CN111749034B - 一种多功能乳化剂及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能乳化剂，涉及染整助剂的技术领域，包括以下重量份数的组分∶非离子型复合乳化剂8～10份、脂肪醇基葡萄糖苷1～3份、冰醋酸1～3份、植物型环保表面活性剂8～10份、异癸醇1～2份、水72～81份。本发明具有提高乳化效果、缩短工艺流程并起到节能减排的优点。

Description

一种多功能乳化剂及应用
技术领域
本发明涉及染整助剂的技术领域，尤其是涉及一种多功能乳化剂及应用。
背景技术
纺织品的印染加工技术中，特别是在溢流缸或气流缸的浸渍法工艺中，加工均匀是非常重要的概念，无论是前处理、染色、回修等工艺中，如果处理的不均匀，最终会体现在织物的染色布面效果上。我们常见的纺织助剂有前处理、染色等助剂，比如除油剂、退浆剂、精练剂、匀染剂等，这些助剂的开发都有明确的应用方向，比如除油剂主要是去除布面上的纺丝油剂；退浆剂主要是协助去除布面上的化学浆料；精练剂主要是乳化油脂、蜡质等物质，提高织物毛效；匀染剂主要有亲染料型或亲纤维型，目的是改善染料的上染性能提高匀染性。这些助剂在实际应用的过程中，染厂普遍都会反应在一些特定的情况下，这些助剂都没有起到关键作用，在染色时表现出色迹、色花、颜色萎暗等问题，在我们长期工作中经验总结，乳化分散是至关重要的性能，这也是市场很多纺织助剂欠缺或性能不足的地方。比如，除油剂虽然能将布面上的纺丝油剂去除下来，但是并不能将这些纺丝油剂乳化分散在水中，特别是氨纶油剂，这些油剂因助剂乳化力的不足，特别是降温至60度时的低温乳化效果，导致出现凝聚，飘在工作液的表面或粘附在缸壁上，最终这些油剂在染色时，会与染料结合，影响染色均匀性，表现出色迹、色花等现象。
乳化剂通常是指表面活性剂，这种物质在溶液中加入少量时即显著降低其表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、分散、起泡、增溶等一系列的作用，以满足应用的要求。乳化剂都具有与乳化粒子相互作用的能力，故能以络合的方式加到被保护的粒子上，从而使被保护粒子的电荷和溶剂化物膜增强，体系的稳定性得到提高，由于乳化剂的作用，使本来不能混合到一起的两种液体能够混到一起的现象称为乳化现象。
随着染厂为了节省成本，常常会偷工艺，经常采用前处理、染色一浴法工艺，使得机缸中的染色工作液体系，物质更加复杂，比如含油剂、污渍、浆料等杂质，染色时必须保证在这些复杂的杂质存在的条件下，依然染色均匀。因此，这个体系的稳定性很重要，一旦出现不均匀的现象，就会直接导致染色出现疵病。作为纺织助剂的开发人员，必须充分考虑染厂的实际情况，反思现有助剂的性能特点，必须弥补现有助剂性能的不足或不正确的使用，才能保证染色顺利的进行。为了让机缸工作液的体系更加稳定，防止出现杂质的凝聚返沾、或染料的溶解度差等问题导致的染色疵病，需要开发一只功能强大，应用更为广泛，确保染色顺利进行的乳化分散剂。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多功能乳化剂及应用，通过复配得到多功能乳化剂，具有对染料以及硅油更好的乳化效果。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的∶
一种多功能乳化剂，包括以下重量份数的组分∶
Figure BDA0002569232800000021
通过采用上述技术方案，非离子型复合乳化剂能够有效的乳化油污及其硅油；
脂肪醇基葡萄糖苷和冰醋酸的组合能够有效的保证产品具有极佳的稳定性，在严苛的条件下也能够让体系稳定；
植物型环保表面活性剂能够有效的将非离子复合乳化剂乳化好的油污和硅油，保持高效的分散于水中，不再返沾织物表面或者缸体表面；
异癸醇能够很好的捏合各组分的协同渗透，保证各组分能够第一时间作用于织物内部，起到增效作用；
通过个组分之间的复配，应用于印染工艺中，最终可以缩短工艺流程，起到节能减排的功效。
并且多功能乳化剂在80度的条件下可以耐元明粉80g/L和纯碱30g/L，决定其可与活性染料同浴染色，这样的好处可以防止针织布大量的化纤油剂影响染色的均匀性，而市场上的除油剂都不耐少量的元明粉和纯碱，特别是高温时会快速破乳絮凝，因此，市场上常见的除油剂都不能用于活性染料同浴染色。
