CN112981983A - 一种减少cod排放的液体分散染料及其制备方法与染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减少COD排放的液体分散染料及其制备方法与染色方法，上述液体分散染料包括以下重量百分比的组分：原染料18～48.5％；分散助剂4～15％；吸湿剂12～28％；其余为水；其中，所述分散助剂与所述原染料的重量比为(0.1～0.35)：1。本发明的液体分散染料染色温度低，时间短，有效降低了染色能耗；且染色废液中COD排放大大降低，更加环保，降低了后处理成本，提高了工作效率；本发明的液体分散染料中添加吸湿剂，避免了染料在染色过程中结块，造成染色效果差的问题。
Description
技术领域
本发明属于绿色染整技术领域，具体涉及一种减少COD排放的液体分散染料及其制备方法与染色方法。
背景技术
分散染料是一类分子比较小、结构上不带水溶性基团的染料。它的上染机理与水溶性染料完全不同，染料和纤维之间不存在化学键反应，而是在高温条件下纤维膨胀，以孔道沉积的方式进入纤维内部，利用分子间产生引力和氢键固着，完成上染过程。它在染色时必须借助于分散剂，才能将染料均匀地分散在染液中，从而对聚酯类纤维进行染色。
分散染料可分为粉状分散染料和液体分散染料。粉状分散染料染色后，染色残液中含有一些未上染的染料，易吸附在涤纶纤维表面形成浮色，使得排放废水中的COD过高，大大增加了企业的处理成本。而现有技术中的液体分散染料染色过程中易结块，造成染色不均匀，色牢度差等问题；且一般液体分散染料的染色温度需要达到130℃，且染色时间在40min以上，能耗较大；另外，染色后的废水中COD含量较高，后处理成本较高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种减少COD排放的液体分散染料及其制备方法与染色方法。
一种减少COD排放的液体分散染料，包括以下重量百分比的组分：
原染料 18～48.5％
分散助剂 4～15％
吸湿剂 12～28％
其余为水；
其中，所述分散助剂与所述原染料的重量比为(0.1～0.35)：1。
作为优选，所述分散助剂为阴离子型分散剂、非离子型分散剂、阴离子与非离子复配型分散剂中的一种。
作为进一步优选，所述阴离子型分散剂为纤维素硫酸酯钠盐、甲基萘磺酸钠盐、聚马来酸丙烯酸的钠盐中的一种或几种的混合；
所述非离子型分散剂为聚氧乙烯醚类；
所述阴离子与非离子复配型分散剂中，阴离子型分散剂与非离子型分散剂的复配比为(3～10)：1。所述阴离子型分散剂为纤维素硫酸酯钠盐、甲基萘磺酸钠盐、聚马来酸丙烯酸的钠盐中的一种或几种的混合；所述非离子型分散剂为聚氧乙烯醚类。
作为优选，所述原染料为分散橙S-4RL100％、分散红玉S-5BL100％和分散黑ECT300％中的一种或多种的混合；其中分散橙S-4RL100％、分散红玉S-5BL100％和分散黑ECT300％三者的配比可根据实际染色需要进行任意调整。
作为优选，所述原染料中，分散橙S-4RL100％、分散红玉S-5BL100％和分散黑ECT300％的质量比为(2～6)：1：(50～120)。
作为优选，所述吸湿剂为丙二醇、二甘醇、甘油、乙二醇、山梨糖醇、葡萄糖中的一种或多种。液态染料在使用时，难免粘附到容器壁上，或料桶敞开后水分蒸发使染料变干或结块，块状染料在染色时常会给织物造成斑点。在染料中加入吸湿剂能够增加染料在空气中吸收水分的能力，防止染料干燥结块；另外吸湿剂还能够在液体分散染料在加工过程中起到消泡的作用。
一种如上述任一项所述的液体分散染料的制备方法，包括：将原染料、分散剂、吸湿剂、水与锆珠一起进行研磨混合，得所述液体分散染料。
作为优选，研磨温度为50～60℃，研磨时间为4～8h；进一步优选为，研磨温度为60℃，研磨时间为6小时。
作为具体优选，一种液体分散染料的制备方法，包括：
取原染料滤饼，加入分散剂、吸湿剂、水、锆珠，50～60℃下进行研磨混合4～8h。在研磨过程中每隔1h取1g研磨液，滴于100m L去离子水中形成染液。用玻璃棒蘸取染液并滴在滤纸上，待滤纸晾干，观察扩散后的液滴渗圈图案，渗圈扩散图案中无明显分层则分散性较好。当测试染液扩散性能良好则停止研磨，即得液体分散染料。
一种如上述任一项所述的液体分散染料的染色方法，包括：
(1)将液体分散染料、冰醋酸和水进行搅拌混合，得染液，并控制染液pH为4～5；
(2)将上述染液加热至60～70℃，将布料放入其中，升温至90～110℃，后保温染色30～40min；
