CN113583477B

CN113583477B - 一种纳米级红色液体分散染料及其制备方法

Info

Publication number: CN113583477B
Application number: CN202111031704.1A
Authority: CN
Inventors: 姬书亮; 谭丽; 王军; 董茹燕; 王鑫
Original assignee: Jiangsu Yabang Dye Co ltd
Current assignee: Jiangsu Yabang Dye Co ltd
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2023-07-21
Anticipated expiration: 2041-09-03
Also published as: CN113583477A

Abstract

本发明涉及一种纳米级红色液体分散染料及其制备方法，分散染料按重量百分比计，由以下组分组成：原染料20%~40%、分散剂5%~30%、稳定剂2%~10%、保湿剂1%~5%、防腐剂0.3%~3%、溶剂0~3%以及余量水。通过染料转晶技术实现染料晶型转变，再将转晶后的分散染料打浆、研磨、加入助剂分散、调节强度制备得到纳米级红色液体分散染料。该产品具有粒径小、稳定性好、免水洗皂洗牢度高且染色COD大大降低等优点；该染料的制备方法工艺简单、操作安全、成本低廉，更易于大规模工业化生产。

Description

一种纳米级红色液体分散染料及其制备方法

技术领域

本发明涉及分散染料研究领域，具体涉及一种纳米级红色液体分散染料及其制备方法。

背景技术

我国是染料生产第一大国，年产量约90万吨，其中分散染料占比40％～50％。分散染料商品化是通过在原染料中加入分散剂，再通过标定、过滤、喷雾干燥制备成粉状染料，由于常规粉体染料分散剂用量大，约占体系的40％～70％，导致印染废水COD居高不下，且染色牢度和染料利用率低。与传统粉状分散染料相比，液状分散染料则具有分散效果好、节约成本、大大降低印染废水COD及粉尘污染等优点。同时，液体分散染料的染料利用率高，染料牢度较高，特别适用于印花和无水染色工艺。

然而当前大多数公司只是简单的使用传统的分散剂把粉体染料液体化，导致液体分散染料产品存在明显的不足：①染料粒径较大，基本在2μm以上，分布不均导致贮存稳定性差，容易沉淀，使上下层染料浓度不均一；②长期储存染料颗粒易发生二次团聚，使粒径变大，影响染色性能；③仍使用传统的MF、NNO、木质素磺酸钠等分散剂，染色性能提升不明显；④在无水少水染色印花和短流程染色工艺的应用中没有明显优势。这些缺点严重影响了液体分散染料的推广和使用。

分散染料液体化后对其粒径超细化、纳米化技术改造是传统印染行业技术升级的研究方向之一，是解决目前液体染料问题的重点和难点。“纳米染料”是指利用纳米技术制造的产品粒子的三维尺寸均在100nm左右的染料产品。由于“纳米染料”的晶粒尺寸小到纳米量级后，其光学、热学、电学、磁学、力学以及化学性质与较大颗粒相比会有显著不同，同时具备色牢度优良、生态和工艺性能好、对各种纤维无选择性等优点。另外，由于染料粒径达到纳米级别，上染时更容易扩散到纤维孔道内部从而提高上染率；制备的液体分散染料粒径小，重力沉降速率慢，也利于改善储存稳定性。

然而，目前染料纳米化仍存在以下问题有待进一步解决：①纳米化加工能耗高，效率低，生产成本高；②液体化纳米化后，在重力和范德华力的作用下染料离子沉降或二次团聚，易使粒径微米化，影响储存稳定性；③需要加入大量的助磨剂，影响染料色光和性能。

本申请使用自主合成的超分散剂、稳定剂以及染料转晶技术，提升了染料纳米化效率和环保指标，制备出一种红色纳米级环保型液体分散染料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种纳米级红色液体分散染料及其制备方法，旨在克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供了一种纳米级红色液体分散染料，其特征在于，基于所述液体分散染料的总重量，包括如下组分：

优选的，基于所述液体分散染料的总重量，包括如下组分：

更优选的，基于所述液体分散染料的总重量，包括如下组分：

进一步的，所述原染料为分散红60、分散红86或分散红92中的一种或几种；所述分散红60、分散红86和分散红92的重量比为0～2:0～1:0～3；

进一步的，所述分散剂为式I化合物，

其中R选自H，m+o+a＝20～40，n+p+b＝0时，所述式I化合物为蓖麻油聚氧乙烯醚型液体染料用超分散剂；R选自CH₃，m+o+a＝10～25，n+p+b＝0时，所述式I化合物为蓖麻油聚氧丙烯醚型液体染料用超分散剂；R选自H，R’选自CH₃，m+o+a＝10～20，n+p+b＝5～20时，所述式I化合物为蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚型液体染料用超分散剂；

进一步的，所述稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或式II化合物中的一种或几种，

其中R选自H，m+o+a＝20～40，n+p+b＝0时，所述式II化合物为蓖麻油聚氧乙烯醚型稳定剂；R选自CH₃，m+o+a＝10～25，n+p+b＝0时，所述式II化合物为蓖麻油聚氧丙烯醚型稳定剂；R选自H，R’选自CH₃，m+o+a＝10～20，n+p+b＝5～20时，所述式II化合物为蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚型稳定剂；

