CN114292531A - 一种酸性染料组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种酸性染料组合物及其制备方法，所述组合物包括酸性染料、助剂和缓冲剂。所述酸性染料和助剂通过协同作用，使染料在锦纶、氨纶纤维上吸附、扩散的速率相当，从而维持相同的初染速率。本发明公开了缓冲剂，可以进一步提高染色织物的水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度。本发明的酸性染料组合物可以应用于锦纶、氨纶及氨纶与锦纶的混纺织物染色，可以大幅减少染色残液及氨纶沾色情况，染色后的各项色牢度包括水洗牢度，汗渍牢度和泡水牢度性能非常优异，均超过传统染料和工艺获得的产品。本发明的酸性染料组合物的原料简单易得，制备方法易于操作，便于大规模的推广和使用，产品更加环保，对于织染行业的发展具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于染料开发技术领域，具体涉及一种酸性染料组合物及其制备方法。
背景技术
锦纶具有高强度、高耐磨性、高抗化学性及良好的抗变形性和抗老化性，氨纶具有高弹性，较好的耐光、耐酸、耐碱、耐磨性，因此锦纶和氨纶在纺织领域被广泛应用。在日常使用时，根据人们对布料不同色彩的需求，经常需要对锦纶和氨纶进行染色。锦纶，俗称尼龙，分子主链上含有重复酰胺基团，分子末端具有氨基、羧基，一般在酸性水溶液中以酸性染料或弱酸性染料染色。氨纶，是聚氨基甲酸酯纤维的简称，分子链内部有氨酯基，氨纶的氨酯基和锦纶的酰胺基都有亚氨基，结合质子后可作为阴离子酸性染料的染座，反应式分别如下：
锦纶和氨纶在酸性条件下羰基旁的亚氨基才有可能结合质子，因此通过上述反应吸附阴离子染料只能在较低的pH条件进行，由于氨酯基中的氧原子的吸电性，氨酯基中的亚氨基结合质子的能力比酰胺基要弱，相比锦纶而言，氨纶通过此种机理与酸性染料结合牢度较差，另外，锦纶并不主要通过酰胺基，而是通过分子链的端氨基与酸性染料结合，氨纶与锦纶的混纺织物在染色过程中，氨纶与酸性染料的离子键结合非常不牢固。当染色后皂煮时，一方面由于pH值升高，氨酯基上失去质子，造成染料解吸，另一方面氨纶的非晶区链段玻璃化温度很低，皂煮时链段运动剧烈，被解吸的染料可以很快扩散到纤维表面，在色牢度相关测试时直接体现为泡水掉色和水洗沾色。因此，如何有效减少氨纶与锦纶的混纺织物在酸性染料染色过程中的沾色和掉色，从而降低染色残液浓度，减少染色过程的废水量，满足节能环保的诉求，是急需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种酸性染料组合物，所述组合物包括酸性染料和助剂；所述酸性染料选自酸性黑172#、酸性红359#、酸性黄220#、酸性蓝193#、酸性黑194#、酸性黑207#、酸性黑168#、酸性黑60#、酸性红315#、酸性红317#、酸性红362#、酸性红445#、酸性红442#、酸性红405#、酸性红407#、酸性红414#、酸性紫90#、酸性紫68#、酸性黄59#、酸性黄116#、酸性黄127#、酸性黄128#、酸性黄151#、酸性蓝168#、酸性蓝171#、酸性蓝317#中的一种或多种。
优选的，所述助剂选自分散剂、填充剂中的一种或两种。
优选的，所述填充剂为有机酸钙盐，或所述填充剂为无机钠盐和有机酸钙盐。
优选的，所述无机钠盐和有机酸钙盐的重量比为(1-1.5)：1。
优选的，所述无机钠盐为硫酸钠；所述有机酸钙盐选自柠檬酸钙、苹果酸钙、谷氨酸钙、甲酸钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙中的一种或多种。
优选的，所述分散剂选自萘磺酸甲醛缩合物、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙中的一种或多种。
优选的，所述酸性染料选自酸性黑172#、酸性红359#、酸性黄220#、酸性蓝193#、酸性黑194#、酸性黑207#、酸性黑168#、酸性黑60#、酸性红315#、酸性红317#、酸性红362#、酸性红445#、酸性红442#、酸性红405#、酸性红407#、酸性红414#、酸性紫90#、酸性紫68#、酸性黄59#、酸性黄116#、酸性黄127#、酸性黄128#、酸性黄151#、酸性蓝168#、酸性蓝171#、酸性蓝317#中的至少两种。
优选的，所述酸性染料组合物在染色时，所述酸性染料组合物占织物3～8wt％。
