CN109183455A - 一种采用交联型分散染料对锦纶染色的工艺及促染剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用交联型分散染料对锦纶染色的工艺及促染剂，所述促染剂包括按重量百分比的以下组成：活性组分20‑100%；水0‑80%；所述活性组包括按重量百分比的下述组成：10‑30%水溶性非离子表面活性剂，70‑90%水性超分散剂；水溶性非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚型、聚醚型非离子表面活性剂的一种；水系超分散剂为聚酯型、聚醚型、聚丙烯酸酯型、聚烯烃型高分子分散剂的一种，本发明的促染剂，应用于交联型分散染料对锦纶染色，能明显促进交联型分散染料的锦纶上染。

Description

一种采用交联型分散染料对锦纶染色的工艺及促染剂

技术领域：

本发明涉及一种锦纶的染色工艺，特别是指一种采用交联型分散染料对锦纶染色的工艺及促染剂。

背景技术：

锦纶因其自身的优良特性，已经被广泛应用于多种服装面料中，与流行、休闲、运动等时尚元素的联系越来越密切，锦纶染整技术的发展也有较大提高。但随着消费水平的不断提高、企业成本的不断上涨及环保压力的日益突出，锦纶染色又有了新的要求，高坚牢度成为锦纶染色的重要关键技术。

锦纶纤维及其织物染色一般采用酸性染料、1:2金属络合染料(中性染料)及分散染料等进行染色。酸性染料色谱齐全、色泽鲜艳、匀染性较好、染深性适中，是锦纶染色使用最为普遍的一种染料，但其色牢度(尤其是湿处理牢度)较差，增加固色处理对湿牢度的提高有一定帮助，但仍难以达到较高水平，并且固色过程中会产生固色斑。1:2金属络合染料牢度较好，但颜色较暗、色谱不全，且因含有重金属离子问题制约其在纺织印染业中的使用。分散染料匀染性较好，条花覆盖性优异，但色牢度较差，一般只用于浅色或牢度要求不高的品种。

本发明采用申请人自行研发的交联型分散染料应用于锦纶染色，试图提高其色牢度性能。但是由于交联型分散染料经过交联，其分子体积较大，染色时扩散性能较差，溶解性低，导致上染速率慢，难以得到满意的着色深度。针对上述问题，申请人经过进一步研究，获得了可以适用于交联型分散染料对锦纶染色的工艺，以及相适配的促染剂，采用本发明的染色工艺和助剂，能明显增加交联型分散染料锦纶上染的助剂，产品的各项色牢度优异。

发明内容：

本发明的第一方面目的是提供一种用于锦纶染色的促染剂，其特征在于，包括按重量百分比的以下组成：

活性组分 20-100％

水 0-80％

所述活性组包括按重量百分比的下述组成：10-30％水溶性非离子表面活性剂，70-90％水性超分散剂；

其中：

水溶性非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚型、聚醚型等非离子表面活性剂。

水系超分散剂为聚酯型、聚醚型、聚丙烯酸酯型、聚烯烃类等类型高分子分散剂，优选为BASF生产的分散剂镇江市天龙化工有限公司生产的超分散剂Tile-6405等。

本发明的促染剂，应用于交联型分散染料对锦纶染色，能明显促进交联型分散染料的锦纶上染，其工作原理如下：促染剂中的非离子表面活性剂在溶液中容易形成了胶束，增加了染料的溶解速度。而水性超分散剂因分子量大能较好地被吸附到纤维表面，同时也能通过锚固吸附分散染料颗粒或分子，将染料分子集聚到纤维表面，从而有效增加了纤维内外染料分子的浓度梯度，加快染料的扩散与上染。

本发明的第二方面是提供一种采用交联型分散染料对锦纶染色的工艺，其特征在于：

染色工艺处方：

工艺步骤：70℃下依次在染缸中注入酸碱调节剂、促染剂、染液，以1-1.5℃/min的速率升温至120℃，保温45-60min，后进行降温、排水、皂洗，皂洗的工艺处方为皂洗剂1-2g/L，温度90-95℃，时间10-15min。

