一種活性染色用稀土類促染劑的製作方法
2023-05-01 18:50:11 4
專利名稱：一種活性染色用稀土類促染劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及紡織印染領域，具體涉及ー種活性染色用稀土類促染劑。屬於化工產品技術領域。
背景技術：
近幾年，我國用棉量每年大約在1100萬噸左右，約佔世界用棉量的40%，主要用於服裝及家紡產品。2008年規模以上印染企業印染布產量達到494億米，其中純棉及棉混紡印染布佔到60%以上。做為天然纖維的棉織物的染整加工現狀及今後的可持續發展問題-直倍受關注。活性染料色譜齊全、色澤鮮豔、應用エ藝簡單，是棉纖維染色所用的最重要的ー類染料。2009年活性染料國內的總產量預計達到約18萬噸，產量僅次於分散染料。活性染料染色要耗用大量的無機鹽促染，按照活性染料年用量18萬噸計算，無機鹽的年排放量可達到450-500萬噸。這些無機鹽在參與染色的同時也殘留在廢水中，高含鹽量印染廢水的排放直接改變了江河湖泊的水質，破壞了水的生態環境，而鹽分的高滲透性將導致江湖周圍的土質鹽鹼化，降低農作物的產量。紡織エ業廢水排放量佔全國エ業廢水排放量的9. 6%0 廢水中的高濃度無機鹽會抑制水中微生物的生長，致使傳統的廢水生物處理法對於高鹽染色廢水無能為力，因此高鹽染色廢水治理難度遠高於普通有機汙染物廢水的治理。如何降低棉纖維活性染色廢水中的無機鹽含量，減少環境汙染，成為ー個研究熱點。三種方法可以降低染色過程中的無機鹽用量。1)優化活性染料的結構通過調整優化染料分子的結構，降低活性染色過程中染料對無機鹽的依賴性，在無鹽或少量無機鹽的存在下完成染色。如Ciki公司於1995年開發的Cikicron LS系列低鹽活性染料。通過特殊的連接基將兩個相同或不同結構的染料連接起來，成為架橋型活性染料，分子量大，平面性很好，連接基和活性基的空間效應很小，所以對纖維有很高的直接性。該類染料用鹽量少，只有傳統活性染料的1/2-1/3。但隨著染料對纖維親和カ的提高， 容易導致染色不均及染色後浮色難去除。2)棉纖維的陽離子改性通過對棉纖維進行季胺化或胺化改性，賦予棉纖維以陽離子基團，達到無鹽染色的目的，但染料的勻染性差，エ藝繁雜。另外，使用具有叔胺或季胺基的交聯劑處理棉纖維也可達到同樣的效果，但交聯劑會降低染料的溶解度，使染料的上染率降低。3)傳統無機鹽的代用品氯化鈉和元明粉隨染色廢水大量排放帶來的環境危害促使人們尋找ー種具有相同作用的無機鹽代用品。H Gurumallesh Prabu.等在《Coloration Technology》(2002， 118 :131-134)期刊上發表文章，指出使用檸檬酸鈉可以代替傳統無機鹽在活性染色中發揮促染作用，棉纖維的染色效果不弱於無機鹽促染效果。但檸檬酸鈉與元明粉等無機鹽市場價格相差較大，尚不具備性價比的綜合優勢。Nahed S. E等在《dyes and pigments)) (2005,65 :221-225和2007,72 :57-65)發表了關於EDTA鈉鹽用無機鹽代用品發揮促染作用的文章，但EDTA對環境有潛在的危害。
發明內容
本發明的第一個目的，在於克服上述問題，提供ー種活性染色用稀土類促染劑。該稀土類促染劑在纖維素纖維活性染色過程中可以使傳統無機鹽(氯化鈉或元明粉)用量降低60%，同吋，染色效果與傳統無機鹽促染效果相當。採用稀土類促染劑的染色成本與傳統無機鹽相當，能夠有效地減少高鹽度染色廢水對環境中水土資源的汙染，降低廢水治理的成本。本發明的第二個目的，是為了提供ー種活性染色用稀土類促染劑的製備方法。本發明的第三個目的，是為了提供ー種活性染色用稀土類促染劑的用途。本發明的第一個目的通過以下措施達到ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是由稀土鹽、有機酸混合配成20% 30%濃度的水溶液後，加入產品調節劑和PH調節劑而製成；製得活性染色用稀土類促染劑的PH為5 11 ；所述水溶液包括1摩爾份數的稀土鹽與3. 5 10摩爾份數的有機酸混合； 所述產品調節劑佔水溶液的重量百分比為5% 25%。本發明的第二個目的通過以下措施達到1、ー種活性染色用稀土類促染劑的製備方法，其特徵在於依次按以下步驟進行1)將1摩爾份數的稀土鹽與3. 5 10摩爾份數的有機酸混合，配成20% 30% 濃度的水溶液，於20 100°C下反應0. 