本发明所述酸性染料选自酸性黑172#、酸性红359#、酸性黄220#、酸性蓝193#、酸性黑194#、酸性黑207#、酸性黑168#、酸性黑60#、酸性红315#、酸性红317#、酸性红362#、酸性红445#、酸性红442#、酸性红405#、酸性红407#、酸性红414#、酸性紫90#、酸性紫68#、酸性黄59#、酸性黄116#、酸性黄127#、酸性黄128#、酸性黄151#、酸性蓝168#、酸性蓝171#、酸性蓝317#中至少两种时，所述酸性染料组合物占织物3～8wt％，优选所述酸性染料组合物占织物5wt％，酸性染料组合物中不同酸性染料对氨纶与锦纶的混纺织物的初染上染速率相同。同时，在本申请中酸性染料染色时若采用目前该酸性染料常用的分散剂平平加O则在本申请不同染料对氨纶与锦纶的混纺织物的初染上染速率相差很大，会造成鲜明的不同颜色对比，而本申请人在研究中意外的发现，当分散剂优选自萘磺酸钠甲醛缩合物、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙中一种或多种时，对氨纶与锦纶的混纺织物的出染速率相同，不会形成鲜明的不同颜色，本申请人认为可能的原因是本申请中分散剂中存在的萘环、苯环结合烷基分子链之间的空间阻力，在本申请酸性染料组合物中，使其在锦纶、氨纶纤维上吸附、扩散的速率相当，从而维持相同的初染速率。
优选的，所述酸性染料组合物还包括缓冲剂。
优选的，所述缓冲剂选自乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、甲酸钠中的一种或多种。
优选的，所述缓冲剂占所述组合物0-20wt％，重量占比不包括0，并且所述缓冲剂为选自甲酸钠、乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸氢二钠中一种多种时，可以进一步提高染色织物的水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度。目前，在使用酸性染料进行染色时，为了提高染色牢度，多使用固色剂，而固色剂多为双氰胺和甲醛的缩合体，存在游离甲醛的困然，本申请人在实验中避免使用固色剂，并意外的发现，当加入特定含量的缓冲剂对氨纶与锦纶的混纺织物进行染色时，进一步提高了水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度。本申请人认为可能的原因是氨纶的非晶区链段玻璃化温度很低，皂煮时链段运动剧烈，若染料一旦解吸，则会很快扩散到纤维表面，造成浮色，而在本申请特定含量的缓冲剂存在的条件下，在本申请特定含量和种类的酸性染料进行染色皂煮时，氨酯基上的质子能够维持稳定的对本申请中酸性染料的吸附强度，避免解吸的染料扩散到纤维表面造成各项牢度下降。
目前，酸性染料在含有一定浓度的醋酸条件下进行染色，残液浓度较高，增加量水处理的工作量，而本申请人在实验中意外的发现，当选用本申请中特定的酸性染料以及填充剂和缓冲剂的条件下，染料残液的浓度降低，降低了后续水处理的工作，同时提高了染料的利用率，本申请人认为可能的原因是在本申请缓冲剂和填充剂存在的条件下，本申请中的染料分子能够稳定持续的对氨纶与锦纶的混纺织物进行吸附，既不会因为局部表面吸附量太大阻碍染料对深层织物纤维的吸附，同时不会因为钙离子和本申请中酸性染料的结合造成钙斑，而影响本申请中染料的上染。
优选的，按重量份计，所述组合物包括20-80份酸性染料、1-40份助剂、0-20份缓冲剂。
本发明第二方面提供了所述的酸性染料组合物的制备方法，包括以下步骤：将酸性染料，助剂和缓冲剂按比例用混合机或捏合机混合均匀即得到组合物；或者向酸性染料中加入助剂和缓冲剂和水，打浆溶解，然后喷雾干燥得到组合物。
优选的，所述酸性染料组合物混合后或喷雾干燥后为粉状或颗粒状。
优选的，所述酸性染料组合物在用于织物染色时，所述组合物占织物的3-8wt％。
