CN115341398B - 一种酸性固色剂、制备方法及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及D06P5/08技术领域，更具体涉及一种酸性固色剂、制备方法及其应用方法。酸性固色剂，按重量份计，制备原料包括30‑45份酚醛树脂、15‑25份醋酸、10‑25份磺化剂、1‑3份还原剂、20‑30份去离子水。本申请酸性固色剂可以显著提高染料的利用率，提高了酸性染料的染色牢度和产品质量，且固色剂不变色，有效提高了固色效果，不仅降低了生产成本，同时减少了废水排放，同时，经该酸性固色剂固色后的织物色变小，不影响织物原有的风格。
Description
技术领域
本发明涉及D06P5/08技术领域，更具体涉及一种酸性固色剂、制备方法及其应用方法。
背景技术
在使用酸性染料对锦纶进行染色时，由于锦纶固色时间短，染料与织物的结合力低，且酸性染料中羧酸基和磺酸基等水溶性基团使得染料分子上染后容易脱落，而传统的酸性固色剂固色速率慢，固色牢度低，固色的持久性有限。CN97116924通过苯酚、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、氢氧化物、甲醛提供了一种水溶性磺甲基酚醛树脂，然而该树脂使用在锦纶织物固色时，固色效果差，无法工业生产。CN202110353748使用两性磺化酚醛树脂、改性剂、络合剂、渗透剂、有机溶剂、水等得到一种酸性固色剂，该固色剂不仅成分复杂，增加了企业成本，同时固色效果的持久性有待提高。
因此，需要提供一种固色快，固色牢度高的固色剂。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种酸性固色剂，按重量份计，制备原料包括30-45份酚醛树脂、15-25份醋酸、10-25份磺化剂、1-3份还原剂、20-30份去离子水。
优选的，按重量份计，制备原料包括30-37份酚醛树脂、15-20份醋酸、13-14份磺化剂、1-3份还原剂、20-25份去离子水。
在一种实施方式中，所述酚醛树脂为线性热塑型酚醛树脂。
优选的，所述酚醛树脂的重均分子量为3000-6000。
锦纶织带固色时由于固色工艺时间短，申请人发现使用传统的磺化酚醛树脂进行固色时，固色牢度低，现有技术中一般会延长固色时间以及升高固色温度来获得固色效果，申请人在实验中意外的发现，当酚醛树脂为线性热塑型酚醛树脂，且重均分子量为3000-6000时，在对锦纶织带在较低的固色温度以及较短的固色时间作用下，得到的固色效果优异，申请人认为可能的原因是该3000-6000重均分子量的线性热塑型酚醛树脂得到的固色剂可以快速在锦纶织带上形成错综复杂的网络结构，该较快的速率增加了固色剂在锦纶织带的结合牢度。申请人意外的发现，当重均分子量高于3000或者重均分子量低于1000，可能由于在一定的时间内固色剂分子与锦纶织带表面分子的结合力较低，使得固色效果较差。
在一种实施方式中，所述磺化剂选自亚硫酸盐、三氧化硫、浓硫酸、氯磺酸中一种或多种。
优选的，所述磺化剂为亚硫酸盐和浓硫酸，重量比为1：(2-6.7)，优选为1：(2.5-3.3)。
优选的，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠和/或亚硫酸氢钠。
申请人意外的发现，当所述磺化剂为亚硫酸盐和浓硫酸，重量比为1：(2-6.7)，且制备过程中首先经过亚硫酸盐和酚醛树脂升温混合，然后再次加入浓硫酸，此时得到的固色剂对锦纶织带的固色稳定性较好，可以保证锦纶织带在长时间的固色效果，申请人认为可能的原因是酚醛树脂在冰醋酸中溶解的过程中，可以与亚硫酸盐很好的作用，既保证了高效的生产效率，同时在后期浓硫酸参与磺化的过程中，可能之前的亚硫酸盐对其造成了一定的影响，使得得到的酸性固色剂分子中磺酸基团分布合适，且具有极强的阴离子性，增加了与染料分子中磺酸基或者羧基之间的斥力作用，提高了染料分子的扩散能力，得到较为稳定的固色效果。
在一种实施方式中，所述还原剂选自二氧化硫脲、葡萄糖、葡萄糖酸钠、亚硫酸钠、山梨糖醇、异丙醇中一种或多种。
申请人在实验中发现，得到的固色剂放置一段时间后颜色加深，并意外的发现，在得到的固色剂溶液中，加入本申请中选自二氧化硫脲、葡萄糖、葡萄糖酸钠、亚硫酸钠、山梨糖醇、异丙醇中一种或多种的还原剂时，得到的固色剂的稳定性好，放置一段时间后未出现固色液颜色加深的现象。
本申请中浓硫酸的浓度大于98wt％。
本发明第二个方面提供了一种所述酸性固色剂的制备方法，包括：在反应容器中加入酚醛树脂、醋酸和亚硫酸盐，加热反应容器至100-120℃，保温30-45min，直至酚醛树脂充分溶解，之后降温至65-80℃，在0.5-1h内滴加浓硫酸，滴加过程中控制温度低于100℃，滴加结束后，在80-100℃反应3-5h，得到混合液，然后降温至60-65℃，加入去离子水，搅拌20-40min后加入还原剂，继续搅拌30-50min，出料，即得。
本发明第三个方面提供了一种酸性固色剂的固色方法，包括：将锦纶织带在70-80℃浸渍在酸性固色剂溶液中1-3min，然后过轧机后烘干。
