一種活性染料循環染色專用勻染劑及其製備方法與流程
2023-12-01 06:09:51 1
本發明涉及一種活性染料循環染色工藝中專用的勻染劑，主要用於活性染料循環染色，本發明還涉及上述勻染劑的的製備方法。
背景技術：
活性染料是纖維素纖維染色的主要染料，但由於其利用率不高（大都在60-70%），染色水洗耗水量又大，造成染色廢水色度深、處理難度大、廢水排放量高。目前普遍應用於工業的處理方法仍是中水回用，以及分離脫色，然後達標排放，因而廢水的排放尚未得到真正解決。近年來也有研究工作者嘗試通過分析活性染料染色殘液中殘留的染料以及其他水質情況，試圖不加處理即可回用於染色，但也遇到了循環次數以及色光控制的難題。
近年來開發了一種活性染料循環染色的方法，其關鍵技術在於對染色後廢水中染料的捕捉脫色。如中國發明專利cn201610315614.8公開了一種烷基胺萃淋樹脂捕捉染色廢水中染料的方法，將該方法運用到活性染料染色工藝中，可有效降低染色廢水的色度和分離染色廢水中殘餘染料，達到資源循環利用的目的。然而在研究開發配套循環染色助劑時，並不是所有助劑均適合，該方法要求所用相關助劑不能與萃淋樹脂發生反應以及不影響其對染料的捕捉。另一方面，活性染料是一種水溶性優良的染料，但其在染筒子紗或其他厚重織物時，仍有可能造成染色不勻以及透染性不佳的現象，生產中仍需勻染劑來解決問題。因而急需一種適合於該循環染色配套的活性染料勻染劑。
針對於此，本發明特研製出一種活性染料循環染色專用的勻染劑，專用的目的就是一方面為了提高織物染色的均勻性，不產生色疵以及白芯等現象，另一方面也保證了不影響染色殘液的捕捉以及循環再利用，且在染色廢水循環利用的時候，勻染劑仍可繼續部分循環使用。另外，本發明中勻染劑擬採用甜菜鹼系兩性表面活性劑作為主要成分之一，通過其對活性染料的移染或緩染作用，進一步提高活性染料染色的勻染性。
技術實現要素：
本發明實施例的目的在於克服現有技術的上述不足，提供一種活性染料循環染色專用勻染劑，該專用勻染劑可以提高活性染料對織物染色的均勻性，同時不與染色廢水回收使用的萃取樹脂發生反應，不影響染色殘夜中染料的捕捉及循環利用。
本發明實施例的另一目的在於克服現有技術的上述不足，提供一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法。
為了實現上述發明目的，本發明實施例的技術方案如下：
一種活性染料循環染色專用勻染劑，包括以下質量份含量的成分組成：
異構醇聚氧乙烯醚：5-25份；
脂肪醇聚氧烷基醚：5-20份；
烷基聚氧乙烯醚：1-10份；
甜菜鹼系兩性表面活性劑：8-30份；
檸檬酸鈉：4-15份；
消泡劑：0.05-5份；
水：20-80份。
以及，一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法，包括以下步驟：
（1）：先將水升溫至40-80℃，在攪拌的條件下加入檸檬酸鈉、消泡劑、甜菜鹼系兩性表面活性劑，並在50-80℃下攪拌5-20min；
（2）：繼續將異構醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚加入步驟（1）製得的溶液中，並在60～70℃保溫攪拌0.5-1.5小時；
（3）：最後降溫至40-50℃出料，得到活性染料循環染色專用勻染劑。
本發明實施例提供的一種活性染料循環染色專用勻染劑，將異構醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚混合加入到甜菜鹼系兩性表面活性劑中，甜菜鹼系兩性表面活性劑作為主要的勻染劑成分之一，從而該勻染劑與待染織物、活性染料均具有良好的親和力。在染色過程中，甜菜鹼系兩性表面活性劑優先與纖維的極性基團結合，佔據纖維上的染色座席，隨著溫度升高，甜菜鹼系兩性表面活性劑慢慢解吸，染料分子慢慢與纖維結合，達到染色效果。染色初期，異構醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚與染料分子間以氫鍵或者鹽形式結合，對染料分子形成拉扯力，減緩染色速度，並且將染色色澤較深部位上的染料拉扯回染液中，使染料轉移到染色較淺的部位上，染色更均勻。烷基胺萃淋樹脂對活性染料進行捕捉的過程是在酸性條件下進行的，烷基胺萃淋樹脂與溶液中氫離子及活性染料產生離子交換反應，從而捕捉出活性染料。勻染劑中的異構醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚及甜菜鹼系兩性表面活性劑分子中電荷穩定，極性相對活性染料低，且甜菜鹼系兩性表面活性劑在酸性條件下表現為弱陽荷性，均不與烷基胺萃淋樹脂反應。本發明實施例提供的一種活性染料循環染色專用勻染劑能提高織物染色均勻性，同時不影響活性染料捕捉及染色廢水的循環利用。