在对锦纶染色时通常使用酸性染料对其染色，然而在氨纶/锦纶混纺织物使用酸性染料染色时不管是水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度均较差，尤其是现有常用酸性黑172#进行氨纶与锦纶的混纺织物染色时，水洗牢度只有3-4，汗渍牢度和泡水牢度更低，尤其是为了获得需求的染色深度，在提高染料的浓度时，其各项牢度指标更无法满足实际成产中的要求，本申请人在对氨纶与锦纶的混纺织物使用酸性染料的过程中意外的发现，当酸性染料选自酸性黑172#、酸性红359#、酸性黄220#、酸性蓝193#、酸性黑194#、酸性黑207#、酸性黑168#、酸性黑60#、酸性红315#、酸性红317#、酸性红362#、酸性红445#、酸性红442#、酸性红405#、酸性红407#、酸性红414#、酸性紫90#、酸性紫68#、酸性黄59#、酸性黄116#、酸性黄127#、酸性黄128#、酸性黄151#、酸性蓝168#、酸性蓝171#、酸性蓝317#中一种或多种，同时，填充剂为有机酸钙盐或填充剂为无机钠盐和有机酸钙盐混合物，当组合物占氨纶与锦纶的混纺织物的3-8wt％进行染色时，可以提高染色织物的水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度，提高染色织物的水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度。本申请人认为可能的原因是相较于目前单纯使用硫酸钠作为填充剂，在本申请酸性染料的选择条件下，本申请填充剂在染色过程中在一定程度上降低了酸性染料对锦纶纤维键合强度较大导致的上染速率显著高于和氨纶纤维的上染速率，降低了现有技术中氨纶与锦纶共同染色时匀染性差的问题，在一定程度上避免了浮色的产生。可以提高染色织物的水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度，提高染色织物的水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
(1)本发明提供一种酸性染料组合物，可以应用于氨纶、锦纶及氨纶与锦纶的混纺织物染色，当使用本发明酸性染料组合物染氨纶与锦纶的混纺织物时，可以大幅减少染色残液及氨纶沾色情况，染色后的各项色牢度包括水洗牢度，汗渍牢度和泡水牢度性能非常优异，均超过传统染料和工艺获得的产品。
(2)本发明选用特定种类的酸性染料，同时包括分散剂，使染料在锦纶、氨纶纤维上吸附、扩散的速率相当，从而维持相同的初染速率。本发明公开了缓冲剂，可以进一步提高染色织物的水洗牢度、汗渍牢度以及泡水牢度。本发明选用本申请中特定的酸性染料以及填充剂和缓冲剂的条件下，染料残液的浓度降低，降低了后续水处理的工作，同时提高了染料的利用率。
(3)本发明的酸性染料组合物的原料简单易得，制备方法易于操作，便于大规模的推广和使用，产品更加环保，对于织染行业的发展具有重要的意义。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
实施例1
本实施例提供了一种酸性染料组合物，按重量份计，包括66份酸性染料、33份助剂、1份缓冲剂。
所述酸性染料为酸性黑172#。
所述助剂为填充剂，填充剂为甲酸钙。
所述缓冲剂为乙酸钠。
所述酸性染料组合物的制备方法为：将酸性染料，助剂和缓冲剂用混合机混合，即得到酸性染料组合物。
实施例2
本实施例与实施例1的区别为：
一种酸性染料组合物，按重量份计，包括66份酸性染料、32份助剂、2份缓冲剂。
所述酸性染料为酸性黑172#。
所述助剂为填充剂，填充剂为甲酸钙和硫酸钠以4:6的重量比复配而成。
所述缓冲剂为甲酸钠。
实施例3
本实施例与实施例1的区别为：
一种酸性染料组合物，按重量份计，包括55份酸性染料、39份助剂，6份缓冲剂。
所述酸性染料为酸性红359#。
所述助剂为填充剂和缓冲剂，填充剂和缓冲剂重量比为14：25。填充剂为苹果酸钙和柠檬酸钙以3:7的重量比复配而成，分散剂为木质素磺酸钠和木质素磺酸钙以5:5的重量比复配。
所述缓冲剂为柠檬酸钠和磷酸二氢钠以3:7的重量比复配而成。
实施例4
本实施例与实施例1的区别为：
一种酸性染料组合物，按重量份计，包括68份酸性染料、32份助剂。
所述酸性染料为酸性黑194#，酸性红317#，酸性黄127#，重量比为30：3：1。
所述助剂为填充剂，填充剂为硫酸钠和甲酸钙，硫酸钠和甲酸钙重量比为17：15。
实施例5
本实施例与实施例1的区别为：
一种酸性染料组合物，按重量份计，包括55份酸性染料、45份助剂。
所述酸性染料为酸性黄220#。
所述助剂为填充剂和分散剂，填充剂和分散剂重量比为16：29，填充剂为甲酸钙和葡萄糖酸钙，重量比3：1。分散剂为萘磺酸甲醛缩合物。
实施例6
本实施例与实施例1的区别为：
一种酸性染料组合物，按重量份计，包括70份酸性染料、32份助剂。
所述酸性染料为酸性蓝317#；酸性红407#，酸性紫90#，其中，酸性蓝317#、酸性红407#、酸性紫90#的重量比为31：2：1。
所述助剂为填充剂和分散剂，填充剂和分散剂重量比为27：5，填充剂为硫酸钠和柠檬酸钙，硫酸钠和柠檬酸钙重量比为5：4，分散剂为木质素磺酸钠。