5 48小吋，得到中間體A ；2)加入佔中間體A重量百分比為5% 25%的產品調節劑，在20 50°C下混合， 反應0. 5 2小時；3)之後，在20 50°C下，加入PH調節劑，控制產品的PH為5 11，即製得活性染色用稀土類促染劑。本發明的第二個目的還可以通過採取如下措施達到實現本發明第二目的的一種實施方式是步驟1)中所述的稀土鹽為含鑭、鈰、釤、 釔、釹稀土元素的鹽酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽中的ー種或者ー種以上的組合。實現本發明第二目的的一種實施方式是步驟1)中所述的有機酸為一元羧酸、多元羧酸、羥基羧酸、氨基羧酸、磺酸、胺基酸、有機膦酸中的ー種或者ー種以上的組合。實現本發明第二目的的一種實施方式是步驟1)中所述的有機酸為檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、酒石酸、聚丙烯酸、馬來酸、乙ニ胺四乙酸、苯磺酸、聚磷酸中的ー種或者ー種以上的組合。實現本發明第二目的的一種實施方式是步驟幻中所述的產品調節劑為兩性物質，其為兩性表面活性劑或胺基酸，或者是兩性表面活性劑和胺基酸兩者之間的組合。實現本發明第二目的的一種實施方式是所述的兩性表面活性劑為甜菜鹼型、胺基酸型、咪唑啉型、氧化胺型表面活性劑中的ー種或ー種以上的組合。實現本發明第二目的的一種實施方式是所述的胺基酸為甘氨酸、天冬氨酸、天冬醯胺、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、穀氨酸、賴氨酸中的ー種或ー種以上的組
本發明的第三個目的通過以下措施達到ー種活性染色用稀土類促染劑的用途，其特徵在於依次按以下步驟進行1)按照1 15配製染浴，室溫下加入活性染料，放入練漂後的纖維素纖維織物，運行10分鐘；2)加入氯化鈉或元明粉，加入採用第一個目所述的製備方法製備的活性染色用稀土類促染劑，運行10分鐘；3)升溫並控溫在30 90°C，保溫10 60分鐘；4)加入碳酸鈉，保溫30 90分鐘；5)之後降溫、皂洗、烘乾。本發明的第三個目的還可以通過採取如下措施達到實現本發明第三目的的一種實施方式是步驟1)中所述染料為低溫、高溫或中溫活性染料；所述的纖維素纖維為棉、麻或粘膠纖維。本發明的有益效果是本發明中公開了活性染色用稀土類促染劑及其製備和應用方法。該促染劑在纖維素纖維活性染色過程中可以使傳統無機鹽(氯化鈉或元明粉)用量降低60%，同吋，染色效果與傳統無機鹽促染效果相當。採用稀土類促染劑的染色成本與傳統無機鹽相當，有效地減少了高鹽度染色廢水對環境中水土資源的汙染，降低了廢水治理的成本。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明的內容作進ー步說明。具體實施例1 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機酸、產品調節劑及PH 調節劑。稀土鹽是產品的核心成分，發揮主要促染作用。有機酸可與稀土鹽形成配合物，並輔助染料上染纖維，產品調節劑可協調產品與染料及纖維間的相互作用，PH調節劑用來調整產品的酸鹼性。本實施例中，所述的稀土鹽為七水氯化鈽，所述的有機酸為一水檸檬酸，所述產品調節劑為椰油醯胺基丙基甜菜鹼(CAB-35)，所述的PH調節劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的製備方法，依次按以下步驟進行1)在198. 552g去離子水中加入73. 55g 一水檸檬酸和37. 258g七水氯化鈽，40°C 下攪拌反應2小吋，得到309. 36g中間體A ；。2)在40°C下，加入15. 468g椰油醯胺基丙基甜菜鹼(CAB-35)，攪拌反應0. 5小時；3)之後，在40°C下，加入氫氧化鈉，調節體系的PH為中性，即製得活性染色用稀土類促染劑。為了便於區別，此處簡稱為「促染劑I」。具體實施例2 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機酸、產品調節劑及PH 調節劑。所述的稀土鹽為七水氯化鈽，所述的有機酸為一水檸檬酸，所述產品調節劑為椰油醯胺基丙基甜菜鹼(CAB-30，所述的PH調節劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的製備方法，依次按以下步驟進行
