CN110359299A - 一种涤纶低温染色携染剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涤纶低温染色携染剂及其制备方法和应用，其特征在于，携染剂包括下述组成：甲基丙烯酸苯酯70%‑90%，复合乳化剂10％‑30％，所述的的复合乳化剂由非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成，首先采用低分子胺对涤纶进行预处理，使纤维胺解，降低涤纶结晶度，有利于携染剂和染料的吸附和扩散，同时在纤维表面产生刻蚀凹坑，使纤维对光产生多次反射，起到染色增深作用；然后在携染剂存在下，进行涤纶分散染料常压染色，染色温度低至85～100℃，其K/S值和染色牢度可达到或超过统高温高压染色织物。

Description

一种涤纶低温染色携染剂及其制备方法和应用

技术领域：

本发明属于印染助剂领域，更具体的是涉及一种涤纶低温染色携染剂及其制备方法和应用。

背景技术：

涤纶纤维具有优良的耐热性、耐光性、化学稳定性和尺寸稳定性，可纯纺也可与其它纤维混纺或交织，具有广泛的应用领域。由于涤纶是疏水性合成纤维，分子结构中缺少能和染料发生结合的活性基团，纤维结晶度高，分子排列比较紧密，常压沸染，染料难以扩散进入纤维内部把纤维染透。

只有在高温条件下，纤维分子链运动加剧，瞬时间形成较大的空隙，染料分子才能进入到纤维内部。因此，涤纶对染色条件要求较高，需要采用高温高压法(120℃-130℃)或热熔法(180℃-220℃)进行染色。高温高压染色存在工艺复杂、成本和能耗高等不足之处，特别是近年来随着涤纶与其它纤维混纺面料的需求日益增加，一些不耐高温纤维，如羊毛、蚕丝、氨纶等与涤纶纤维混纺，高温高压染色技术的不适用性也日益凸现。因此，对涤纶及其混纺产品进行低温常压染色工业化探索具有重要的理论和现实意义。

携染剂在染浴中能快速进入到涤纶纤维无定形区，增塑纤维，削弱纤维分子间的作用力，降低其玻璃化温度，有助于染料快速扩散，可以降低涤纶的染色温度。但是，常用的涤纶染色携染剂大多为冬青油、甲基萘、苯基苯酚、氯苯、苯甲醇、苯甲酸、二甲基苯、二甲基联苯、二甲基联苯醚、乙缩式乙二醇、甲基苯甲酸酯、苯酚醚、萘酚醚、邻苯甲酰胺等化合物，存在毒性大、气味重、生物降解性差，对环境污染严重等问题，使得携染剂在染色应用中受到了很大限制。

针对目前携染剂染色存在的问题，积极研发无毒无味、易生物降解、促染效果好、匀染性好的环保型涤纶染色携染剂势在必行。

发明内容：

本发明第一方面的目的在于提供一种促染效果好，不影响织物色光和牢度、染后易洗除、匀染性好的环保型涤纶低温染色携染剂。

本发明采取的技术方案如下：

一种涤纶低温染色携染剂，其特征在于：包括按质量百分比的下述组成：

甲基丙烯酸苯酯70％-90％

复合乳化剂10％-30％

所述的的复合乳化剂由非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成。

优选地：

所述非离子表面活性剂/阴离子表面活性剂的质量之比为3:1-4:1。

所述的非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯或/和十八醇聚氧乙烯醚，阴离子表面活性剂为木质素磺酸钠、分散剂NNO或/和分散剂MF。

本发明第二方面目的是提供一种涤纶低温染色携染剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将甲基丙烯酸苯酯和复合乳化剂按比例进行混合乳化，制备涤纶低温染色携染剂；所述的乳化方法为：将甲基丙烯酸苯酯加入复配好的复合乳化剂中，混合物成液状，然后在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，制备得涤纶低温染色携染剂。

本发明第三方面目的是提供一种涤纶低温染色方法，其特征在于，包括以下步骤：首先采用低分子胺对涤纶进行预处理，使纤维胺解，降低涤纶结晶度，同时在纤维表面产生刻蚀凹坑，使纤维对光产生多次反射，起到染色增深作用；然后在携染剂存在下，进行涤纶分散染料常压低温染色。