对比例1
用市售酸性黑172#，按常规染色工艺条件染色，将溶解好的酸性黑按对氨纶与锦纶的混纺织物百分比重量(％o.w.f.)与织物放入染色钢杯中，添加水量至对尼龙织物重的10倍(浴比1:10)，加入0.5-1g/L冰醋酸，缓慢升温保持每分钟2.0℃/min，升温至98℃，然后保温45分钟。
染色后的织物按相同条件进行水洗、皂洗、固色。
(1)按测试标准AATCC 61 2A测试耐水洗色牢度，
(2)按标准ISO 105 E04测试耐汗渍色牢度。
(3)按以下条件测试织物的泡水掉色牢度：2g/L洗衣粉，浴比1:20，60℃×5min.对比织物在水中浸泡后的掉色情况。测试结果标准参照AATCC 61 2A中评级结果。
性能测试
使用实施例1～6的酸性染料组合物进行染色，具体步骤为：将溶解好的酸性染料组合物按对氨纶与锦纶的混纺织物百分比重量(％o.w.f.)与织物放入染色钢杯中，添加水量至对织物重的10倍(浴比1:10)，缓慢升温保持每分钟2.0℃/min，升温至98℃，然后保温45分钟。
染色后的织物按相同条件进行水洗、皂洗、固色。
(1)按测试标准AATCC 61 2A测试耐水洗色牢度。
(2)按标准ISO 105 E04测试耐汗渍色牢度。
(3)按以下条件测试织物的泡水掉色牢度：2g/L洗衣粉，浴比1:20，60℃×5min.对比织物在水中浸泡后的掉色情况。测试结果标准参照AATCC 61 2A中评级结果。
对实施例1～6的酸性染料组合物和对比例1染色的织物性能测试结果如表1所示：
表1性能测试结果
从上表1可以看出，本发明实施例的酸性染料组合物用于氨纶与锦纶的混纺织物的染色获得产品的水洗牢度，汗渍牢度和泡水牢度性能均超过传统染料和工艺获得的产品，并且实施例1～6的酸性染料组合物的得色率和染色残液也均好于常规方法。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种酸性染料组合物，其特征在于：所述组合物包括酸性染料和助剂；所述酸性染料选自酸性黑172#、酸性红359#、酸性黄220#、酸性蓝193#、酸性黑194#、酸性黑207#、酸性黑168#、酸性黑60#、酸性红315#、酸性红317#、酸性红362#、酸性红445#、酸性红442#、酸性红405#、酸性红407#、酸性红414#、酸性紫90#、酸性紫68#、酸性黄59#、酸性黄116#、酸性黄127#、酸性黄128#、酸性黄151#、酸性蓝168#、酸性蓝171#、酸性蓝317#中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的酸性染料组合物，其特征在于：所述助剂选自分散剂、填充剂中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的酸性染料组合物，其特征在于：所述填充剂为有机酸钙盐，或所述填充剂为无机钠盐和有机酸钙盐。
4.根据权利要求3所述的酸性染料组合物，其特征在于：所述无机钠盐和有机酸钙盐的重量比为(1-1.5)：1。
5.根据权利要求3所述的酸性染料组合物，其特征在于：所述无机钠盐为硫酸钠；所述有机酸钙盐选自柠檬酸钙、苹果酸钙、谷氨酸钙、甲酸钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的酸性染料组合物，其特征在于：所述分散剂选自萘磺酸甲醛缩合物、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的酸性染料组合物，其特征在于：所述酸性染料组合物还包括缓冲剂。
8.根据权利要求7所述的酸性染料组合物，其特征在于：所述缓冲剂选自乙酸钠、柠檬酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、甲酸钠中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的酸性染料组合物，其特征在于：按重量份计，所述组合物包括20-80份酸性染料、1-40份助剂、0-20份缓冲剂。
10.一种根据权利要求1～9任一所述的酸性染料组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将酸性染料，助剂和缓冲剂用混合机或捏合机混合均匀即得到所述酸性染料组合物；或者向酸性染料中加入助剂，缓冲剂和水，打浆溶解，然后喷雾干燥得到组合物。
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