(3)染色结束后，降温，依次对布料进行还原清洗和过酸水洗，完成染色。
作为优选，上述步骤(2)中，布料与步骤(1)中液体分散染料的投料质量比为1：(0.01～0.1)；进一步优选为1：0.04。
作为优选，上述步骤(2)中，采用1：15的浴比对布料进行染色。
作为优选，步骤(2)中，配置好染液后，将染液以1～2℃/min的速率升温至60～70℃；放入布料后，以1～2℃/min的速率升温至90～110℃进行染色。
作为进一步优选，步骤(2)中，配置好染液后，将染液以2℃/min 的速率升温至60℃；放入布料后，以1℃/min的速率升温至100℃进行染色。
作为优选，步骤(2)中，保温染色时间为35min。
作为优选，步骤(3)中，进行还原清洗时，所用清洗液中含有1～3g/L 保险粉和1～2g/L氢氧化钠；还原清洗的目的在于洗去布料表面的浮色。
作为优选，步骤(3)中，所述还原清洗的温度为60～80℃，时间为 20～40min；进一步优选为，还原清洗温度为80℃，时间为30min。
作为优选，步骤(3)中，进行过酸水洗时，清洗液的pH值为4～5；过酸水洗的目的在于去除经还原清洗后布料上残留的过量的碱及浮色。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的液体分散染料染色温度低，时间短，有效降低了染色能耗；且染色废液中COD排放大大降低，更加环保，降低了后处理成本，提高了工作效率；本发明的液体分散染料中添加吸湿剂，避免了染料在染色过程中结块，造成染色效果差的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明的技术方案。
实施例1
取分散澄S-4RL100％(2g)、分散红玉S-5BL100％(0.8g)、分散黑 ECT300％(44g)，加入纤维素硫酸酯钠盐(14g)、乙二醇(13g)、水(26.2g)、锆珠，60℃下研磨分散6h，得液体分散染料。
实施例2
取分散澄S-4RL100％(1.5g)、分散红玉S-5BL100％(0.25g)、分散黑ECT300％(30g)，加入聚氧乙烯醚类(9g)、丙二醇(20g)、水(39.25g)、锆珠，50℃下研磨分散8h，得液体分散染料。
实施例3
取分散澄S-4RL100％(1.2g)、分散红玉S-5BL100％(0.2g)、分散黑 ECT300％(24g)，加入聚羧酸钠盐(4g)、葡萄糖(28g)、水(42.6g)、锆珠，55℃下研磨分散7h，得液体分散染料。
实施例4
配置染液：常温下，将实施例1中制得的液体分散染料(记为液体分散染料A)、冰醋酸和水进行搅拌混合，得染液，且染液pH＝5。
染色：将上述染液倒入轧车的染色槽中，以2℃/min的速率加热至60℃，进行染色前预热；随后，将布料(布料与液体分散染料的质量比为1：0.04) 倒入上述染色槽中(浴比为1：15)，以1℃/min的速率加热至100℃，并保温染色35min。
还原清洗：将上述布料降温并引入洗槽，洗槽内装有含2g/L保险粉和1g/L氢氧化钠的清洗液，在80℃下还原清洗30min，从而除去浮色。
过酸水洗：将经还原清洗的布料引入另一洗槽，进行常温过酸水洗，控制清洗液pH值为5，除去还原清洗后残留的碱和浮色。
对比例1：
常温下进行染液配置：粉体分散染料(由S-4RL100％(4.3％)、分散红玉S-5BL100％(1.7％)、分散黑ECT300％(94％)组成)、高温匀染剂 (苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐)、冰醋酸及水进行搅拌混合(控制pH ＝5)，投入布料(布料与分体分散染料的质量比为1：0.06)，以2℃/min 升温至90℃后再以1℃/min升温至130℃，保温60min，染色完成后取出布样，再用2g/L保险粉及1g/L氢氧化钠在80℃下进行还原清洗30min，最后在室温下进行过酸水洗(pH＝5)。
对比例2
将分散橙30(10g)、分散红145(27g)、分散蓝60(13g)、扩散CNF (12.5g)、平平加O(0.10g)、甘油(0.10g)以及水(62.5g)用研磨机进行混合处理，制成液体分散染料B。
按照实施例4中的染色方法采用上述制得的液体分散染料B对布料进行染色。
对比测试：
分别取实施例4、对比例1以及对比例2中染色结束、还原清洗以及过酸水洗后的废液，利用COD·氨氮双参数测定仪测定排放废水中的COD 值，结果如表1、表2和表3所示。
表1粉体分散染料染色各道工序废水COD值
| 粉体分散染料 | 水样编号 | COD(mg/L) |