优选地：

一种涤纶低温染色方法，其特征在于：

(1)胺解预处理工艺：乙二胺用量5-20g/L，浴比1：30；70-100℃条件下处理20-40分钟，水洗；

(2)染色工艺：分散染料用量1-6％owf，携染剂用量2-10g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到80-100℃，保温60分钟，水洗，烘干。

进一步地：

一种涤纶低温染色方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)携染剂的制备：将质量分数16％脂肪酸聚氧乙烯酯和质量分数4％木质素磺酸钠复配成复合乳化剂，将质量分数80％甲基丙烯酸苯酯加入复合乳化剂中混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀得涤纶低温染色携染剂；

(2)染色工艺：

胺解处理：乙二胺用量10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗；

染色工艺：分散染料用量1-4％owf，携染剂用量4g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。

本发明的原理及有益效果如下：

(1)本发明制备一种促染效果好、不降低染料亲和力、不影响色泽和牢度、匀染性好的携染剂，并将携染剂应用于涤纶常压低温染色上。本发明可以降低涤纶纤维染色温度，一方面可以降低印染企业能耗、节约成本；另一方面，可以解决高温对涤纶混纺织物中氨纶、黏胶、羊毛、真丝等不耐高温纤维的影响问题，为不耐高温涤纶混纺产品染色提供一条有效途径，拓展了涤纶及其混纺产品的染色技术，对国民经济和社会发展具有重要的现实意义。

(2)本发明制备的携染剂主要成分甲基丙烯酸苯酯是含有反应性基团乙烯基的带苯环的酯，反应性基团可显著改善涤纶染色性能，提高上染率和色牢度，从根本上解决了目前常用染色携染剂没有可反应基团的结构缺陷，新携染剂具有使用量少、促染效果好、沸点高、不易挥发、色光鲜艳、匀染性好、染色牢度好的优点。

(3)由于甲基丙烯酸苯酯水溶性小，单独作为携染剂进行涤纶染色时，容易生成助剂斑，造成染疵。因此必须对其进行乳化分散，使其乳化成乳液，染色时必须保持乳液稳定，故需慎重选择乳化剂，否则影响分散染料上染性能。实践证明，单一表面活性剂效果常不及复配物。表面活性剂与同类或不同类表面活性剂按比例复配，可产生协同效应。阴、非离子表面活性剂按一定比例配制的复配型助剂，在阴离子型表面活性剂溶液中添加非离子型表面活性剂后，临界胶束浓度会降低，胶束增大，胶束数量增多，可以起到提高表面活性剂浴稳定性的作用。本发明采用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复合乳化剂对甲基丙烯酸苯酯进行乳化，制备出乳化稳定性好的携染剂。

(4)由于甲基丙烯酸苯酯沸点为249.3℃，是一种高沸点的化合物，在染色时无受热挥发现象，克服了常规携染剂沸点较低、易挥发、气味重的缺点，既可以增溶分散染料，又可增塑纤维，促染效果好，低温染色效果好。

(5)本发明首先采用低分子胺对涤纶进行预处理，使纤维胺解，降低涤纶结晶度，有利于涤纶低温染色，同时在纤维表面产生刻蚀凹坑，使纤维对光产生多次反射，起到染色增深作用；然后在携染剂存在下，进行涤纶分散染料常压染色，染色温度低至80～100℃，经试验证实，其K/S值和染色牢度可达到或超过统高温高压染色织物。

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施方式：

实施例1：

在本实施例中，提供一种涤纶染色携染剂，所述携染剂中各组分的比例(质量百分比)分别为：80％甲基丙烯酸苯酯，16％脂肪酸聚氧乙烯酯，4％木质素磺酸钠。将甲基丙烯酸苯酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，木质素磺酸钠按比例混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，即得到涤纶染色携染剂A。