本发明工艺中：

交联型分散染料分子结构式为：

式中：R为烃基，优选脂肪烃基或芳香烃基。Dye为具有偶氮、蒽醌分散染料分子结构特征的残基。

本发明涉及的交联型分散染料，可采用CN201410175095.0的方法制备而得。

酸碱调节剂选自醋酸、硫酸铵等酸性化合物的一种或几种，用于将染液的pH值调节至弱酸性范围(4-7)。

本发明的作用机理和有益效果如下：

1、分散染料依靠与纤维间建立分子间作用力、氢键上染固着在纤维上。而分子间作用力一般随着分散染料的分子量增大而增大。分散染料经过交联后，分子量超过了其原来的一倍多(两个染料加交联剂)，分子体积也变得更大，有效增加了分散染料对纤维的亲和力，从而增加其耐热迁移性，分散染料的各项色牢度性能也得到了明显改善。

2、分散染料的染色过程，首先是分散染料溶解成单分子，单分子通过分子间力、氢键被纤维表面所吸附，纤维内外产生了浓度梯度，促使染料分子由外向内进行扩散。然而，分子体积增大后，染料的水溶性变低，染料分子在纤维中的扩散性能变差，导致上染速率缓慢，在有限的上染时间内上染率低，得色浅，从而影响交联型分散染料在锦纶纤维中的使用。

3、本发明通过在染色时加入促染剂，促染剂中的非离子表面活性剂在溶液中容易形成了胶束，增加了染料的溶解速度。而水性超分散剂因分子量大能较好地被吸附到纤维表面，同时也能通过锚固吸附分散染料颗粒或分子，将染料分子集聚到纤维表面，从而有效增加了纤维内外染料分子的浓度梯度，加快染料的扩散与上染。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1为本发明的工艺曲线图；

图2为染料2a锦纶染色的升温上染速率曲线图(a)110℃；

图3为染料2a锦纶染色的升温上染速率曲线图(b)120℃。

具体实施方式：

基本实施例：

采用交联型分散染料对锦纶织物进行染色，染色工艺步骤如下：

70℃下依次在染缸中注入酸碱调节剂、促染剂、染液，以1-1.5℃/min的速率升温至120℃，保温45-60min，后进行降温、排水、皂洗。皂洗的工艺处方为皂洗剂1-2g/L，温度90-95℃，时间10-15min。

工艺处方：

交联型分散染料选择：

采用的六只交联型分散染料分子结构如下式所示，分别表示为染料2a、2b、2c、3a、3b、3c。

分散染料的研磨加工：染料与分散剂的重量比为1:1，加入适量的水进行研磨，配制成1g/L(以纯染料计算)分散染料母液。

基于以下工艺，分别调整染色温度选择、分散染料选择、分散剂选择、表面活性剂的选择、促染剂的选择，并测试对染色效果的影响。

实施例1、染色温度的选择对染色效果的影响：

选择分散剂为NNO，采用上述六只染料中的染料2a，染料浓度1％(owf，以纯染料计算)，硫酸铵1g/L，浴比50:1。按上述处方配制一组相同的染色试样，40℃时，将所有的染杯同时投入染色样机，保温5min后，以1℃/min速度进行升温至110℃或120℃，保温一段时间。在升温和保温过程中，每隔10min取出一个样，用自来水清洗，后进行自然晾干。分别测定其K/S值，其结果见图2、图3。

从图2、图3可以看出，染料2a随着温度升高，其染样颜色不断加深，上染率不断增加。对于110℃来说，保温100min尚未达到平衡，其染样表观色深值K/S没有达到稳定。而对于120℃情况下，其K/S值到60min后基本稳定，说明其染色已经达到平衡。