优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮的结构式如式III，n＝50～500；

优选的，所述聚乙二醇选自PEG200、PEG400或PEG600中的一种或几种；

进一步的，所述保湿剂为乙二醇、丙三醇或山梨醇中的一种或几种；所述防腐剂为戊二醛、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮或5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或几种；

进一步的，所述溶剂为乙醇、异丙醇或乙二醇单丁醚中的一种或几种；

本发明还提供了一种上述纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)染料转晶技术：在原染料的水分散体系中加入润湿剂和分散剂，搅拌分散，实现染料晶型转变；

(2)纳米化技术：将转晶后的分散染料和水高速打浆，过滤后加入纳米级动态分离式研磨机中，一定转速下加入分散剂和水研磨，直至测粒径合格；过滤后加入高速分散机中，一定转速下加入稳定剂、保湿剂、防腐剂、溶剂分散均匀，补加水调节强度，制得纳米级红色液体分散染料；

进一步的，所述步骤(1)中搅拌温度为50～80℃，搅拌时间为1～2h；

进一步的，所述步骤(2)中粒径应满足50～200nm；

进一步的，所述步骤(2)中研磨转速为2500～3500r/min，分散转速为200～500r/min。

本发明中化合物的中文命名与结构式有冲突的，以结构式为准；结构式有明显错误的除外。

本发明的有益效果在于：通过自主合成的超分散剂、稳定剂以及染料转晶技术制备得到的纳米级红色液体分散染料，提升了染料纳米化效率和环保指标，具有粒径小、稳定性好、免水洗皂洗牢度高且染色COD大大降低等优点；该染料的制备方法工艺简单、操作安全、成本低廉，更易于大规模工业化生产。

具体实施方式

以下结合实例说明本发明，但不限制本发明。在本领域内，技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案内。

实施例1-7：

按照表1中的染料配方(余量均为水)，制成纳米级红色液体分散染料。

表1：各实施例的配方表(用量均按重量百分比计)

制备工艺如下：

染料转晶技术：在原染料的水分散体系中加入润湿剂和分散剂，在50～80℃条件下分散搅拌1～2h，实现染料晶型转变。

纳米化技术：把转晶后的分散染料滤饼60g(折干)和60g水在高速分散机中打浆，转速3000-5000r/min，打浆20min，用粗棉布过滤后加入到纳米级动态分离式研磨机，加入对应比例的分散剂，补充对应比例的水，转速3000r/min下研磨2～5小时，测试粒径D09达到200纳米以下，出料经1μm滤袋过滤，过滤后加入高速分散机中，转速200～500r/min，缓慢加入稳定剂、保湿剂、防腐剂、溶剂等助剂，加入完毕继续搅拌20min，通过补加水分调节强度，制备得到纳米级红色液体分散染料。

对比例1：

按照表2中的染料配方，制成常规红色液体分散染料。对比例1的制备工艺同实施例1-7。

表2：对比例1配方表(用量均按重量百分比计)

试验例：

对实施例1-7及对比例1制备得到的红色液体分散染料进行性能测试，具体数据见表3。

表3：实施例及对比例性能测试结果

结果表明，与常规液体分散染料相比，本发明制备得到的纳米级红色液体分散染料的粒径(D09)为50～200nm，稳定性(上层染料强度与原始强度比值)均为85％以上，印花免水洗皂洗牢度、热熔染色免水洗皂洗牢度均为3级以上(测试标准ISO105-C06)，与常规染料同等强度染色COD降低近50％(测试标准GB11914-89)，性能优良，更适于工业化生产。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(2)纳米化技术：将转晶后的分散染料和水高速打浆，过滤后加入纳米级动态分离式研磨机中，一定转速下加入分散剂和水研磨，直至测粒径合格；过滤后加入高速分散机中，一定转速下加入稳定剂、保湿剂、防腐剂、溶剂分散均匀，补加水调节强度，制得纳米级红色液体分散染料；所述纳米级红色液体分散染料，基于所述液体分散染料的总重量，包括如下组分：

所述稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或几种；所述保湿剂为乙二醇、丙三醇或山梨醇中的一种或几种；所述溶剂为乙醇、异丙醇或乙二醇单丁醚中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，基于所述液体分散染料的总重量，包括如下组分：

3.根据权利要求1或2任一项所述的纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，所述原染料为分散红60、分散红86或分散红92中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2任一项所述的纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为式I化合物，

其中R选自H，m+o+a＝20～40，n+p+b＝0时，所述式I化合物为蓖麻油聚氧乙烯醚型液体染料用超分散剂；R选自CH₃，m+o+a＝10～25，n+p+b＝0时，所述式I化合物为蓖麻油聚氧丙烯醚型液体染料用超分散剂；R选自H，R’选自CH₃，m+o+a＝10～20，n+p+b＝5～20时，所述式I化合物为蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚型液体染料用超分散剂。

5.根据权利要求1或2任一项所述的纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，所述防腐剂为戊二醛、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮或5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2任一项所述的纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌温度为50～80℃，搅拌时间为1～2h。

7.根据权利要求1或2任一项所述的纳米级红色液体分散染料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中粒径应满足50～200nm。