CN104911035A

CN104911035A - 一种复合皂洗剂及利用其进行的去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗方法

Info

Publication number: CN104911035A
Application number: CN201510315034.4A
Authority: CN
Inventors: 刘今强; 付承臣; 王际平
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2015-09-16

Abstract

本发明属于棉织物活性染料染色后处理领域，特别涉及一种复合皂洗剂及利用其进行的去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗方法。一种复合皂洗剂，该复合皂洗剂为洗涤增效剂、染料改性剂和颗粒物悬浮稳定剂的复配物，其中，洗涤增效剂、染料改性剂和颗粒物悬浮稳定剂的重量比为1:1~3:1。本发明利用环境友好的非极性溶剂与少量水形成新的皂洗体系，对染色织物表面浮色进行少水皂洗，达到节能节水的目的。本发明对活性染料染色后棉织物采用两道或三道非极性溶剂/水体系皂洗工艺代替常规洗涤的一道高温皂洗和多道热水洗和常温水洗工艺，可缩短后处理时间，提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种复合皂洗剂及利用其进行的去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗方法

技术领域

本发明属于棉织物活性染料染色后处理领域，特别涉及一种复合皂洗剂及利用其进行的去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗方法。

背景技术

活性染料由于色泽鲜艳、色谱齐全、染色工艺成熟、色牢度较高、性价比高等优点成为印染纤维素类纺织品的首选染料。但是，活性染料的母体一般是简单的酸性或直接染料，具有较低的直接性，对纤维的上染率较低。而且，活性染料中含有的水溶性基团，在水中能电离成染料阴离子，而纤维素纤维在染浴中一般带有负电荷，故染色过程中染料与纤维之间存在这静电斥力，这将大大影响上染率。单活性基的活性染料固色率只有50％～60％，双活性基及多活性基活性染料，固色率有很大提高，但实际应用时大部分在80％左右。.

染色过程中有一部分活性染料会与强亲核性的水分子反应而水解，从而不能与纤维素发生反应形成共价键结合。由于水解的染料只是活性基团被羟基取代，扩散性和吸附性与原来的活性染料非常相似，因此也会扩散进入纤维内部，或吸附在纤维素表面形成“浮色”；另外，浮色中也包含了一定比例的未能与纤维反应的未水解染料。染深色时，浮色现象更为严重，由于吸附于织物表面的染料分子会形成多分子层式缔合物，产生“位阻”现象，妨碍染料向纤维内部扩散，使得不能与纤维发生反应的染料比例增加。浮色的存在会降低染色织物的色牢度，这个问题在染色过程中无法有效解决，因此纺织品在印花或染色后一般需要经过多道水洗和皂洗，把未固着的染料、助剂等从纤维表面洗下来，以提高印染织物的色牢度。这个环节是一个严重耗能和费水的过程，其能量消耗占整个染色过程的一半，水的消耗量是染色环节的10～20倍，加工成本接近整个染色成本的一半。因此，如何对活性染料染色的后处理过程进行改革，开发节水节能的皂洗工艺，是纺织印染加工工艺中急需解决的关键问题，也是提高印染企业经济效益和生态效益的重要途径。

发明内容

本发明提供一种复合皂洗剂，该复合皂洗剂用于去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗。

本发明提供一种利用上述复合皂洗剂实现的去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗方法，通过此方法处理后的织物色牢度可以达到常规高温多道水洗的要求，不仅大量节约用水和能耗，而且减少了洗涤时间，综合成本得到大幅度下降。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种复合皂洗剂，该复合皂洗剂为洗涤增效剂、染料改性剂和颗粒物悬浮稳定剂的复配物，其中，洗涤增效剂、染料改性剂和颗粒物悬浮稳定剂的重量比为1:1～3:1。

作为优选，所述洗涤增效剂为非离子型表面活性剂，化学式为：其中：R为饱和的或不饱和的C12～18的烃基，该烷烃是直链烃基或带支链的烃基；n＝6～10。

作为优选，所述染料改性剂为阳离子型化合物的一种或几种的混合物，化学式为：其中：R＝Cl或Br或醋酸根；R₁、R₂、R₃＝H或者C₁～C₁₈线性或分支烷基或烷氧基。

作为优选，所述颗粒物悬浮稳定剂为直链嵌段聚醚共聚物硅油，化学式为：颗粒物悬浮稳定剂的分子量为5000～10000。

一种去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)棉织物染色结束后，排掉染色设备中的染色残液；

(2)在排除了染液的染色设备中加入5～10倍织物重量的非极性溶剂；

(3)在室温下，将1～3g·L^-1复合皂洗剂水溶液与棉织物重量1～4倍的水混合后加至上述染色设备中与所述的非极性溶剂混合，得到非极性溶剂/水体系，体系升温至95℃±5℃，在不断搅动下保温处理5～10min后，将溶剂排至回收装置；

所述的复合皂洗剂为权利要求1所述的复合皂洗剂；1～3g·L^-1复合皂洗剂水溶液即1～3g复合皂洗剂加1L水混合的液体；

(4)重复步骤(2)和(3)至少一次；重复次数按织物染色深度确定，可以是1～3次；

(5)对各次排放的溶剂进行集中净化回收。

作为优选，所述步骤(2)中的非极性溶剂为直连或环状甲基硅氧烷，其通式为(SiOR₂)_n，其中n＝4～9，R是CH₃或CH＝CH₂。

本发明利用环境友好的非极性溶剂与少量水形成新的皂洗体系，对染色织物表面浮色进行少水皂洗，达到节能节水的目的。由于纯粹的非极性溶剂对活性染料浮色的洗涤效率不高，本发明采用三项措施加以改善：一是在体系中添加少量水形成分散相，以提高体系对亲水性物质的亲和力，同时也作为洗涤助剂的载体；二是在水介质中添加染料改性剂，改变浮色染料的性质和状态，降低其与织物的亲和力；三是在体系中添加洗涤增效剂和颗粒物悬浮稳定剂，提高洗涤效果，并将从织物上脱落的浮色染料及染料聚集体分别以增溶或稳定悬浮的方式分散于非极性溶剂/水体系中，避免对织物的再沾污。