实施例2、分散染料的选择对染色效果的影响：

采用本发明的染色工艺，其中：采用上述六只分散染料，分散剂为NNO，染料浓度1％(owf，以纯染料计算)，硫酸铵1g/L，浴比50:1。40℃时，将染杯投入染色样机，保温5min后，以1℃/min速度进行升温至120℃，保温60min，后降温至80℃取样，进行皂洗。皂洗工艺为皂洗剂为2g/L，95℃，10-15min。分别测定其K/S值，其结果见表1。

表1、不同分散染料染色K/S值

染料品种	K/S值
		2a	3.33
2b	1.86
		2c	4.31
3a	0.63
		3b	1.14
3c	4.01

从上述情况看，六只不同的染料，其得色情况有较大的差异，但整体得色较浅，其中染料3a得色最浅。由于所有染样均经过皂洗，所以其色深值K/S显得更低。

实施例3、表面活性剂的选择对染色效果的影响：

基于实施例2，选用着色最差的染料3a，添加各种不同的表面活性剂，观察其染色效果。染色工艺与实施例2中所述相同。助剂的浓度为1g/L，分别测定其染样的K/S值，结果见表2。

表2、不同助剂对染料3a锦纶染色的影响

从表2看出，非离子表面活性剂的加入，均能提高染料3a的上染率，K/S值比不加助剂时(0.63)要大，其中平平加O、吐温80的效果最为明显。而阴离子型表面活性剂加入，反而降低了得色，颜色变浅。这可能是因为非离子表面活性剂在溶液中容易形成胶束，增加了染料的溶解速度，从而提高分散染料在纤维表面的吸附速率与吸附量，增加上染速率。

实施例4、分散剂的选择对染色的影响：

基于实施例2，采用染料3a，改变分散剂品种，研磨工艺与上述相同，配制成含纯染料1g/L的悬浮液，通过纳米粒度及电位分析仪测试染料母液的粒径以及Zeta电位。并采用实施例2中所述的染色工艺对锦纶织物进行染色，分别测定染样的K/S值，结果见表3。

表3、各类分散剂对分散稳定性与锦纶染色的影响

从表3可以看出，经过与不同分散剂研磨，其分散染料粒径与Zeta电位有较大的差异。众所周知，Zeta电位的绝对值越大，粒径越小，分散染料的分散稳定性越好，染色速率也就越快，匀染性也好。

从染样的K/S值看，Tile-6405、这两只分散剂具有较高的得色，K/S值分别为0.79、1.02，可能这类染料的Zeta电位绝对值较低，能较好地被吸附到纤维表面，同时也能通过锚固作用吸附分散染料颗粒或分子，将染料分子集聚到纤维表面，从而有效增加了纤维内外染料分子的浓度梯度，加快染料的扩散与上染。尽管其得色较好，但其Zeta电位绝对值偏小、粒径也偏大，分散染料溶液的分散稳定性较差，不适合单独作为分散剂使用，可以作为外加添加剂使用。

比较其他几种分散剂的各项指标参数，可以发现分散剂NNO的Zeta电位(为-53.6mV)绝对值较高，粒径又较小(331.3nm)，染色样表观色深值又较高的(为0.64)。因此，该分散剂既具有较好的分散稳定性，又具有较好的助染效果。可被优先使用。

实施例5、促染剂的选择对染色效果的影响：

基于实施例2，选择分散剂NNO，与分散染料3a以1:1(w/w)比例进行研磨，采用超分散剂与表面活性剂吐温80(Tween)以不同的比例(w/w)进行混合，总浓度为1g/L，以实施例2中所述的染色工艺对锦纶织物进行染色，分别测定染样的K/S值，结果见表4。

表4、促染剂配制比例对染色的影响

CP72L:Tween80	K/S
		1:0	2.05
4:1	2.25
		3:2	1.94
2:3	1.78
		1:4	1.64
0:1	1.52

从上表可以看出，当交联分散染料与分散剂NNO以1:1(w/w)研磨配制分散染液，超分散剂作为外加添加剂加入，具有较好的促染作用，其K/S值比单独采用这两种分散剂进行研磨染色(K/S值分别为0.64、1.02)有了明显的提升，其K/S值为2.05。而当超分散剂与Tween进行复配，其比例为4:1时，能获得最为理想的染色效果，K/S值又有了提升，达到了2.25。说明，当两者比例为4:1时，具有增效作用，起到了较好的协同效应。