1)在899. 592g去離子水中加入210. 14g—水檸檬酸和37. 258g七水氯化鈽，40°C 下攪拌反應2小吋，得到1146. 99g中間體A ；2)在40°C下，加入觀6. 7475g椰油醯胺基丙基甜菜鹼(CAB-35)，攪拌反應0. 5小時；3)之後，在40°C下，加入氫氧化鈉，調節體系的PH為中性，即製得活性染色用稀土類促染劑。為了便於區別，此處簡稱為「促染劑II」。具體實施例3 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機酸、產品調節劑及PH 調節劑。所述的稀土鹽為六水氯化鑭，所述的有機酸為冰乙酸，所述產品調節劑為甘氨酸， 所述的PH調節劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的製備方法，依次按以下步驟進行1)在95. 4915g去離子水中加入21. 0175g冰乙酸和35. 336g六水氯化鑭，30°C下攪拌反應1小吋，得到151. 845g中間體A ；2)在30°C下，加入7. 59225g甘氨酸，攪拌反應0. 5小時；3)之後，在30°C下，加入氫氧化鈉，調節體系的PH為中性，即製得活性染色用稀土類促染劑。為了便於區別，此處簡稱為「促染劑III」。具體實施例4 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機酸、產品調節劑及PH 調節劑。所述的稀土鹽為六水氯化鑭，所述的有機酸為冰乙酸，所述產品調節劑為甘氨酸， 所述的PH調節劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的製備方法，依次按以下步驟進行1)在327. 544g去離子水中加入60. 05g冰乙酸和35. 336g六水氯化鑭，30°C下攪拌反應1小吋，得到422. 93g中間體A ；2)在30°C下，加入105. 7325g甘氨酸，攪拌反應0. 5小吋；3)之後，在30°C下，加入氫氧化鈉，調節體系的PH為中性，即製得活性染色用稀土類促染劑。為了便於區別，此處簡稱為「促染劑IV」。其他實施例本發明所述的稀土鹽為含鑭、鈰、釤、釔、釹稀土元素的鹽酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽中的ー種或者ー種以上的組合。本發明所述的有機酸為一元羧酸、多元羧酸、羥基羧酸、氨基羧酸、磺酸、胺基酸、 有機膦酸中的ー種或者ー種以上的組合。所述的有機酸為檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、 酒石酸、聚丙烯酸、馬來酸、乙ニ胺四乙酸、苯磺酸、聚磷酸中的ー種或者ー種以上的組合。本發明所述的產品調節劑為兩性物質，其為兩性表面活性劑或胺基酸，或者是兩性表面活性劑和胺基酸兩者之間的組合。兩性表面活性劑為甜菜鹼型、胺基酸型、咪唑啉型、氧化胺型表面活性劑中的ー種或ー種以上的組合。所述的胺基酸為甘氨酸、天冬氨酸、 天冬醯胺、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、穀氨酸、賴氨酸中的ー種或ー種以上的組合。以下舉例詳述所述活性染色用稀土類促染劑的應用方法。具體應用實例1
ー種活性染色用稀土類促染劑的應用方法，依次按以下步驟進行1)按照1 15配製染浴，室溫下加入活性豔藍KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L 「促染劑I 」，運行10分鐘；3)升溫並控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之後降溫、皂洗、烘乾。具體應用實例2:—種活性染色用稀土類促染劑的應用方法，依次按以下步驟進行1)按照1 15配製染浴，室溫下加入活性豔藍KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L 「促染劑II」，運行10分鐘；3)升溫並控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之後降溫、皂洗、烘乾。