CN112726230B - 一种浴中抗擦伤剂及制备工艺及聚酯纤维织物的染色方法 - Google Patents

一种浴中抗擦伤剂及制备工艺及聚酯纤维织物的染色方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及纺织印染助剂的领域，具体公开了一种浴中抗擦伤剂及制备工艺及聚酯纤维织物的染色方法。浴中抗擦伤剂包括以下组分：聚丙烯酰胺；纤维膨化剂；乳化剂；渗透剂；水；其中，聚丙烯酰胺的粘均分子量为800‑1000万；其制备方法为：S1：按照质量比，取纤维膨化剂和乳化剂并混合均匀，得半成品A；S2：按照质量比，在水中加入聚丙烯酰胺，得到半成品B；S3：将所述步骤S1中得到的半成品A加入到所述步骤S2中得到的半成品B中，得到半成品C；S4：按照质量比，将渗透剂加入到所述步骤S3中得到的半成品C中，即得浴中抗擦伤剂。本申请的浴中抗擦伤剂可用于聚酯纤维织物的染色，其具有对织物抗擦伤防护效果好的效果。

Description

一种浴中抗擦伤剂及制备工艺及聚酯纤维织物的染色方法
技术领域
本申请涉及纺织印染助剂的领域，尤其是涉及一种浴中抗擦伤剂及制备工艺及聚酯纤维织物的染色方法。
背景技术
浴中抗擦伤剂作为常用的印染助剂，能有效降低纤维之间、纤维与设备之间的摩擦，起润滑和柔软作用，降低出现折痕及擦伤的可能。有效减少绳状织物在前处理、染色及后处理中折皱、鸡爪印的产生，而对色光及色牢度则无影响。主要适用范围为棉、涤纶及其混纺织物，在聚酯纤维染色方面效果更为突出。
如授权公告号为CN1302173C的中国发明专利，其公开了一种纺织品浴中抗皱剂由非离子高分子聚合物、聚丙烯酰胺铵盐、水处理剂、防霉剂、水组成。其中记载了多种不同粘度的聚丙烯酰胺物质，具有降低摩擦，起到润滑的作用。
如申请公布号为CN108103782A的中国发明专利申请文件，其公开了一种聚酯纤维织物用浴中抗皱剂及其制备方法，所述聚酯纤维织物用浴中抗皱剂由如下重量份数的原料组成：聚乙二醇10-20份、乙二醇5-10份、二羟基聚醚1-3份、对苯二甲酸二甲酯3-5份、壳聚糖5-7份、仲烷基磺酸钠5-7份、月桂酸聚氧乙烯酯5-10份、植物油10-15份、乳化剂3-5份、水性聚氨酯3-5份、去离子水20-30份。该浴中抗皱剂不仅能提高聚酯纤维织物的抗皱效果，还能使染色后的聚酯纤维织物获得蓬松柔软性能、良好的抗静电性能和亲水性能。
如授权公告号为CN103321055B的中国发明专利，其公开了一种聚酯纤维织物用浴中抗皱剂及其制备方法，该浴中抗皱剂由聚酯聚醚硅油嵌段共聚物2wt％～5wt％、山梨醇酐单硬脂酸酯1wt％～5wt％以及余量为水组成，聚酯聚醚硅油嵌段共聚物的原料配方为：聚乙二醇120～160份、乙二醇18～30份、二羟基聚醚15～25份、对苯二甲酸二甲酯20～28份、端氨基双封头剂有机硅10～30份、3-哌嗪丙基甲基二甲氧基硅烷5～10份以及醋酸金属盐0.2～2份。
针对上述中的相关技术，发明人认为上述三种形式的产品各自都有特点，但是上述三种形式产品对于织物抗擦伤防护的性能上还有待提升。
发明内容
为了改善现有纺织品浴中添加剂对于织物抗擦伤防护性能较差的问题，本申请提供一种浴中抗擦伤剂及制备工艺及聚酯纤维织物的染色方法。
第一方面，本申请提供一种浴中抗擦伤剂，采用如下的技术方案：
一种浴中抗擦伤剂，由包括以下质量份数的组分制成：
Figure GDA0003606585350000021
其中，聚丙烯酰胺的粘均分子量为800-1000万。
通过采用上述技术方案，对浴中抗擦伤剂的组成进行特殊的选择复配，可以有效的对染色中的织物起到润滑作用，同时，也能促进染料在纤维中的均匀快速迁移，不但能大大降低疵病的产生的概率，还能提高染色均匀性。相较于一般抗擦伤剂仅仅通过润滑织物降低摩擦，本申请中同时兼顾了染色性能，并且通过纤维膨化剂、乳化剂和渗透剂之间的协同增效作用，能大大提高染色的一次成功率。
可选的，所述纤维膨化剂为苯甲酸苄酯和N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，此两种是环保型的纤维膨化剂，对环境友好，特别是N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP；而邻苯二甲酰亚胺溶解性佳，染色后洗除容易，残留低，与高分子物质的兼容性好。