本发明进一步设置为∶包括以下重量份数的组分∶
Figure BDA0002569232800000031
本发明进一步设置为∶非离子型复合乳化剂包括异构十醇聚氧乙烯醚、十六醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚；同时三者的重量比为∶异构十醇聚氧乙烯醚∶十六醇聚氧乙烯醚∶仲醇聚氧乙烯醚＝1∶2∶0.6。
本发明进一步设置为∶所述异构十醇聚氧乙烯醚中的聚醚链节为5，所述十六醇聚氧乙烯醚中的聚醚链节为7，所述仲醇聚氧乙烯醚中的聚醚链节为9。
本发明进一步设置为∶脂肪醇基葡萄糖苷的结构为月桂醇和十六醇的混合醇，其中月桂醇和十六醇的重量比为2∶1。
本发明进一步设置为∶所述植物型环保表面活性剂，包括聚醚链节为30的腰果酚聚氧乙烯醚和聚醚链节为100的腰果酚聚氧乙烯醚，两者的重量比为1∶2。
一种多功能乳化剂的应用，将上述多功能乳化剂添加应用于印染工艺中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是∶
1、通过本申请中的复配组分得到的多功能乳化剂具有比一般乳化剂更加突出的乳化、分散和增溶能力，可以充分防止纺丝油的凝聚返沾，同时具有更佳的应对恶劣环境的能力，除油的效果和染色的一次成功率大大提高，对于硅油的乳化分散更强；
2、通过本申请中的复配组分得到的多功能乳化剂对于各类染料具有优良的增溶作用，有助于改善染色的均匀性和鲜艳度，提高染色一次成功率；
3、通过将本申请中的多功能乳化剂应用于印染工艺中后，缩短了工艺流程，同时又起到节能减排的作用。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1∶
本发明公开的一种多功能乳化剂，包括以下重量份数的组分∶
Figure BDA0002569232800000041
其中，非离子型复合乳化剂包括聚醚链节为5的异构十醇聚氧乙烯醚、聚醚链节为7的十六醇聚氧乙烯醚、聚醚链节为9的仲醇聚氧乙烯醚；同时三者的重量比为∶异构十醇聚氧乙烯醚∶十六醇聚氧乙烯醚∶仲醇聚氧乙烯醚＝1∶2∶0.6。
脂肪醇基葡萄糖苷为月桂醇和十六醇的混合醇，其中月桂醇和十六醇的重量比为2∶1。
植物型环保表面活性剂包括聚醚链节为30的腰果酚聚氧乙烯醚和聚醚链节为100腰果酚聚氧乙烯醚，两者的重量比为1∶2。
一种多功能乳化剂的应用为织物回修工艺，包括以下工艺步骤：
将待回修的涤棉布、锦棉布、全涤布、锦纶布或全棉布打入溢流缸，水位控制在3吨，加入2公斤醋酸，6公斤多功能乳化剂，织物运转10分钟后，再加入分散染料，以2℃/min升温至90度保温10分钟后，再以1℃/min升温至130℃保温30分钟后，以2℃/min降温至60℃排液溢流洗5分钟即可。
实施例2～5与实施例1的区别在于多功能乳化剂中各组分按重量份数计为下表。
Figure BDA0002569232800000042
Figure BDA0002569232800000051
实施例6与实施例1的区别在于：
一种多功能乳化剂的应用为锦棉罗马布的前处理染色一浴一步法工艺，包括以下步骤：
将织物打入溢流缸，水位控制在3吨，常温加入多功能乳化剂10公斤，运转10分钟后，再打入元明粉，按20分钟缓慢打入机缸，紧接着打入活性染料，按20分钟缓慢打入机缸后，以1℃/min升温至60℃保温运转20分钟，打入纯碱固色，按20分钟缓慢打入机缸，继续保温40分钟固色，染色结束后，降温溢流水洗，完成锦棉罗马布活性染料的染色。
实施例7与实施例1的区别在于：
一种多功能乳化剂的应用为全涤氨纶梭织四面弹分散染料宝蓝色染色工艺，包括以下步骤：
首先将织物打入溢流缸，水位控制在3吨，常温加入6公斤多功能乳化剂，运转10分钟后，先后分别按5分钟的时间打入3公斤冰醋酸、3公斤抗还原剂EL-A和3公斤超细纤维匀染剂2001浓，再按10分钟的时间缓慢打入分散染料,染料的配方为：200％R艳蓝1.25％(o.w.f)；200％CRE宝蓝1.10％(o.w.f)；SE-4GL嫩黄0.14％(o.w.f)；以2℃/min升温至110℃保温运转20分钟，再以1℃/min升温至132℃保温运转50分钟，再以2℃/min降温至60℃对样排液，染色结束。
其中，抗还原剂EL-A、超细纤维匀染剂2001浓的生产厂家为绍兴海成化工有限公司；