本發明提供一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法，工藝簡單，可以方便地製備能提高織物染色均勻性、又不影響活性染料萃取循環利用的活性染料循環染色專用勻染劑。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明實施例提供了一種活性染料循環染色專用勻染劑，包括以下質量份含量的成分組成：
異構醇聚氧乙烯醚：5-25份；
脂肪醇聚氧烷基醚：5-20份；
烷基聚氧乙烯醚：1-10份；
甜菜鹼系兩性表面活性劑：8-30份；
檸檬酸鈉：4-15份；
消泡劑：0.05-5份；
水：20-80份。
其中，異構醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚所起的主要作用是滲透、分散、以及與活性染料結合，達到染色更均勻。甜菜鹼系兩性表面活性劑所起的主要作用是其結構中的陽荷性部分能與陰離子染料作用，從而減緩陰離子染料向纖維運動的速度，減緩染色速度，使染色更均勻。檸檬酸鈉所起作用主要是調節染液ph值以及螯合鈣鎂等離子的作用，使勻染劑及染料之間的作用穩定進行。
作為進一步優選。
本發明實施例中的活性染料循環染色專用勻染劑包括以下質量份含量的成分組成：
異構醇聚氧乙烯醚：15份；
脂肪醇聚氧烷基醚：15份；
烷基聚氧乙烯醚：5份；
甜菜鹼系兩性表面活性劑：16份；
檸檬酸鈉：8.5份；
消泡劑：0.5份；
水：40份。
所述的異構醇聚氧乙烯醚為異構十三碳醇聚氧乙烯醚、異構十碳醇聚氧乙烯醚、異構十一碳醇聚氧乙烯醚中的至少一種。
所述的甜菜鹼系兩性表面活性劑為含羧酸基甜菜鹼兩性表面活性劑、磺基甜菜鹼兩性表面活性劑以及磷酸脂甜菜鹼兩性表面活性劑中的至少一種。
所述的消泡劑為有機矽消泡劑、聚醚類消泡劑、高碳醇類消泡劑中的至少一種。
所述水為去離子水。
所述的甜菜鹼系兩性表面活性劑為十二烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼。
不同於現有技術中的勻染劑，本發明實施例勻染劑具有以下優點和效果：極佳的滲透性和分散性，以及適度的移染或緩染性，對棉織物染色尤其筒子紗染色工藝中具有較好的勻染和透染效果；且該勻染劑可應用於活性染料循環染色工藝中，不影響染色廢水中活性染料的捕捉以及循環利用過程，且隨著染色廢水的循環，勻染劑也部分達到循環使用的目的。除此之外，該勻染劑具有成本低、操作簡便，可廣泛應用於工業生產。
本發明實施例還提供了一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法，包括以下幾個步驟：
（1）：先將水升溫至40-80℃，在攪拌的條件下加入檸檬酸鈉、消泡劑、甜菜鹼系兩性表面活性劑，並在50-80℃下攪拌5-20min；
（2）：繼續將異構醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚加入步驟（1）製得的溶液中，並在60～70℃保溫攪拌0.5-1.5小時；
（3）：最後降溫至40-50℃出料，得到活性染料循環染色專用勻染劑。
具體地，步驟（1）中，先將水溫升至70℃，待物料溶解均勻後，在60℃下攪拌10min。
具體地，步驟（2）中，所述的反應條件為：在65℃保溫攪拌1小時。
實施例1
一種活性染料循環染色專用勻染劑，以質量份計，包括以下組分：異構十三碳醇聚氧乙烯醚：12份；脂肪醇聚氧烷基醚：13份；烷基聚氧乙烯醚：5份；羧酸基甜菜鹼兩性表面活性劑：15份；檸檬酸鈉：8份；有機矽消泡劑：0.5份；去離子水：46.5份。
一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法，包括以下步驟：
（1）：先將適量水升溫至50℃，在攪拌的條件下加入檸檬酸鈉、有機矽消泡劑、羧酸基甜菜鹼兩性表面活性劑，並升溫至60℃繼續攪拌10min；
（2）：繼續將異構十三碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、烷基聚氧乙烯醚加入並在65℃保溫攪拌1小時。
（3）：最後降溫至45℃出料，得到活性染料循環染色專用勻染劑。
實施例2
一種活性染料循環染色專用勻染劑，以質量份計，包括以下組分：
異構十三碳醇聚氧乙烯醚：20份；脂肪醇聚氧烷基醚：6份；烷基聚氧乙烯醚：7份；磺基甜菜鹼兩性表面活性劑：12份；檸檬酸鈉：10份；有機矽消泡劑：1份；去離子水：44份。
一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法，包括以下步驟：
（1）：先將適量水升溫至60℃，在攪拌的條件下加入檸檬酸鈉、聚醚類消泡劑、磺基甜菜鹼兩性表面活性劑，並在60℃下繼續攪拌10min；