具體應用實例3:ー種活性染色用稀土類促染劑的應用方法，依次按以下步驟進行1)按照1 15配製染浴，室溫下加入活性豔藍KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L 「促染劑III」，運行10分鐘；3)升溫並控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之後降溫、皂洗、烘乾。具體應用實例4:ー種活性染色用稀土類促染劑的應用方法，依次按以下步驟進行1)按照1 15配製染浴，室溫下加入活性豔藍KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L 「促染劑IV」，運行10分鐘；3)升溫並控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之後降溫、皂洗、烘乾。稀土類促染劑的促染效果及促染成本按照具體應用實例1 4所述染色エ藝上染棉纖維，按照具體實施例1 4製備方法計算產品的原料成本，所得結果見表1。表1稀土類促染劑與元明粉促染效果及促染成本比較
權利要求
1.ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是由稀土鹽、有機酸混合配成20% 30% 濃度的水溶液後，加入產品調節劑和PH調節劑而製成；製得活性染色用稀土類促染劑的PH 為5 11 ；所述水溶液包括1摩爾份數的稀土鹽與3. 5 10摩爾份數的有機酸混合；所述產品調節劑佔水溶液的重量百分比為5% 25%。
2.如權利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是所述的稀土鹽為含鑭、鈰、釤、釔、釹稀土元素的鹽酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽中的ー種或者ー種以上的組合。
3.如權利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是所述的有機酸為ー元羧酸、多元羧酸、羥基羧酸、氨基羧酸、磺酸、胺基酸、有機膦酸中的ー種或者ー種以上的組合。
4.如權利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是所述的有機酸為檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、酒石酸、聚丙烯酸、馬來酸、乙ニ胺四乙酸、苯磺酸、聚磷酸中的ー種或者ー種以上的組合。
5.如權利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是所述的產品調節劑為兩性物質，其為兩性表面活性劑或胺基酸，或者是兩性表面活性劑和胺基酸兩者之間的組合。
6.如權利要求5所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是所述的兩性表面活性劑為甜菜鹼型、胺基酸型、咪唑啉型、氧化胺型表面活性劑中的ー種或ー種以上的組合。
7.如權利要求5所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特徵是所述的胺基酸為甘氨酸、天冬氨酸、天冬醯胺、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、穀氨酸、賴氨酸中的一種或ー種以上的組合。
全文摘要
本發明涉及一種活性染色用稀土類促染劑，所述稀土類促染劑由稀土鹽與有機酸混合配成20％～30％濃度的水溶液後，加入產品調節劑和PH調節劑而製成；製得活性染色用稀土類促染劑的PH為5～11；所述水溶液包括1摩爾份數的稀土鹽與3.5～10摩爾份數的有機酸混合；所述產品調節劑佔水溶液的重量百分比為5％～25％。本發明公開的促染劑利用原有的染色設備，在活性染色過程中發揮促染作用。在保持染色效果不變的情況下，將傳統無機鹽的用量降低了60％。無機鹽用量的降低減輕了環境的負荷，在保持染色成本不提高的前提下，降低了染色廢水治理的成本。
文檔編號D06P1/653GK102587159SQ20111045774
公開日2012年7月18日 申請日期2010年3月3日 優先權日2010年3月3日
發明者劉深, 劉金華, 朱泉, 王瑞瓊, 郭玉良 申請人:廣東德美精細化工股份有限公司