染料200％R艳蓝、200％CRE宝蓝、SE-4GL嫩黄的生产厂家为龙盛集团。
对比例
对比例1：传统回修工艺，包括以下步骤：第一步是剥除硅油，首先将布打入溢流缸，水位控制在3吨，加入3公斤冰醋酸和5公斤清缸剂2080，以2℃/min升温至90℃保温20分钟，再以2℃/min降温至60℃溢流洗5分钟排液；然后再进清水，升温至70℃保温10分钟，再降温至60℃溢流洗5分钟排液。
对比例2：传统锦棉罗马布的前处理染色工艺，包括以下步骤：将布打入溢流缸，水位控制在3吨，常温加入5g/L纯碱、1g/L精练剂Q-2C和1g/L强力乳化剂EO，以2℃/min升温至70℃，打入1g/L双氧水后，以1.5℃/min升温至90度保温30分钟，再以2℃/min降温至50℃溢流水洗10分钟，完成锦棉罗马布的前处理工艺，紧接着按照活性染料染色的工艺正常进行。
对比例3中的多功能乳化剂用传化智联股份有限公司的同浴去油剂TF-129K；
对比例4中的多功能乳化剂用绍兴海成化工有限公司的强力乳化剂EO。
检测方法
1、定性检测乳化剂与各类阳离子相容性
试验方法：在250mL的玻璃杯中配置工作液，工作液中助剂的浓度为5g/L，阳离子染料X-GL或毛纺硅油739B的浓度为5g/L,静置30分钟后观察溶液外观。结果如下表。
Figure BDA0002569232800000061
毛纺硅油739B来源于：绍兴海成化工有限公司；
阳离子红X-GL来源于：约克夏(浙江)染化有限公司。
结论：由上表可看出，非离子的多功能乳化剂可以与阳离子染料或硅油相容，而市场常见的除油剂由于是阴/非离子，会与阳离子染料或阳离子性的硅油反应，因此多功能乳化剂比普通除油剂的应用面更广。比如，可与阳离子染料同上浴染改性涤纶或腈纶，既能提高阳离子染料的溶解度也可以防止化纤油剂的存在影响染色的均匀性和鲜艳度。多功能乳化剂也可用于机缸作为去油剂乳化去除部分硅油，或在硅油存在的条件下进行织物颜色的回修工艺，而市场常见的除油剂，如TF-129K，因其是阴/非离子，如果用于上硅油后织物的回修，一定会与硅油发生反应，形成硅油斑。
2、起泡高度测试
测试方法：采用GB/T7462-94的《表面活性剂发泡力的测定改进Ross-Miles法》进行测试。结果如下表。
Figure BDA0002569232800000071
结论：从表格中看出，多功能乳化剂的泡沫很低，而普通的除油剂EO泡沫比较高，特别是用量增加的情况下泡沫更加高，导致产品无法使用，从而不能充分发挥产品的作用。多功能乳化剂泡沫低的好处可以提高产品的用量从而更大程度发挥产品的性能，不会因为泡沫的问题而限制产品作用的发挥，在机缸中运用不会出现堵缸现象。
3、乳化分散能力测试
测试方法：用250mL的玻璃杯分别配置3g/L的助剂，然后分别滴加含有油溶性染料红的白油0.5g，玻璃杯边搅拌边煮沸5分钟后，静置30分钟后观察溶液外观。
结果如下表。
产品 实施例1 对比例3
现象 乳化分散均匀 凝聚
结论：市场常见的除油剂，如同浴去油剂TF-129K，往往侧重除去织物上油的能力，往往忽视对油的乳化分散能力，如果用于涤氨针织物的练染同浴去油工艺，会因为油剂的凝聚导致吸附染料，导致染色出现色点、色迹现象。由上表可看出，多功能乳化剂对白油的乳化分散能力很强大，可以让油剂充分的乳化分散开来，从而保证不影响染料的染色。
4、与白油同浴染色测试
测试方法：在红外小样染色机中进行染色实验，在染杯中配置100mL工作液，加入助剂2g/L、匀染剂2g/L、染料0.5％(o.w.f)、布重为5g，最后加入0.5克的白油；染料选择分散染料3BS红、酸性染料E-BL红、阳离子染料X-GRL红，分别按照对应常规染色工艺曲线进行染色。染色结束后，将布烘干，观察染色均匀性。
分散染料3BS红源于：龙盛集团；酸性染料E-BL红源于：上海雅运纺织化工股份有限公司；阳离子染料X-GRL红来源于：约克夏(浙江)染化有限公司。
结果如下表。
Figure BDA0002569232800000081
结论：多功能乳化剂对白油具有极强的乳化分散能力，能将白油充分的乳化分散在水中，防止染料与白油形成凝聚物影响染色，从而帮助染料均匀的上染织物。普通的去油剂往往侧重的是将布面上的油去除下来的能力，而对水溶液中的油的乳化力欠缺，容易导致染料与油的凝聚，从而影响染色。在染厂的实际运用中，坯布上的油剂无处不在，如果不能将这些油剂均匀的分散在水中，染色时就容易出现色花、色迹的现象。