| 1、染色排水 | 1 | 7857.14 |
| 2、还原清洗 | 2 | 3769.84 |
| 3、过酸排水 | 3 | 1587.3 |
表2液体分散染料A染色各道工序废水COD值
| 液体分散染料A | 水样编号 | COD(mg/L) |
| 1、染色排水 | 1 | 2665.36 |
| 2、还原清洗 | 2 | 400.78 |
| 3、过酸排水 | 3 | 805.44 |
表3液体分散染料B染色各道工序废水COD值
| 液体分散染料B | 水样编号 | COD(mg/L) |
| 1、染色排水 | 1 | 4874.25 |
| 2、还原清洗 | 2 | 2137.16 |
| 3、过酸排水 | 3 | 1681.47 |
由表1和2对比可知，液体分散染料A染色后的水洗染色残液、还原清洗废水以及过酸排水的COD值明显降低，这是由于液体分散染料A相较于粉体分散染料所用的分散助剂的量少，使得染色残液中的染料和助剂都低于粉体分散染料染色中的。
对比表2和3可知，本发明的液体分散染料A的染色废液中COD值明显低于对比例2中液体分散染料B的染色废液中COD值，说明本发明的液体分散染料能够有效减少染色废液中COD的排放，更加环保。
分别对实施例4、对比例1和对比例2中得到的染色后的布料进行耐摩擦色牢度测试(按照国标GB/T 29865-2013进行测试和评级)及K/S值测试，测试结果如表4所示。
表4两种染料的K/S值及耐摩擦色牢度
从表4中我们可以直观的看出，三种染料的上染的都比较均一，但粉体分散染料与液体分散染料B的耐摩擦牢度等级均低于液体分散染料A，且液体分散染料B的耐摩擦牢度相对较差。
相比使用粉末状分散染料的染色工艺，液体分散染料A的染色温度更低、染色时间更短，有效降低了染色能耗，节省了资源。
液体分散染料染色温度低于粉体分散染料染色，是由于液体分散染料分子粒径较粉末状分散染料小很多，因此上染动力学明显快于粉末状分散染料，因此，通过降低染色温度，不仅能提高液体分散染料的匀染度，还能有效降低染色能耗，提高涤纶面料染色的绿色化程度。
Claims (10)
1.一种减少COD排放的液体分散染料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：
原染料 18～48.5％
分散助剂 4～15％
吸湿剂 12～28％
其余为水；
其中，所述分散助剂与所述原染料的重量比为(0.1～0.35)：1。
2.根据权利要求1所述的液体分散染料，其特征在于，所述分散助剂为阴离子型分散剂、非离子型分散剂、阴离子与非离子复配型分散剂中的一种。
3.根据权利要求2所述的液体分散染料，其特征在于，所述阴离子型分散剂为纤维素硫酸酯钠盐、甲基萘磺酸钠盐、聚马来酸丙烯酸的钠盐中的一种或几种的混合；所述非离子型分散剂为聚氧乙烯醚类；所述阴离子与非离子复配型分散剂中，阴离子型分散剂与非离子型分散剂的复配比为(3～10)：1。
4.根据权利要求1所述的液体分散染料，其特征在于，所述原染料为分散橙S-4RL100％、分散红玉S-5BL100％和分散黑ECT300％中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的液体分散染料，其特征在于，所述吸湿剂为丙二醇、二甘醇、甘油、乙二醇、山梨糖醇、葡萄糖中的一种或多种。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的液体分散染料的制备方法，其特征在于，包括：将原染料、分散剂、吸湿剂、水与锆珠一起进行研磨混合，得所述液体分散染料。
7.一种如权利要求1～5中任一项所述的液体分散染料的染色方法，其特征在于，包括：
(1)将液体分散染料、冰醋酸和水进行搅拌混合，得染液，并控制染液pH为4～5；
(2)将上述染液加热至60～70℃，将布料放入其中，升温至90～110℃，后保温染色30～40min；
(3)染色结束后，降温，依次对布料进行还原清洗和过酸水洗，完成染色。
8.根据权利要求7所述的染色方法，其特征在于，步骤(3)中，进行还原清洗时，所用清洗液中含有1～3g/L保险粉和1～2g/L氢氧化钠。
9.根据权利要求7所述的染色方法，其特征在于，步骤(3)中，所述还原清洗的温度为60～80℃，时间为20～40min。
10.根据权利要求7所述的染色方法，其特征在于，步骤(3)中，进行过酸水洗时，清洗液的pH值为4～5。
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