实施例2：

在本实施例中，提供一种涤纶染色携染剂，所述携染剂中各组分的比例(质量百分比)分别为：80％甲基丙烯酸苯酯，16％脂肪酸聚氧乙烯酯，4％分散剂NNO。将甲基丙烯酸苯酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，分散剂NNO按比例混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，即得到涤纶染色携染剂B。

实施例3：

在本实施例中，提供一种涤纶染色携染剂，所述携染剂中各组分的比例(质量百分比)分别为：80％甲基丙烯酸苯酯，16％十八醇聚氧乙烯醚，4％木质素磺酸钠。将甲基丙烯酸苯酯，十八醇聚氧乙烯醚，木质素磺酸钠按比例混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，即得到涤纶染色携染剂C。

实施例4：

在本实施例中，提供一种涤纶染色携染剂，所述携染剂中各组分的比例(质量百分比)分别为：80％甲基丙烯酸苯酯，16％十八醇聚氧乙烯醚，4％分散剂NNO。将甲基丙烯酸苯酯，十八醇聚氧乙烯醚，木质素磺酸钠按比例混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，即得到涤纶染色携染剂D。

实施例5：

在本实施例中，提供一种涤纶染色携染剂，所述携染剂中各组分的比例(质量百分比)分别为：70％甲基丙烯酸苯酯，24％脂肪酸聚氧乙烯酯，6％木质素磺酸钠。将甲基丙烯酸苯酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，木质素磺酸钠按比例混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，即得到涤纶染色携染剂E。

实施例6：

在本实施例中，提供一种涤纶染色携染剂，所述携染剂中各组分的比例(质量百分比)分别为：90％甲基丙烯酸苯酯，8％脂肪酸聚氧乙烯酯，2％木质素磺酸钠。将甲基丙烯酸苯酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，木质素磺酸钠按比例混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，即得到涤纶染色携染剂F。

实施例7：

在本实施例中，提供一种涤纶染色携染剂，所述携染剂中组分为：100％甲基丙烯酸苯酯，即为涤纶染色携染剂G。

应用实施例：

为验证本发明所述的涤纶染色携染剂的性能，在本应用实施例中，以涤纶导染剂RY-103作为对比例，对上述实施例获得的所述涤纶染色携染剂A～F进行染色试验。

染色工艺：

(1)首先对涤纶织物进行胺解处理，乙二胺用量10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗。然后进行染色，

(2)染色工艺：

①分散染料托拉斯蓝用量3％owf，涤纶导染剂RY-103(张家港市瑞悦化工有限公司)用量8g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。

②散染料托拉斯蓝用量3％owf，携染剂用量4g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。

测试染色布样的K/S值和色牢度，获得表1数据。

表1、涤纶织物染色性能对比

由表1可以看出：

本发明制备的携染剂有良好的导染效果，其深染性和色牢度均优于市场上的涤纶导染剂RY-103。复合乳化剂中非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的种类会影响携染剂的导染性能，其中酯酯型结构聚氧乙烯类非离子表面活性剂较醚型结构的非离子表面活性剂乳化促染效果好；酚系阴离子表面活性剂(木质素磺酸钠)比萘系阴离子表面活性剂(分散剂NNO)乳化促染效果好，带酚基的阴离子表面活性剂能与染料分子中的羟基或氨基以氢键结合，在染料粒子周围形成一层强的负电荷层，使得染料粒子在水中相互排斥形成分散状态，可以提高乳液分散稳定性。

携染剂中甲基丙烯酸苯酯的含量不同，其促染效果不同。由于甲基丙烯酸苯酯水溶性小，单独作为携染剂进行涤纶染色时，容易生成助剂斑，造成染疵。因此必须对其进行乳化分散，使其乳化成乳液，染色时必须保持乳液稳定，故需慎重选择乳化剂，否则影响分散染料上染性能。

实施例8：胺解预处理工艺对涤纶染色效果的影响

步骤a.胺解预处理：

乙二胺用量10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗。

步骤b.染色工艺：

(1)不添加携染剂：分散染料托拉斯蓝用量3％owf，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干

(2)添加携染剂：分散染料托拉斯蓝用量3％owf，携染剂A用量4g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干，测试染色布样的K/S值，获得表1数据。