5、与硅油同浴染色测试
测试方法：在红外小样染色机中进行染色实验，在染杯中配置100mL工作液，加入助剂2g/L、染料0.5％(o.w.f)、布重为5g，最后加入0.5克的硅油739B；染料选择分散染料3BS红、酸性染料E-BL红、阳离子染料X-GRL红，分别按照对应常规染色工艺曲线进行染色。染色结束后，将布烘干，观察染色均匀性。结果如下表。
Figure BDA0002569232800000082
结论：多功能乳化剂对硅油具有很好的乳化分散能力，能将硅油均匀的分散在水中或吸附在布面上，防止染料与硅油形成凝聚物影响染色，从而帮助染料均匀的上染织物。普通的去油剂一方面对硅油的乳化分散能力差，另一方面普通除油剂本身是阴/非离子会与阳离子的硅油发生离子键结合导致硅油凝聚，从而染色时出现色斑、色花。在染厂，每天会有几缸布因为颜色的偏差会进行回修，此时定过型的布面含有大量的硅油，在机缸回修时加入多功能乳化剂有助于防止硅油的凝聚，避免回修时出现硅油斑。
6、耐元明粉和纯碱能力测试
测试方法：在250mL玻璃杯中配置含不同浓度的纯碱和元明粉溶液，助剂的浓度是5g/L，在电炉上升温至80度保温30分钟，冷却后观察溶液的稳定性。
结果如下表：
Figure BDA0002569232800000091
结论：从表格中可以看出常用的除油剂并不耐纯碱和元明粉的溶液，因此不能用于活性染料的同浴染色，而多功能乳化剂耐元明粉和纯碱的稳定性非常好。比如锦棉罗马布采用免前处理活性染色一步法工艺，可以通过加入多功能乳化剂充分乳化分散油剂，避免化纤油剂影响活性染料的染色，帮助前处理染色一浴一步法工艺的实现，如果不加入乳化型的多功能乳化剂，实践证明，敏感的颜色、中浅色容易出现色花的现象。
7、成本计算
计算实施例1与对比例1中的工艺成本。结果如下表。
项目 数量 成本计算
水量节约 节约2-3缸水，6-10吨 90-150元
时间节约 节约两小时 800-1200元
蒸汽节约 按0.5吨蒸汽 90-100元
合计 \ 1000-1500元
结论：通过上表可以看出，如果按杭州新生印染有限公司平均每台机缸的产出效益，经计算大约是400-600元/小时，综合计算，采用一步法工艺每缸布至少可以节约1000-1500元成本。
计算实施例1与对比例2中的工艺成本。结果如下表。
Figure BDA0002569232800000101
注：电费、人工不计算在内，且电费、人工费用都能进行节省。
结论：通过上表可以看出，按杭州新生印染有限公司平均每台机缸的产出效益，经计算大约是400-600元/小时，综合计算，采用一步法工艺每缸布至少可以节约1100-1650元成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多功能乳化剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分∶
非离子型复合乳化剂 8～10份；
脂肪醇基葡萄糖苷 1～3份；
冰醋酸 1～3份；
植物型环保表面活性剂 8～10份；
异癸醇 1～2份；
水 72～81份；
非离子型复合乳化剂包括异构十醇聚氧乙烯醚、十六醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚；三者的重量比为∶异构十醇聚氧乙烯醚∶十六醇聚氧乙烯醚∶仲醇聚氧乙烯醚=1∶2∶0.6；
所述异构十醇聚氧乙烯醚中的聚醚链节为5，所述十六醇聚氧乙烯醚中的聚醚链节为7，所述仲醇聚氧乙烯醚中的聚醚链节为9；
脂肪醇基葡萄糖苷中的脂肪醇的结构为月桂醇和十六醇的混合醇，其中月桂醇和十六醇的重量比为2∶1；
所述植物型环保表面活性剂，包括聚醚链节为30的腰果酚聚氧乙烯醚和聚醚链节为100的腰果酚聚氧乙烯醚，两者的重量比为1∶2。
2.根据权利要求1所述的一种多功能乳化剂，其特征在于∶包括以下重量份数的组分∶
非离子型复合乳化剂 10份；
脂肪醇基葡萄糖苷 3份；
冰醋酸 3份；
植物型环保表面活性剂 10份；
异癸醇 2份；
水 72份。
3.一种多功能乳化剂的应用，其特征在于∶将权利要求1～2的任一项多功能乳化剂添加应用于印染工艺。
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