CN1465759A - 一种腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，该方法包括将颜料、分散剂和NaSCN水溶液混合后于球磨机中进行研磨，在着色剂中，颜料的含量为5～25wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶3～30，研磨0.5～5.0小时后得到着色剂产品，上述分散剂取自烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、三甲基硬脂酰胺氯化物或十六烷基三甲胺溴化物中的一种化合物或两种以上化合物的混合物，而颜料一般为炭黑、酞菁蓝、氧化铁或群青。制备所得的着色剂在放置至少30天以后没有明显的分层现象和凝聚现象，显示出炭黑分散体系具有良好的分散稳定性，一般着色剂中颜料颗粒的重量中位粒径可维持在0.4～0.7μm。
Description
技术领域
本发明涉及腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备，特别涉及采用NaSCN湿法纺丝工艺原液着色法制造有色腈纶用着色剂的制备方法。
背景技术
纺前原液着色制造有色腈纶是近代化纤工业产生的新技术，它发展很快，并已得到较广泛的工业化应用。腈纶原液着色纺丝技术的发展如此之迅速，其主要原因是比起传统的纤维、纱线染色工艺具有染色成本低、所得纤维色泽均匀、色牢度高、配色方便等诸多优点。然而更为重要的是由于着色是在纤维生产过程中进行，不会像传统的染整工艺中的染色和漂洗工序那样产生大量的污水，就环境和水资源的保护来讲，其优点是十分明显的。
原液着色法制造有色腈纶一般是纺丝工厂在原液制备时配制所需的着色剂，然后将其与纺丝原液混合配制成有色的纺丝原液，送纺丝机纺丝，如专利DE 78-2823169、DD 224043 A1、DD259203 A1、JP 03104916 A2以及JP 03104917 A2所介绍的。这种方法对于纺丝工厂来讲最大的问题是更换颜色非常不易，因为一旦更换颜色将产生大量的过渡料，浪费严重。显然一次配制大量的着色剂是最好的解决办法，然而着色剂能否稳定地储存是非常关键的。在现有的原液着色法制造有色腈纶技术中，着色剂通常无法较长时间地稳定保存，颜料凝聚结块是常见的现象，一般着色剂中颜料颗粒的重量中位粒径为1μm。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，用该方法制备所得的着色剂能够较长时间地稳定保存，颜料无凝聚结块现象，以克服现有技术中所存在的缺陷。
以下是本发明解决上述技术问题的技术方案：
一种腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，该方法包括将颜料、分散剂和NaSCN水溶液混合后于球磨机中进行研磨，在着色剂中，颜料的含量为5～25wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶3～30，研磨0.5～5.0小时后得到着色剂产品，上述分散剂取自烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、三甲基硬脂酰胺氯化物或十六烷基三甲胺溴化物中的一种化合物或两种以上化合物的混合物。
上述颜料与分散剂的重量比最好为100∶5～20；所述的NaSCN水溶液的浓度可以为40～60wt％；研磨时球磨机的转速一般应控制为100～250转/分。而颜料一般为炭黑、酞菁蓝、氧化铁或群青。
对于本发明来讲，发明人认为分散剂的选择及加入量的确定比较关键的。在颜料与NaSCN溶液混合的过程中，要经过粉碎、分散和稳定化三个阶段，本发明中所选择的分散剂对以上三个过程都起到了积极的作用。在颜料研磨的最初阶段，分散剂的添加有助于颜料颗粒聚集体的解聚集，当颜料聚集体破碎后分散剂通过空间位阻作用和离子电荷斥力使颜料颗粒分散在NaSCN溶液体系中，而随后的稳定化更重要，分散剂的分散效果更体现在对研磨后颜料颗粒分散的稳定性上。无论从制备的角度或使用的角度来讲，颜料在着色中的含量是不宜过高的，通常在5～25％的范围内是比较理想的。分散剂的加入量则根据颜料的量来加以确定，发明人认为颜料与分散剂的重量比一般应控制在100∶3～30，超过100∶30后颜料的分散性无明显的提高。
制备所得的着色剂在放置至少30天以后没有明显的分层现象和凝聚现象，显示出炭黑分散体系具有良好的分散稳定性，一般着色剂中颜料颗粒的重量中位粒径可维持在0.4～0.7μm。当配制好的着色剂添加到聚丙烯腈纺丝原液中后，对聚丙烯腈原液纺丝过程中过滤器件的影响很小。由此可见与现有技术相比，本发明的积极效果是非常明显的。
具体实施方式【实施例1】
先将所需量的分散剂烷基聚氧乙烯醚所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料炭黑，继续搅拌至充分混合。其中，颜料炭黑的含量为8wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶3。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为2小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.47(μm)；重量比表面积为8.1967(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.49(μm)；重量比表面积：7.7857(m2/g)。【实施例2】
先将所需量的分散剂烷基酚聚氧乙烯醚所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料炭黑，继续搅拌至充分混合。其中，颜料炭黑的含量为8wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶30。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为45分钟。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.45(μm)；重量比表面积为8.7967(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.47(μm)；重量比表面积：7.9857(m2/g)。【实施例3】
先将所需量的分散剂三甲基硬脂酰胺氯化物所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料炭黑，继续搅拌至充分混合。其中，颜料炭黑的含量为8wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶8。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为1.0小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.53(μm)；重量比表面积为6.1870(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.57(μm)；重量比表面积：5.8116(m2/g)。【实施例4】
