散剂以及炔二醇类分散剂中至少一种。称取各原材料，快速打浆分散，进入砂磨机进行砂磨，过滤，得到液体分散染料，加入防腐剂、消泡剂及水的混合物，对液体分散染料进行标准化，再次过滤，包装。本发明的液体染料应用于织物染色，特别是应用于热熔染色或定型机无水染色工艺时，不仅染色效果好，而且无需水洗，不产生废水。
Description
技术领域
本发明涉及一种无水染色分散液体染料及其制备方法，该无水染色分散液体染料主要应用于织物无水染色，特别是应用于热熔染色免水洗染色方法以及定型机无水染色方法。
背景技术
近年来，随着环境问题日益严重，国家对环保方面的要求越来越高，而印染加工过程中产生了大量废水。实现印染水资源生态可循环利用，节能减排，对今后我国纺织印染行业乃至整个纺织工业能否健康、可持续发展至关重要。而纺织印染废水问题如处理不好，必将成为阻碍纺织行业发展的瓶颈性问题。所以纺织印染企业迫切需要能适合节能减排生产工艺，降低无水排放，最好是零排放的新型染料。
分散液体染料是近年来发展比较快的染料加工剂型，由于其具有生产方法简便、使用操作方便、节能减排、可提高染色性能等优点，受到印染厂的高度重视，发展速度较快。
分散液体染料有如下特点：1、液体染料不需要干燥、造粒、成型等加工过程，因此加工设备大大简化，生产过程明显缩短，降低了成本；2、较固体染料使用助剂量少，降低了COD排放，具有良好的流动性，可以用泵输送，可以倾倒；3、在常温下或冷水中易于分散或溶解，能与同类或其他染料混溶或拼混；4、良好的应用性能，在印染工业中，长时期以来一直使用粉状、粒状染料，在调浆或配制染液时，染料粉尘是最令人头疼的问题，不但影响环境，有碍劳动保护，而且常黏附在配料的用具上或在配制的染液泡沫中悬浮，没被分散或溶解的大颗粒染料，特别是溶解度小、分散性能差的染料，润湿性能和分散性能都较差，容易相互黏结成团块，在染色时容易使织物形成疵点，影响产品质量，而液状染料基本不存在上述问题，可显著降低染色疵病的产生；5、可适用于多种印染工艺。
目前，我国国内生产的液体分散染料大部分都使用分散剂MF、分散剂NNO、分散剂85A等常规扩散剂。该类扩散剂由于属于磺酸钠盐类，分子量大，是一种灰色的固体，这样的液体分散染料应用于热熔染色时，汽蒸固色后，其中的分散剂容易覆盖在织物表面，导致布面浮色较多，牢度差，需要还原清洗，从而产生大量的污水。并且热熔过程中染料容易泳移，产生布面色花，一些鲜艳色的布面效果也比高温高压染色色光萎暗，因此热熔染色通常用于涤棉交织布染色。
发明内容
为了解决现有的液体分散染料在染色时容易使织物形成疵点以及需要反复水洗产生大量废水的问题，本发明提供了一种无水染色分散液体染料及其制备方法以及应用，该分散液体染料应用于织物无水染色，特别是应用于热熔染色或定型机无水染色工艺时，不仅染色效果好，而且无需水洗，不产生废水。
为了达到上述目的，本发明采用的无水染色分散液体染料的技术方案是：包括以下质量百分比的原材料：
分散染料 1～60％，
高分子分散剂 0.05～60％，
余量为水；
其中，所述高分子分散剂选自异辛醇聚氧乙烯醚类分散剂、丙烯酸酯类共聚物类分散剂、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物类分散剂、苯乙烯马来酸树酯聚醚类分散剂、丙二醇嵌段聚醚类分散剂以及炔二醇类分散剂中的至少一种。
优选的，所述分散染料为分散黄114、分散黄119、分散黄211、分散黄126、分散黄54、分散黄64、分散黄163、分散橙25、分散橙29、分散橙44、分散橙61、分散橙73、分散橙288、分散红60、分散红74、分散红145、分散红153、分散红343、分散蓝56、分散蓝60、分散蓝79、分散蓝79:1、分散蓝165、分散蓝165:1、分散蓝281、分散蓝291、分散蓝291:1、分散蓝354、分散蓝366、分散紫26、分散紫33、分散紫93、分散紫93:1中的一种或多种的组合。