实施例6、促染剂对不同分散染料的染色效果：

基于实施例5，选择将与Tween80以4:1(w/w)进行复配，获得促染剂CJ，并应用于其他五只交联分散染料，染料均与分散剂NNO以1:1(w/w)进行研磨，促染剂CJ浓度分别为0.5g/L、1.0g/L，以实施例2中所述的染色工艺对锦纶织物进行染色，分别测定染样的K/S值，并与未添加促染剂的空白染样进行比较，结果见表5。

表5、促染剂对不同交联型分散染料锦纶染色的影响

从上表5可以发现：促染剂CJ的加入，对交联型分散染料的染色具有明显促染作用，对于同一只分散染料而言，染样的K/S值均具有明显的增长。而对于0.5与1.0两个不同的浓度(g/L)，K/S值变化不是很大。

色牢度性能检测：

根据实施例5加入促染剂的染色工艺，将六只交联型分散染料制成1:1的标准色样，分别按ISO105-C06:1994(E)和GB/T3920-2008标准测定其水洗与摩擦牢度，结果见表6。

表6：加入促染剂后交联型分散染料的各项色牢度性能

从上表6可以发现：这六只交联型分散染料采用本发明的染色工艺与促染剂，对锦纶进行染色，呈现较为满意的色牢度性能。

通过上述研究表明，采用本发明获得的染色工艺与促染剂，能使交联型分散染料对锦纶实现较好的上染，并获得较好的色牢度性能。

Claims (10)

1.一种用于锦纶染色的促染剂，其特征在于，包括按重量百分比的以下组成：

活性组分 20-100％

水 0-80％

所述活性组包括按重量百分比的下述组成：10-30％水溶性非离子表面活性剂，70-90％水性超分散剂；

其中：

水溶性非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚型、聚醚型非离子表面活性剂的一种；

水系超分散剂为聚酯型、聚醚型、聚丙烯酸酯型、聚烯烃型高分子分散剂的一种。

2.根据权利要求1所述的一种用于锦纶染色的促染剂，其特征在于：所述的水溶性非离子表面活性剂为Tween80。

3.根据权利要求1所述的一种用于锦纶染色的促染剂，其特征在于：水系超分散剂选自BASF生产的分散剂 CP72L、镇江市天龙化工有限公司生产的超分散剂Tile-6405的一种。

4.根据权利要求1所述的一种用于锦纶染色的促染剂，其特征在于：所述的水溶性非离子表面活性剂为Tween80，水系超分散剂选自 CP72L， CP72L与Tween80以重量比4:1进行复配。

5.一种采用权利要求1所述促染剂对锦纶染色的工艺，其特征在于：

染色工艺处方：

工艺步骤：70℃下依次在染缸中注入酸碱调节剂、促染剂、染液，以1-1.5℃/min的速率升温至120℃，保温45-60min，后进行降温、排水、皂洗。

6.根据权利要求5所述一种锦纶染色的工艺，其特征在于：交联型分散染料分子结构式为：

式中：R为烃基，Dye为具有偶氮、蒽醌分散染料分子结构特征的残基。

7.根据权利要求6所述一种锦纶染色的工艺，其特征在于：R为脂肪烃基或芳香烃基。

8.根据权利要求5所述一种锦纶染色的工艺，其特征在于：交联型分散染料的用量为1％owf。

9.根据权利要求5所述一种锦纶染色的工艺，其特征在于：酸碱调节剂选自醋酸、硫酸铵的一种或几种。

10.根据权利要求5所述一种锦纶染色的工艺，其特征在于：皂洗的工艺处方为皂洗剂1-2g/L，温度90-95℃，时间10-15min。