可选的，所述纤维膨化剂为苯甲酸苄酯和N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP按照质量比1：(0.5-1)混合而成。
通过采用上述技术方案，苯甲酸苄酯和N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP两者的配比必须进行限定，以保证纤维膨化剂与聚丙烯酰胺有良好的兼容性。此外，发明人意外发现，当限定这两者物质的特定配比时，对于不同颜色的分散染料的协同性均较好，提高了本纤维膨化剂的适用性，由于对不同颜色染料的适应性均较好，特别适用于染料的拼色染色工艺。
可选的，所述乳化剂由异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯(10)醚按照质量比1：(4-6)混合而成。
通过采用上述技术方案，相较于通常使用的烷基苯磺酸钠，异丙苯磺酸钠更低泡且环保，并且分散性能更优异；腰果酚聚氧乙烯(10)醚作为非离子乳化剂比一般非离子乳化剂的油污包裹性好。并且发明人意外的发现，这两种乳化剂的配合首先能够均匀、稳定的乳化膨化剂，即使在染色过程中引入了少量油污，乳化剂也能够将油污充分乳化包裹，大大降低油污对染色稳定性的影响。
可选的，所述乳化剂由异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯(10)醚按照质量比1：4混合而成。
通过采用上述技术方案，异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯(10)醚两者的配比必须进行严格的控制，这是由于，发明人意外的发现，当异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯(10)醚按照质量比1：4混合时，乳化剂的性能产生了突变性的提高。这是由于，在此配比下，腰果酚聚氧乙烯(10)醚能够很好的乳化膨化剂，而异丙苯磺酸钠不但能够乳化膨化剂，还能进一步对膨化剂进行分散，从而提高分散体系的稳定性。若两者的比例不佳，即使将膨化剂进行了充分的分散乳化，随着时间的延长，分散体的稳定性将有较为明显的下降。
可选的，所述渗透剂由异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮按照质量比1：(1-2)：(1-2)：(1-2)混合而成。
通过采用上述技术方案，
异构十醇聚氧乙烯醚在体系中的分散性良好，且由于位阻较小渗透性能良好。
异辛醇氧乙烯醚溶解性强，且耐酸碱盐等，并具有良好的渗透性能，在此基础上，异辛醇氧乙烯醚与大多数渗透剂均可同浴使用。
十二烷基硫酸钠在较低的浓度下就能显著降低体系的表面张力，从而进一步提高渗透效果。
聚乙烯吡咯烷酮作为一种水溶性的高分子化合物，具有良好的胶体保护作用，并且能够改善染料的光泽和分散性，降低染料因为团聚的可能，并提高染料的热稳定性。
此外，异构十醇聚氧乙烯醚和聚乙烯吡咯烷酮同浴使用时，能够产生协同增效，大大降低染色后清洗时染料对织物的沾污，明显降低染料对织物的沾色，从而提高一次染色成功率。这是由于，异构十醇聚氧乙烯醚与聚乙烯吡咯烷酮同浴使用时，能够产生相互作用，降低了聚乙烯吡咯烷酮与织物之间的粘附，而聚乙烯吡咯烷酮具有十分良好的分散效果，从而使染料更好的分散在清洗水中，而不易再次沾污到织物上。
此外，渗透剂中的聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠能够与聚丙烯酰胺产生协同增效，对体系的粘度和表面张力产生较大的影响。这是由于，这三者同浴使用时，能够通过缔合，产生混合胶束状聚集体，从而影响体系的粘度，而十二烷基硫酸钠在体系中能显著降低表面张力。这意味着，低表面张力下的抗擦伤剂更容易进入织物纤维间，而粘度较高则利于抗擦伤剂在织物上的附着并对织物进行保护。
第二方面，本申请提供一种浴中抗擦伤剂的制备工艺，采用如下的技术方案：包括以下工艺步骤：
S1：按照质量比，取纤维膨化剂和乳化剂并混合均匀，得半成品A；
S2：按照质量比，在水中加入聚丙烯酰胺，过程中保持搅拌，搅拌速度为300-500r/min，搅拌过程中对体系的粘度进行检测，粘度达到预设标准后得到半成品B；