优选的，所述高分子分散剂选自德国迪高化工公司的TEGO Dispers651、TEGODispers745W、TEGO Dispers760W、TEGO Dispers761W；路博润(Lubrizol)公司的Solsperse27000、Solsperse43000、Solsperse46000、Solsperse24000；毕克化学(BYK)的DISPERBYK-190、DISPERBYK-191、DISPERBYK-192；空气化工(Air products)的ZetaSperse465、ZetaSperse2300、ZetaSperse2500、ZetaSperse3100、ZetaSperse3700、ZetaSperse3400中的至少一种。
优选的，所述高分子分散剂与分散染料质量比为0.1～2：1，最佳质量比为0.1～0.3：1。
优选的，所述无水染色分散液体染料中分散染料的质量百分含量为5～70％。
上述方案中，所述水可以为自来水。
进一步，所述无水染色分散液体染料还包括质量百分比为0.05～0.5％的防腐剂和质量百分比为0.01～0.05％的消泡剂，所述防腐剂为苯并异噻酮吡啶，所述消泡剂为Surfynol 104E(南京空气化工特种胺公司生产)。
为了达到上述目的，本发明无水染色分散液体染料的制备方法的技术方案是：
第一步，按照上述方案所述的质量百分比称取各原材料；
第二步，将所述分散染料、高分子分散剂、水、防腐剂以及消泡剂混合形成混合物，对所述混合物用砂磨珠进行砂磨分散，所述砂磨珠为粒径在0.6～3mm的锆珠，砂磨时间为3～20h，砂磨转速为600～3000rpm，所述砂磨珠与混合物的体积比为1～3:12；
第三步，将所述各原材料的粒径砂磨至0.5～2微米，过滤，得到液体分散染料；
第四步，加入防腐剂、防冻剂、消泡剂及水的混合物，混匀，对液体分散染料加入水进行标准化，再次过滤，包装。
再进一步，以上所述的无水染色分散液体染料在织物染色上的用途。
其中，织物热熔染色免水洗染色方法为：
第一步，织物前处理后烘干；
第二步，将织物浸轧所述无水染色分散液体染料，轧液率为30～200％；
第三步，预烘：在80～150℃温度下，对织物表面烘干10～120秒；
第四步，高温固色：在160～230℃温度下对织物烘焙10～300秒；
第五步，冷却出布。
再进一步，以上所述的无水染色分散液体染料在织物染色上的用途，其中，织物定型机无水染色方法为：
第一步，织物前处理后烘干；
第二步，将织物浸轧液体分散染料，轧液率30～200％；
第三步，高温固色：在150～230℃温度下在定型机中对织物定型10～300秒；
第四步，冷却出布。
本发明设计构思是：为了解决现有的液体分散染料在染色时容易使织物形成疵点以及需要反复水洗产生大量废水的问题，经过深入研究，惊奇地发现，当在分散液体染料中改用高分子分散剂时，在应用于热熔染色和定型机无水染色时染色效果很好。尤其是德国迪高化工公司的TEGO Dispers系列扩散剂、路博润(Lubrizol)公司的Solsperse系列扩散剂、毕克化学(BYK)的DISPERBYK系列扩散剂以及空气化工(Air products)的ZetaSperse系列扩散剂主要用于涂料、油墨印刷领域，目前尚未见它们应用于分散液体染料领域中。上述类型的分散剂分子量小，是无色的液体，并且对织物有很强的渗透作用，通过适当的砂磨工艺将分散染料与该分散剂经过水相砂磨后，制成分散液体染料，不会在织物表面聚集，用于热熔染色时，烘焙固色后，布面浮色很小，布面匀染性好，牢度高，色光鲜艳，不需要还原清洗，从而做到无水染色。用于定型机无水染色也有相同的效果。而且制备过程简便，成本较低，具有绿色环保生产的特性。
本发明的液体分散染料也可应用于高温高压染色，其染色后的残液浅，废水的COD及盐份低，理论上可无限循环利用，而对色光、牢度无影响。比传统染料高温高压染色减少废水90％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：