先将所需量的分散剂十六烷基三甲胺溴化物所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料炭黑，继续搅拌至充分混合。其中，颜料炭黑的含量为25wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶10。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为5小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.62(μm)；重量比表面积为5.8362(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.65(μm)；重量比表面积：5.2783(m2/g)。【实施例5】
先将所需量的分散剂烷基聚氧乙烯醚所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料酞菁蓝，继续搅拌至充分混合。其中，颜料酞菁蓝的含量为5wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶5。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为1.0小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.44(μm)；重量比表面积为8.6912(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.46(μm)；重量比表面积：7.9452(m2/g)。【实施例6】
先将所需量的分散剂烷基酚聚氧乙烯醚所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料氧化铁，继续搅拌至充分混合。其中，颜料氧化铁的含量为12wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶15。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为2.5小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.57(μm)；重量比表面积为6.7976(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.63(μm)；重量比表面积：5.2389(m2/g)。【实施例7】
先将所需量的分散剂三甲基硬脂酰胺氯化物所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料酞菁蓝，继续搅拌至充分混合。其中，颜料酞菁蓝的含量为12wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶8。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为3小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.49(μm)；重量比表面积为7.8754(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.54(μm)；重量比表面积：7.0138(m2/g)。【实施例8】
先将所需量的分散剂十六烷基三甲胺溴化物所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料群青，继续搅拌至充分混合。其中，颜料群青的含量为5wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶10。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为5.0小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.58(μm)；重量比表面积为6.0286(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.69(μm)；重量比表面积：5.7857(m2/g)。【实施例9】
先将所需量的分散剂烷基聚氧乙烯醚所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料氧化铁，继续搅拌至充分混合。其中，颜料氧化铁的含量为12wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶10。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为4.0小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.58(μm)；重量比表面积为7.2976(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.67(μm)；重量比表面积：6.1475(m2/g)。【实施例10】
先将所需量的分散剂三甲基硬脂酰胺氯化物所需量的51.7wt％NaSCN溶液于球磨机中搅拌充分混合，然后加入所需量的颜料群青，继续搅拌至充分混合。其中，颜料群青的含量为10wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶8。混合完毕后开机研磨，球磨机转速控制为200转/分，研磨时间为2.0小时。经分析，产品中颜料颗粒的重量中位粒径为0.48(μm)；重量比表面积为8.4935(m2/g)。
制得的着色剂放置50天后，重新分析产品，结果如下：
重量中位粒径：0.52(μm)；重量比表面积：8.2365(m2/g)。
Claims (5)
1、一种腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，该方法包括将颜料、分散剂和NaSCN水溶液混合后于球磨机中进行研磨，在着色剂中，颜料的含量为5～25wt％，颜料与分散剂的重量比为100∶3～30，研磨0.5～5.0小时后得到着色剂产品，上述分散剂取自烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、三甲基硬脂酰胺氯化物或十六烷基三甲胺溴化物中的一种化合物或两种以上化合物的混合物。
2、根据权利要求1所述的腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，其特征在于所述的颜料与分散剂的重量比为100∶5～20。
3、根据权利要求1所述的腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，其特征在于所述的NaSCN水溶液的浓度为40～60wt％。
4、根据权利要求1所述的腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，其特征在于所述的球磨机的转速控制为100～250转/分。
5、根据权利要求1、2、3或4所述的腈纶纺丝原液着色用着色剂的制备方法，其特征在于所述的颜料为炭黑、酞菁蓝、氧化铁或群青。
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