（2）：繼續將剩餘份數的水、異構十碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚以及烷基聚氧乙烯醚加入並升溫至65℃保溫攪拌1小時。
（3）：最後降溫至45℃出料，得到活性染料循環染色專用勻染劑。
實施例3：
一種活性染料循環染色專用勻染劑，以質量份計，包括以下組分：
異構十三碳醇聚氧乙烯醚：6份；脂肪醇聚氧烷基醚：18份；烷基聚氧乙烯醚：4份；磷酸脂甜菜鹼兩性表面活性劑：20份；檸檬酸鈉：12份；有機矽消泡劑：0.1份；去離子水：39.9份。
一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法，包括以下步驟：
（1）：先將適量水升溫至45℃，在攪拌的條件下加入檸檬酸鈉、高碳醇類消泡劑、磷酸脂甜菜鹼兩性表面活性劑，並升溫至60℃下繼續攪拌20min；
（2）：繼續將剩餘份數的水、異構十一碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚以及烷基聚氧乙烯醚加入並升溫至70℃保溫攪拌0.5小時。
（3）：最後降溫至45℃出料，得到活性染料循環染色專用勻染劑。
實施例4：
一種活性染料循環染色專用勻染劑，以質量份計，包括以下組分：
異構十三碳醇聚氧乙烯醚：25份；脂肪醇聚氧烷基醚：5份；烷基聚氧乙烯醚：10份；羧酸基甜菜鹼兩性表面活性劑：10份；檸檬酸鈉：15份；有機矽消泡劑：5份；去離子水：30份。
一種活性染料循環染色專用勻染劑的製備方法，包括以下步驟：
（1）：先將適量水升溫至55℃，在攪拌的條件下加入檸檬酸鈉、有機矽類消泡劑、羧酸基甜菜鹼兩性表面活性劑，並升溫至60℃下繼續攪拌15min；
（2）：繼續將剩餘份數的水、異構十三碳醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚以及烷基聚氧乙烯醚加入並升溫至65℃保溫攪拌1小時。
（3）：最後降溫至45℃出料，得到活性染料循環染色專用勻染劑。
應用實施例
本發明中具體各實施例的循環染色專用勻染劑性質見表1，表1為實施例1-4的循環染色專用勻染劑性質。
為驗證本發明所述的活性染料循環染色專用勻染劑在活性染料染色中的勻染或緩染效果，在本勻染或緩染性測試中，探討了活性染料染色時加入本發明實施例1-4的勻染劑與未加勻染劑（空白）的上染速率（用不同染色時間段的上染率表示，同時段的上染率越小表示上染速率越慢，勻染或緩染效果越差好，反之則上染速率越快，勻染或緩染效果越差），並且與市售的棉用勻染劑進行了比較。其中染色處方及工藝為：活性黑xd-70r：5%（owf）；元明粉：50g/l；固色鹼xa-2202：2g/l；浴比：1：10。室溫入染，並以1.5℃/min升溫至65℃保溫60min。在入染後每隔20min取殘液稀釋40倍用x-ritecolori7測色配色儀測定其光密度值，然後按照以下公式計算上染率：
上染率=（染液光密度值-殘液光密度值）/染液光密度值x100%.
結果見表2，表2為實施例1-4及市售勻染劑加入活性染料染色中後各時段上染率。
由表2中結果可以看出，本發明實施例1-4的活性染料循環染色專用勻染劑具有明顯的緩染效果，且優於市售勻染劑1和市售勻染劑2。其次勻染劑的加入均不影響染料的最終上染率，表中數據顯示各試樣的最終上染率均保持在70%-73%範圍內。
為驗證本發明所述的活性染料專用勻染劑可適用於活性染料循環染色工藝中，特設定實驗，將上述染色殘液分別利用烷基胺萃淋樹脂進行捕捉脫色，以脫色後經過濾處理所得循環水的光密度值判斷染色殘液中殘留的勻染劑是否影響烷基胺萃淋樹脂對染色殘液中染料的捕捉。然後將處理好的各循環水重新用於染色工藝中，考察循環染色時實施例中循環染色專用勻染劑是否可以達到循環或部分循環使用的目的（循環染色時不再加入勻染劑，觀察染色的勻染或緩染效果）。結果如表3所示；表3為實施例1-4及市售勻染劑在循環染色工藝中的應用結果。
由表3中數據分析可知，加入市售勻染劑1和2的染色殘液，經烷基胺萃淋樹脂捕捉後所得的循環水仍有較深顏色，而本發明中實施例勻染劑中主要成分之一的甜菜鹼兩性表面活性劑在酸性條件下表現為陽離子性，與烷基胺萃淋樹脂（酸性條件下為陽離子性）不發生作用，且不影響其對陰離子染料的捕捉，因而捕捉後的循環水幾乎澄清。另外將循環水再次用於染色時，在不補加勻染劑的情況下相對於空白試驗仍具有較好的緩染效果，因此隨著染色廢水的循環，活性染料循環染色專用勻染劑也部分達到循環使用的目的。
此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對發明所作的舉例說明。凡依據本發明專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括於本發明專利的保護範圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。