测试染色布样的K/S值和色牢度，获得表2、表3数据。

表2、无携染剂条件下胺解处理前后涤纶的染色性能对比。

样品	K/S
		未胺解处理	3.4165
胺解处理	4.5351

。

表3、携染剂存在下胺解处理前后涤纶的染色性能对比。

样品	K/S
		未胺解处理	4.1135
胺解处理	6.9114

。

由表2、表3可以看出：

1、经过胺解处理后，涤纶织物染色的K/S值增大，得色量增加。采用乙二胺对涤纶进行预处理，可以使纤维胺解，降低涤纶结晶度，有利于涤纶低温染色，同时在纤维表面产生刻蚀凹坑，使纤维对光产生多次反射，起到染色增深作用。

2、携染剂既可以增溶分散染料，又可增塑纤维，可以起到良好的促染效果，胺解处理后有利于染料和携染剂的吸附和扩散，使染色得色量增加。

实施例9：乙二胺用量对涤纶染色性能的影响

(1)胺解处理：乙二胺用量分别为5、10、15g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗。

(2)染色工艺：分散染料用量3％owf，携染剂用量4g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。

采用上述工艺，调整乙二胺用量，测试其对涤纶染色性能的影响，结果如表4所示。

表4、乙二胺用量对染色性能的影响。

乙二胺用量(g/L)	K/S
		5	6.0213
10	6.9114
		15	7.8465

。

由表4可以看出：随着乙二胺用量的增加，K/S值增大，得色量增加。综合考虑强力因素，当乙二胺用量为10g/L时，效果为最佳。

实施例10：携染剂用量对涤纶染色性能的影响

(1)胺解处理：乙二胺用量为10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗。

(2)染色工艺：分散染料用量3％owf，携染剂A用量分别为2、4、6、8g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。

采用上述工艺，调整携染剂A用量，测试其对涤纶染色性能的影响，结果如表5所示。

表5、携染剂A用量对染色性能的影响。

携染剂A用量(g/L)	K/S
		2	4.9223
4	6.9114
		6	7.0465
8	6.7925

。

由表5可以看出：随着携染剂A用量的增加，K/S值增大，得色量增加。但携染剂超过一定量后，继续增加携染剂用量，对染料的溶解作用增大，得色量反而有所降低。综合考虑，当携染剂A用量为4g/L时，效果较好。

实施例11：不同染色温度对染色性能的影响

(1)胺解处理：乙二胺用量为10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗。

(2)染色工艺：

①无携染剂条件下：分散染料用量3％owf，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到不同温度℃，保温60分钟，水洗，烘干。

②分散染料用量3％owf，携染剂用量4g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到不同温度，保温60分钟，水洗，烘干。

采用上述工艺，调整不同染色温度，测试其对染色性能的影响，如表6、表7所示。

表6、无携染剂条件下染色温度对染色性能的影响。

染色温度(℃)	K/S
		70	3.7051
80	5.1873
		90	5.6242
100	5.7319

。

表7、携染剂存在条件下染色温度对染色性能的影响。

染色温度(℃)	K/S
		70	4.7431
80	5.6813
		90	6.9114
100	8.4319

。

由表6、表7可以看出：随着染色温度的升高，K/S值进一步升高。

实施例12：与常规高温高压染色性能对比

(1)常规高温高压染色工艺：分散染料用量3％owf，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到130℃，保温60分钟，水洗，烘干。

(2)本发明染色工艺：

①首先进行胺解处理：乙二胺用量为10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗。

②分散染料用量3％owf，携染剂用量4g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。

将上述样品的染色性能进行对比，结果见表8。

表8、染色性能

从表8可以看出，本发明所得染色织物染色牢度与传统高温高压染色织物相当，在染色温度为90℃条件下，涤纶织物染色深度优于常规高温高压法。

分析总结：

1.本发明制备的携染剂主要成分选择甲基丙烯酸苯酯，是含有反应性基团乙烯基的带苯环的酯，反应性基团可显著改善涤纶染色性能，提高上染率和色牢度，从根本上解决了目前常用染色携染剂没有可反应基团的结构缺陷。由于甲基丙烯酸苯酯水溶性小，单独作为携染剂进行涤纶染色时，容易生成助剂斑，造成染疵。因此，本发明采用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂对甲基丙烯酸苯酯进行乳化，制备出乳化稳定性好的携染剂。新携染剂具有使用量少、促染效果好、色光鲜艳、匀染性好、染色牢度好的优点，具有广阔的应用前景。