S3：将所述步骤S1中得到的半成品A加入到所述步骤S2中得到的半成品B中，过程中保持搅拌，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为10-15min，得到半成品C；
S4：按照质量比，将渗透剂加入到所述步骤S3中得到的半成品C中，过程中保持搅拌，搅拌速度为2000-2500r/min，搅拌过程中对粘度进行检测，粘度达到预设标准后即得浴中抗擦伤剂。
通过采用上述技术方案，以上述制备工艺，能够保证最终的产物粘度，保证成品的指标稳定性，产品的批次差别小，一次成功率高。
可选的，所述步骤S2中，所述步骤S2中，半成品B的预设动力粘度为10000～12000厘泊；
所述步骤S4中，浴中抗擦伤剂的预设动力粘度为4000～8000厘泊。
通过采用上述技术方案，对半成品B的动力粘度进行控制，能够大大提高后续浴中抗擦伤剂成品的质量稳定性，大大提高后续工艺步骤的成功率，提高一次制备成功率。
此外，通过对浴中抗擦伤剂的成品粘度进行控制则更适用于工厂实际使用过程中的大部分工况，且产品应用过程中的重现性好，批次差小，成功率高。
第三方面，本申请提供一种聚酯纤维织物的染色方法，使用了前述制备得到的浴中抗擦伤剂。
通过采用上述技术方案，相较于一般的棉织物，本申请方案中添加的纤维膨化剂能够额外对聚酯纤维织物产生膨化效果，并能够对聚酯纤维产生稳定的润滑摩擦效果并稳定的提高一次染色成功率。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过对抗擦伤剂的组成进行特殊的选择和复配，不但能够对染色中的织物起到润滑作用以减少鸡爪印等的产生，还能促进染料在纤维中均匀快速迁移，以提高匀染性；
2.通过对纤维膨化剂的组成和配比进行特殊的限定，适用于不同颜色的染料，更适用于染料的拼色染色工艺；
3.通过对乳化剂的组成和配比进行特殊的限定，特定选择的两种乳化剂能够产生协同，降低染色过程中油污对染色质量的影响；
4.通过对渗透剂的种类和配比进行特殊的限定，特定选择的四种乳化剂不但能够产生良好的渗透效果，还能产生协同，降低织物的沾色，提高染色色光稳定性，提高染色成功率和重现性，减少回修率；此外，渗透剂中的特定组分还能与抗擦伤剂中的聚丙烯酰胺协同对体系的粘度和表面张力进行调节，从而进一步提高抗擦伤剂对织物的保护效果。
具体实施方式
实施例
实施例1
浴中抗擦伤剂由包括以下质量份数的组分制成：
Figure GDA0003606585350000071
其中，聚丙烯酰胺为恒生水处理材料的NPAM，且粘均分子量为800万。
其中，纤维膨化剂为上海佳英化工有限公司的膨化剂OP。
其中，乳化剂为常熟耐素生物材料科技有限公司NSF-6。
其中，渗透剂选用江苏海安石油化工的高温渗透剂JFC-M。
其中，水为自己生产的去离子水。
浴中抗擦伤剂的制备工艺具体包括以下工艺步骤：
S1：按照质量份，将纤维膨化剂和乳化剂均放入反应釜A中，搅拌均匀，得到半成品A；
S2：按照质量份，将水放入反应釜中，再将聚丙烯酰胺也放入反应釜B中，在放入聚丙烯酰胺的过程中，保持搅拌状态，且搅拌速度为300r/min，搅拌至动力粘度为10000厘泊，得到半成品B；
S3：将步骤S1中得到的半成品A放入半成品B中，添加过程保持搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为10min，得到半成品C；
S4：按照质量份，将渗透剂加入到步骤S3中得到的半成品C中，过程中保持搅拌，搅拌速度为2000r/min，搅拌至动力粘度为4000厘泊，即得浴中抗擦伤剂。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，纤维膨化剂选用江阴锦昌化学工业有限公司的N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP。
实施例3