A.无水染色分散黑液体染料制备：
步骤1，在室温下，称取9.9克分散蓝染料291：1、6.3克分散紫染料93：1、13.8克分散橙染料288、9克高分子分散剂ZetaSperse2500(AIR PRUDUCTS)、0.05克防腐剂苯并异噻酮吡啶、0.02克消泡剂Surfynol 104E(南京空气化工特种胺公司)，加入30份水快速打浆均匀。
步骤2，浆料进入砂磨机中使用直径1.0mm的锆珠中砂磨8h，砂磨转速为1500rpm，所述砂磨珠与混合物的体积比为2:12。
步骤3，过滤后得到色浆，加入30.93克水进行标准化，再过滤，得到无水染色分散黑液体染料。
B.在织物染色上的应用：
称取7克上述分散黑液体染料，加入193克水搅拌均匀作为浸轧液。称取2块各4克300D平织涤纶打样布备用。
a)，织物进行热熔染色免水洗染色：
S1、将织物浸轧液体分散黑染料，轧液率为100％；
S2、预烘：在100℃温度下，对织物表面烘干120秒；
S3、高温固色：在190℃温度下对织物烘焙180秒；
S4、冷却出布。
观察布面为均匀红光黑，匀染性和乌黑度良好，色光纯正，以下称为布1。
b)织物进行定型机无水染色：
S1、将织物浸轧液体分散黑染料加入一定量的水，轧液率100％；
S2、高温固色：在190℃温度下在定型机中对织物定型180秒；
S3、冷却出布。
观察布面为均匀红光黑，匀染性和乌黑度良好，色光纯正，以下称为布2。
C.牢度测试：
布1、布2无需经过水洗，直接对布1、布2进行牢度测试，分别按照GB/T3920-2008、AATCC61－IIA、ISO 105XII：1994标准测试干摩擦牢度、湿摩擦牢度、水洗牢度、升华牢度，结果见表1：
表1
| 名称 | 干摩擦牢度 | 湿摩擦牢度 | 水洗牢度 | 升华牢度 |
| 布1 | 5 | 4－5 | 5 | 4－5 |
| 布2 | 5 | 5 | 5 | 4－5 |
从表1结果看，各项牢度良好，与高温高压染色法的牢度基本一致。
实施例2：
在室温下，称取30克分散蓝染料79：1、6克高分子分散剂DISPERBYK-192(BYK)、0.05克防腐剂苯并异噻酮吡啶、0.03克消泡剂Surfynol 104E，加入35克水快速打浆均匀。按照实施例1的方法进行砂磨制得色浆，然后加入28.92克水进行标准化，制得无水染色分散蓝79：1液体染料。
称取4克染料，加入194克水，用2块4克重的布，重复实施例1的方法分别进行热熔染色免水洗染色和定型机无水染色，得到布面均匀，藏青色布样，色光纯正，以下分别称为布3、布4。
布3、布4无需经过水洗，直接对布3、布4进行牢度测试，分别按照GB/T3920-2008、AATCC61－IIA、ISO 105XII：1994标准测试干摩擦牢度、湿摩擦牢度、水洗牢度、升华牢度，结果见表2：
表2
| 名称 | 干摩擦牢度 | 湿摩擦牢度 | 水洗牢度 | 升华牢度 |
| 布3 | 5 | 5 | 4－5 | 4－5 |
| 布4 | 5 | 5 | 5 | 4－5 |
从表2结果看，各项牢度良好，与高温高压染色法的牢度基本一致。
实施例3：
在室温下，称取30克分散橙染料61、9克高分子分散剂Solsperse46000(Lubrizol)、0.05克防腐剂苯并异噻酮吡啶、0.03克消泡剂Surfynol 104E，加入30克水快速打浆均匀。
按照实施例1的方法进行砂磨制得色浆，然后加入32.92克水进行标准化，制得无水染色分散橙61液体染料。
称取3克染料，加入197克水，用2块4克重的布，重复实施例1的方法分别进行热熔染色免水洗染色和定型机无水染色，得到布面均匀，色光纯正的橙色布样，以下分别称为布5、布6。
布5、布6无需经过水洗，直接对布5、布6进行牢度测试，分别按照别按照GB/T3920-2008、AATCC61－IIA、ISO 105XII：1994标准测试干摩擦牢度、湿摩擦牢度、水洗牢度、升华牢度，结果见表3：