2.由于甲基丙烯酸苯酯沸点为249.3℃，是一种高沸点的化合物，在染色时无受热挥发现象，克服了常规携染剂沸点较低、易挥发、气味重的缺点。

3.另一方面，本发明首先采用低分子胺对涤纶进行预处理，使纤维胺解，降低涤纶结晶度，有利于携染剂和染料的吸附和扩散，同时在纤维表面产生刻蚀凹坑，使纤维对光产生多次反射，起到染色增深作用；然后在携染剂存在下，进行涤纶分散染料常压染色，染色温度低至85～100℃，经试验证实，其K/S值和染色牢度可达到或超过统高温高压染色织物。

4.根据本发明实施例，及应用检测分析，综合最优的实施方式如下：

(1)携染剂的制备：将80％甲基丙烯酸苯酯加入由16％脂肪酸聚氧乙烯酯和4％木质素磺酸钠复配好的复合乳化剂中(各组分按质量份)，混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀。

(2)染色工艺：

胺解处理：乙二胺用量10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗。

染色工艺：分散染料用量1-4％owf(根据所需颜色深浅而定)，携染剂用量4g/L，pH＝4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。

Claims (7)

1.一种涤纶低温染色携染剂，其特征在于：包括按质量百分比的下述组成：

甲基丙烯酸苯酯 70%-90%

复合乳化剂 10％-30％

所述的的复合乳化剂由非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成。

2.根据权利要求1所述的一种涤纶低温染色携染剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂/阴离子表面活性剂的质量之比为3:1～4:1。

3.根据权利要求1所述的一种涤纶低温染色携染剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯或十八醇聚氧乙烯醚，阴离子表面活性剂为木质素磺酸钠、分散剂NNO或分散剂MF。

4.一种涤纶低温染色携染剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将甲基丙烯酸苯酯和复合乳化剂按比例进行混合乳化，制备涤纶低温染色携染剂；所述的乳化方法为：将甲基丙烯酸苯酯加入复配好的复合乳化剂中，混合物成液状，然后在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀，制备得涤纶低温染色携染剂。

5.一种涤纶低温染色方法，其特征在于，包括以下步骤：首先采用低分子胺对涤纶进行预处理，使纤维胺解，降低涤纶结晶度，同时在纤维表面产生刻蚀凹坑，使纤维对光产生多次反射，起到染色增深作用；然后在携染剂存在下，进行涤纶分散染料常压低温染色。

6.根据权利要求5所述的一种涤纶低温染色方法，其特征在于：

（1）胺解预处理工艺：乙二胺用量5-20g/L，浴比1：30；70-100℃条件下处理20-40分钟，水洗；

（2）染色工艺：分散染料用量1-6%owf，携染剂用量2-10g/L，pH=4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到80-100℃，保温60分钟，水洗，烘干。

7.根据权利要求5所述的一种涤纶低温染色方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）携染剂的制备：将质量分数16%脂肪酸聚氧乙烯酯和质量分数4%木质素磺酸钠复配成复合乳化剂，将质量分数80%甲基丙烯酸苯酯加入复合乳化剂中混合，在乳化机中剧烈搅拌，并缓慢加入质量为甲基丙烯酸苯酯与复合乳化剂总质量2倍的水，搅拌均匀得涤纶低温染色携染剂；

（2）染色工艺：

胺解处理：乙二胺用量10g/L，浴比1：30；90℃条件下处理30分钟，水洗；

染色工艺：分散染料用量1-4%owf，携染剂用量4g/L，pH=4.5，浴比1：30,室温下入染，1℃/min升温到90℃，保温60分钟，水洗，烘干。