实施例3与实施例2的区别在于，纤维膨化剂为等质量比的苯甲酸卞酯和N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP混合物。苯甲酸卞酯购自湖北绿色家园精细化工股份有限公司；N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP购自江阴锦昌化学工业有限公司。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于，纤维膨化剂由苯甲酸卞酯和N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP按照质量比为1：0.5混合而成。
实施例5
实施例5与实施例4的区别在于，乳化剂由异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯(10)醚按照质量比1：6混合而成。异丙苯磺酸钠由美国亨斯迈生产；腰果酚聚氧乙烯(10)醚产自上海邦高化学。
实施例6
实施例6与实施例5的区别在于，乳化剂由异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯(10)醚按照质量比1：4混合而成。
实施例7与实施例6的区别在于，渗透剂由异构十醇聚氧乙烯醚和异辛醇氧乙烯醚按照质量比1：1混合而成。异构十醇聚氧乙烯醚和异辛醇氧乙烯醚均购自江苏海安石化。
实施例8与实施例7的区别在于，渗透剂由等质量比的异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠混合而成。异构十醇聚氧乙烯醚和异辛醇氧乙烯醚均购自江苏海安石化；十二烷基硫酸钠购自广州穗欣化工有限公司。
实施例9与实施例8的区别在于，渗透剂由等质量比的异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮混合而成。异构十醇聚氧乙烯醚和异辛醇氧乙烯醚均购自江苏海安石化；十二烷基硫酸钠购自广州穗欣化工有限公司；聚乙烯吡咯烷酮为攻碧克新材料科技上海有限公司生产的K80型号。
实施例10与实施例9的区别在于，渗透剂由异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮混合而成按照质量比1：2：1：2混合而成。
实施例11与实施例10的区别在于，渗透剂由异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮混合而成按照质量比1：1：2：2混合而成。
实施例12-15与实施例10的区别在于，浴中抗擦伤剂中各组分的质量份计为下表：
Figure GDA0003606585350000101
实施例16-19与实施例10的区别在于，浴中抗擦伤剂制备工艺中各步骤的工艺参数计为下表：
Figure GDA0003606585350000102
Figure GDA0003606585350000111
对比例
对比例1与实施例1的区别在于，聚丙烯酰胺的粘均分子量为600万。
对比例2与实施例1的区别在于，使用等质量的水替换纤维膨化剂制备得到抗擦伤剂。
对比例3与实施例1的区别在于，使用等质量的水替换乳化剂制备得到抗擦伤剂。
对比例4与实施例1的区别在于，使用等质量的水替换渗透剂制备得到抗擦伤剂。
对比例5为常规市售抗擦伤剂，具体为绍兴海成化工的2016X型处理剂。
对比例6为空白对照组，即用等质量的水代替抗擦伤剂。
应用例
将抗擦伤剂用于聚酯纤维织物的染色，且染色工艺如下：
染色在溢流染色机中进行，织物为全涤春亚纺，浴比为1:10，抗擦伤剂使用各实施例或对比例中制备得到的抗擦伤剂，且抗擦伤剂的浓度为X％(owf)，染料为龙盛分散红3B染料，染料浓度为2.4％(owf)。染色温度为130℃，染色时间为35分钟。
检测方法和检测数据
1、布面折皱、鸡爪印、擦伤情况的判定
取应用例中，添加不同助剂后经过染色得到的织物。对所得织物的折皱、鸡爪印、擦伤情况的判定进行判断：用肉眼判定出现上述情况数量的严重性，以最差(大量疵病)的判定为5级，最佳(没有疵病)的判定为1级。检测结果计为下表：
2、染色后织物整体色光情况的判定
取应用例中，添加不同助剂后经过染色得到的织物，对所得织物的不同部位进行采样，测定得色的K/S值和色差的ΔE大小来判定，得色越深越好，色差越小越好。根据K/S值和色差的ΔE大小评价色光等级，以色光情况最差的判定为5级，色光情况最好的判定为1级。
检测结果计为下表：
各应用例中，实际采用的抗擦伤剂、抗擦伤剂的浓度及检测数据计为下表：
Figure GDA0003606585350000121