表3
| 名称 | 干摩擦牢度 | 湿摩擦牢度 | 水洗牢度 | 升华牢度 |
| 布5 | 4－5 | 4－5 | 5 | 5 |
| 布6 | 4－5 | 4－5 | 5 | 5 |
从表3结果看，各项牢度良好，与高温高压染色法的牢度基本一致。
实施例4：
在室温下，称取30克分散红染料343、9克高分子分散剂ZetaSperse2500(AIRPRUDUCTS)、0.05克防腐剂苯并异噻酮吡啶、0.03克消泡剂Surfynol 104E，加入30克水快速打浆均匀。按照实施例1的方法进行砂磨制得色浆，然后加入33.8克水进行标准化，制得无水染色分散红343液体染料。
称取3克染料，加入197克水，用2块4克重的布，重复实施例1的方法分别进行热熔染色免水洗染色和定型机无水染色，得到布面均匀，色光纯正的蓝光艳红色布样，以下分别称为布7、布8。
布7、布8无需经过水洗，直接对布7、布8进行牢度测试，分别按照GB/T3920-2008、AATCC61－IIA、ISO 105XII：1994标准测试干摩擦牢度、湿摩擦牢度、水洗牢度、升华牢度，结果见表4：
表4
| 名称 | 干摩擦牢度 | 湿摩擦牢度 | 水洗牢度 | 升华牢度 |
| 布7 | 4 | 4 | 4－5 | 4－5 |
| 布8 | 4 | 4 | 4－5 | 4－5 |
从表4结果看，各项牢度良好，与高温高压染色法的牢度基本一致。
实施例5：
在室温下，称取30克分散黄染料114、9克高分子分散剂ZetaSperse3700(AIRPRUDUCTS)、0.05克防腐剂苯并异噻酮吡啶、0.03克消泡剂Surfynol 104E，加入30克水快速打浆均匀。按照实施例1的方法进行砂磨制得色浆，然后加入35.5克水进行标准化，制得无水染色分散黄114液体染料。
称取3克染料，加入197克水，用2块4克重的布，重复实施例1的方法分别进行热熔染色免水洗染色和定型机无水染色，得到布面均匀，色光纯正的嫩黄色布样，以下分别称为布9、布10。
布9、布10无需经过水洗，直接对布9、布10进行牢度测试，对布9、布10分别按照GB/T3920-2008、AATCC61－IIA、ISO 105XII：1994标准测试干摩擦牢度、湿摩擦牢度、水洗牢度、升华牢度，结果见表5：
表5
| 名称 | 干摩擦牢度 | 湿摩擦牢度 | 水洗牢度 | 升华牢度 |
| 布7 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 布8 | 5 | 5 | 5 | 5 |
从表5结果看，各项牢度良好，与高温高压染色法的牢度基本一致。
实施例6～17
重复实施例1的方法，采用不同的染料配比，选用不同的高分子分散剂，制得不同的无水染色分散黑液体染料，结果见表6：
表6
然后，以实施例1的染色深度为参考，分别称取不同重量的液体染料配成浸轧液，重复实施例1的方法，分别进行热熔染色免水洗染色和定型机无水染色，得到不同编号的布，观察布面，发现匀染性好，色光纯正。
布样无需经过水洗，分别按照GB/T3920-2008、AATCC61－IIA、ISO 105XII：1994标准测试干摩擦牢度、湿摩擦牢度、水洗牢度、升华牢度，结果见表7：
表7
从表7结果看，各项牢度良好，与高温高压染色法的牢度基本一致。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无水染色分散液体染料，其特征在于：包括以下质量百分比的原材料：
分散染料 1～60%，
高分子分散剂 0.05～60%，
余量为水；