在一种实施方式中，在使用方法中，浴比为1：(20-30)。
申请人意外的发现，当浴比为1：(20-30)时固色的均匀性好，避免了织带后期水洗后局部固色效果差带来的渍斑等问题。同时增加了织带的表面平整性，提高了织物的爽滑性。
优选的，固色温度为80℃，固色时间为1min。
优选的，所述酸性固色剂溶剂中还包括助剂。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本申请采用重均分子量为3000-6000的线性热塑型酚醛树脂，得到的固色剂在70-80℃固色1-3min即得达到较好的固色效果。
(2)本申请中采用重量比为1：(2-6.7)的亚硫酸盐和浓硫酸，且分步加入的方式，显著提高了固色的长久性和稳定性。
(3)本申请中加入特定的还原剂，避免了固色剂放置一段时间后颜色加深，保证了固色效果。
(4)在本申请固色剂的使用过程中，采用浴比为1：(20-30)，增加了固色均匀性，同时增加了织物的平整性。
(5)申请人发现，本申请中重均分子量为3000-6000的线性热塑性酚醛树脂在后期反应过程中出现更长的时间，而本申请中特定重量比的亚硫酸盐和浓硫酸，并结合亚硫酸盐先参与反应的方式，整体避免了线性热塑型酚醛树脂之间分子折叠导致反应时间长的问题。
(6)本领域技术人员公知固色温度越高，固色时间越长，固色效果越好，申请人意外的发现，对于本申请中得到的特定分子量和磺酸含量的固色剂在使用过程中，尤其是80℃的固色温度内，固色时间延长，固色效果反而会有所降低，固色温度最佳选择为80℃，固色时间最佳选择为1min。
(7)本申请酸性固色剂可以显著提高染料的利用率，提高了酸性染料的染色牢度和产品质量，且固色剂不变色，有效提高了固色效果，不仅降低了生产成本，同时减少了废水排放，同时，经该酸性固色剂固色后的织物色变小，不影响织物原有的风格。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
实施例
实施例中浓硫酸的浓度均为99.8wt％。
实施例1
一种酸性固色剂，制备原料如下：30份酚醛树脂、15份冰醋酸、3份亚硫酸氢钠、10份浓硫酸、1份二氧化硫脲、20份去离子水。
所述酚醛树脂为线性热塑型酚醛树脂，重均分子量为3000-6000。
酸性固色剂的制备方法如下：
向反应容器中加入酚醛树脂、冰醋酸、亚硫酸氢钠，蒸汽加热反应容器，直至温度达到110℃，保温反应40分钟，直至所述酚醛树脂充分溶解；将所述反应容器中混合液降温至70℃，并向所述反应容器中滴加浓硫酸，保持反应温度低于100℃，当反应温度超过100℃时，及时用循环冷却水降温，滴加所述浓硫酸时间为0.8小时；滴加完所述浓硫酸后，继续将温度保持在100℃,保温反应3.5小时，得到合成后的混合液；将所述混合液降温至65℃，加入去离子水，继续搅拌30分钟，然后加入二氧化硫脲，搅拌40分钟，出料，即得所述酸性固色剂。
实施例2
一种酸性固色剂，制备原料如下：37份酚醛树脂、20份冰醋酸、4份亚硫酸氢钠、10份浓硫酸、3份亚硫酸钠、25份去离子水。
酚醛树脂同实施例1。
酸性固色剂的制备方法同实施例1，不同之处在于，二氧化硫脲替换为亚硫酸钠。
实施例3
一种固色剂，来源于广东宏昊化工有限公司，型号为EA400。
实施例4
一种酸性固色剂，同实施例1，不同之处在于，制备原料无亚硫酸氢钠。
酸性固色剂的制备方法同实施例1，不同之处在于，未加入亚硫酸氢钠。
性能评估
分别将尼龙织带浸渍在实施例1-3的固色剂溶液中，分别在70-80℃浸渍分别浸渍1-3min，浴比为1:20，浸渍结束后过轧机，经过烘干后，测试水洗牢度，水洗牢度的测试标准为AATCC 61-1996。
其中，固色时工作液浓度为5g/L。
具体的浸渍温度和浸渍时间见表1。
表1
Claims (3)
1.一种酸性固色剂的制备方法，其特征在于，按重量份计，制备原料包括30-45份酚醛树脂、15-25份醋酸、10-25份磺化剂、1-3份还原剂、20-30份去离子水；所述磺化剂为亚硫酸盐和浓硫酸，重量比为1：(2-6.7)；所述酚醛树脂的重均分子量为3000-6000，所述酚醛树脂为线性热塑型酚醛树脂；
制备方法包括：在反应容器中加入酚醛树脂、醋酸和亚硫酸盐，加热反应容器至100-120℃，保温30-45min，直至酚醛树脂充分溶解，之后降温至65-75℃，在0.5-1h内滴加浓硫酸，滴加过程中控制温度低于100℃，滴加结束后，在80-100℃反应3-5h，得到混合液，然后降温至60-65℃，加入去离子水，搅拌20-40min后加入还原剂，继续搅拌30-50min，出料，即得。
2.根据权利要求1所述酸性固色剂的制备方法，其特征在于，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠和/或亚硫酸氢钠。
3.根据权利要求1-2任一项所述酸性固色剂的制备方法，其特征在于，所述还原剂选自二氧化硫脲、葡萄糖、葡萄糖酸钠、亚硫酸钠、山梨糖醇、异丙醇中一种或多种。
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