Figure GDA0003606585350000131
Figure GDA0003606585350000141
Figure GDA0003606585350000151
结论
通过观察表格中应用例17的数据，可以看出，若在染色过程中不添加抗擦伤剂，织物将极易被擦伤，且染料的上染均匀性也不高。最终导致鸡爪印等级和色光等级均很高，染色后的织物几乎无法使用。
通过对比表格中应用例1和应用例16的数据，可以看出，使用本申请中特定组成和配比制备得到的抗擦伤剂具有更好抗擦伤效果和匀染性效果。且在达到近似的染色效果时，应用例1中抗擦伤剂的用量显然低于应用例16中抗擦伤剂的用量。
通过对比表格中应用例1和应用例12-15的数据，可以看出，本申请技术方案中的活性组分均发挥了重要的作用，缺少任何一项组分均会导致最终制备得到的抗擦伤剂效果下降。
通过对比表格中应用例1-6的数据，可以看出，相较于采用常规的活性组分，本申请中特定选择的纤维膨化剂、乳化剂和渗透剂均能较大程度上提高最终制得的抗擦伤剂的效果。
通过对比应用例7、8、9的数据，可以看出，渗透剂中的十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮能够很大程度提高最终制得的抗擦伤剂的效果，能够在极低的添加量下获得较好的效果。
此外，发明人在试验过程中发现，应用例17中染色后的织物头尾、边中色差ΔE极为明显，疵病严重，影响染色织物的附加值。而应用例16中染色后的织物，也没能对头尾、边中色差起到很好的作用。
而应用例1-11，特别是应用例7-11中染色后的织物，头尾、边中色差和鸡爪印显然降低，提升染色织物的附加值，染色一次成功率极大提高。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种浴中抗擦伤剂，其特征在于：由包括以下质量份数的组分制成：
聚丙烯酰胺 1.5-2份；
纤维膨化剂 2.5-3份；
乳化剂 0.25-0.3份；
渗透剂 1-1.5份；
用水补至100份；
其中，聚丙烯酰胺的粘均分子量为800-1000万，所述纤维膨化剂为苯甲酸苄酯和N-烷基邻苯二甲酰亚胺BIP按照质量比1：（0.5-1）混合而成，所述乳化剂由异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯（10）醚按照质量比1：（4-6）混合而成，所述渗透剂由异构十醇聚氧乙烯醚、异辛醇氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和聚乙烯吡咯烷酮按照质量比1：（1-2）：（1-2）：（1-2）混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种浴中抗擦伤剂，其特征在于：所述乳化剂由异丙苯磺酸钠和腰果酚聚氧乙烯（10）醚按照质量比1：4混合而成。
3.权利要求1-2任一所述的浴中抗擦伤剂的制备工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
S1：按照质量比，取纤维膨化剂和乳化剂并混合均匀，得半成品A；
S2：按照质量比，在水中加入聚丙烯酰胺，过程中保持搅拌，搅拌速度为300-500r/min，搅拌过程中对体系的粘度进行检测，粘度达到预设标准后得到半成品B；
S3：将所述步骤S1中得到的半成品A加入到所述步骤S2中得到的半成品B中，过程中保持搅拌，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为10-15min，得到半成品C；
S4：按照质量比，将渗透剂加入到所述步骤S3中得到的半成品C中，过程中保持搅拌，搅拌速度为2000-2500 r/min，搅拌过程中对粘度进行检测，粘度达到预设标准后即得浴中抗擦伤剂。
4.根据权利要求3所述的一种浴中抗擦伤剂，其特征在于：所述步骤S2中，半成品B的预设动力粘度为10000~12000厘泊；
所述步骤S4中，浴中抗擦伤剂的预设动力粘度为4000~8000厘泊。
5.一种聚酯纤维织物的染色方法，其特征在于：使用了权利要求3或4制备得到的浴中抗擦伤剂。
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