其中，所述高分子分散剂选自异辛醇聚氧乙烯醚类分散剂、丙烯酸酯类共聚物类分散剂、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物类分散剂、苯乙烯马来酸树酯聚醚类分散剂、丙二醇嵌段聚醚类分散剂以及炔二醇类分散剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的无水染色分散液体染料，其特征在于：所述分散染料为分散黄114、分散黄119、分散黄211、分散黄126、分散黄54、分散黄64、分散黄163、分散橙25、分散橙29、分散橙44、分散橙61、分散橙73、分散橙288、分散红60、分散红74、分散红145、分散红153、分散红343、分散蓝56、分散蓝60、分散蓝79、分散蓝79:1、分散蓝165、分散蓝165:1、分散蓝281、分散蓝291、分散蓝291:1、分散蓝354、分散蓝366、分散紫26、分散紫33、分散紫93以及分散紫93:1中的一种或多种的组合。
3. 根据权利要求1所述的无水染色分散液体染料，其特征在于：所述高分子分散剂选自TEGO Dispers651、TEGO Dispers745W、TEGO Dispers760W、TEGO Dispers761W、Solsperse27000、Solsperse43000、Solsperse46000、Solsperse24000、DISPERBYK-190、DISPERBYK-191、DISPERBYK-192 、ZetaSperse465、ZetaSperse2300、ZetaSperse2500、ZetaSperse3100、ZetaSperse3700以及ZetaSperse3400中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的无水染色分散液体染料，其特征在于：所述高分子分散剂与分散染料的质量比为0.1～2：1。
5.根据权利要求1所述的无水染色分散液体染料，其特征在于：所述无水染色分散液体染料中分散染料的质量百分含量为5～70%。
6. 根据权利要求1所述的无水染色分散液体染料，其特征在于：所述无水染色分散液体染料还包括质量百分比为0.05～0.5%的防腐剂和质量百分比为0.01～0.05%的消泡剂，所述防腐剂为苯并异噻酮吡啶，所述消泡剂为Surfynol 104E。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的无水染色分散液体染料的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
第一步，按照权利要求1～6中任意一项所述的质量百分比称取各原材料；
第二步，快速打浆分散，然后进入砂磨机进行砂磨；
第三步，将所述各原材料的粒径砂磨至0.5～2微米，过滤，得到液体分散染料；
第四步，加入防腐剂、防冻剂、消泡剂及水的混合物，混匀，再次过滤，包装，得到所述无水染色分散液体染料。
8.根据权利要求1~6中任意一项所述的无水染色分散液体染料在织物染色上的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：应用在织物热熔染色免水洗的染色方法依次包括如下步骤：
第一步，织物前处理后烘干；
第二步，将织物浸轧所述无水染色分散液体染料，轧液率为30～200%；
第三步，预烘：在80～150℃温度下，对织物表面烘干10～120秒；
第四步，高温固色：在160～230℃温度下对织物烘焙10～300秒；
第五步，冷却出布。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：应用在织物定型机无水染色方法依次包括如下步骤：
第一步，织物前处理后烘干；
第二步，将织物浸轧所述无水染色分散液体染料，轧液率30～200%；
第三步，高温固色：在150～230℃温度下在定型机中对织物定型10～300秒；
第四步，冷却出布。
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