所述步骤(3)中的复合皂洗剂为洗涤增效剂、染料改性剂和颗粒物悬浮稳定剂的复配物，复合皂洗剂是具有如下特性的化合物或组合物：

(1)洗涤增效剂为水溶性非离子表面活性剂，主要作用为降低水的表面张力，提高水的净洗力；

(2)染料改性剂为亲水性阳离子化合物，能够充分地与浮色染料结合，封闭染料的水溶性基团，降低其与织物的亲和力，以利于浮色染料在机械力的作用下从织物表面洗脱；

(3)颗粒物悬浮稳定剂为能与非极性溶剂互溶的表面活性物质，达到一定浓度时能在介质中形成胶束，起到将已洗脱的浮色染料聚集颗粒稳定悬浮在洗液体系中的作用。

溶剂回收：在皂洗残液中加入适量净水以萃取溶剂中的水溶性残余物，用油水分离器将非极性溶剂与水分离，分离得到的非极性溶剂即可以回用。当多次回用的溶剂含较多无法萃取分离的杂质时，可进行一次减压蒸馏以得到纯净的溶剂，又可以多次循环使用。在节省溶剂成本的同时，也减轻了对环境的污染。

本发明的有益效果是：(1)本发明对活性染料染色后棉织物采用两道或三道非极性溶剂/水体系皂洗工艺代替常规洗涤的一道高温皂洗和多道热水洗和常温水洗工艺，可缩短后处理时间，提高生产效率，降低生产成本；

(2)本发明采用非极性溶剂/水体系处理染色后棉织物，整个处理过程中所消耗的水量只有棉织物质量的4～10倍，大大节约了水的用量，减少了废水排放，具有显著的经济效益和社会效益；

(3)本发明采用的非极性溶剂为环保且易获得的液态硅氧烷，对工作人员及环境友好，不会在皂洗过程中对环境造成污染。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

本发明用到的试剂来源如下：嵌段聚醚共聚物硅油，美高化工，型号HPIS。

实施例1

步骤(1)：棉织物用C.I.活性红195染色后(染料量1％，o.w.f)，排掉设备中的染色残液；

步骤(2)：向上述设备中加入5倍棉织物重量的八甲基环四硅氧烷；

步骤(3)：将AEO-3，十六烷基三甲基溴化铵和分子量为5000的嵌段聚醚共聚物硅油按重量比1:1:1混合，配制成复合皂洗剂，加水制成浓度为1g·L^-1的复合皂洗剂水溶液；取3倍于织物重的该复合皂洗剂水溶液倒入上述染色设备中与八甲基环四硅氧烷混合，升温至95℃，在剧烈搅动下保温10min后，将皂洗液排到回收设备中；

步骤(4)：重复步骤(2)和(3)一次，皂洗完成；

步骤(5)：将皂洗液排到回收设备中，集中处理皂洗液，回收八甲基环四硅氧烷。

本发明工艺与常规工艺处理过程中染色织物干湿摩擦牢度和用水量对比见表1(以加工一吨棉织物为例)。

表1

比较项目	本发明工艺	常规工艺
			用水量(吨)	6	60～90
干摩擦牢度(级)	5	5
			湿摩擦牢度(级)	5	5

实施例2

步骤(1)：棉织物C.I.活性红195染色后(染料量3％，o.w.f)，排掉设备中的染色残液；

步骤(2)：向上述设备中加入10倍织物重的八甲基环四硅氧烷；

步骤(3)：AEO-5，十六烷基三甲基溴化铵和分子量为7000的嵌段聚醚共聚物硅油按重量百分比配置成1:2:1的复合皂洗剂，加水制成浓度为2g·L^-1的复合皂洗剂水溶液；取3.5倍于织物重的该复合皂洗剂水溶液倒入上述染色设备中与八甲基环四硅氧烷混合，升温至95℃，在剧烈搅动下保温15min后，将皂洗液排到回收设备中；

步骤(4)：重复步骤(2)和(3)一次，皂洗完成；

本发明工艺与常规工艺处理过程中染色织物干湿摩擦牢度和用水量对比见表2(以加工一吨棉织物为例)。

表2

比较项目	本发明工艺	常规工艺
			用水量(吨)	7	60～90
干摩擦牢度(级)	5	5
			湿摩擦牢度(级)	4～5	4～5

实施例3

步骤(1)：棉织物C.I.活性红195染色后(染料量8％，o.w.f)，排掉设备中的染色残液；

步骤(2)：向上述设备中加入10倍织物重的十甲基环五硅氧烷；

步骤(3)：将AEO-3，十八烷基聚氧乙烯基溴化铵和分子量为7000的嵌段聚醚共聚物硅油按重量百分比配置成1:2:1的复合皂洗剂，加水制成浓度为2.5g·L^-1的复合皂洗剂水溶液；取3.5倍于织物重的该复合皂洗剂水溶液倒入上述染色设备中与八甲基环四硅氧烷混合，升温至95℃，在剧烈搅动下保温20min后，将皂洗液排到回收设备中；；

步骤(4)：重复步骤(2)和(3)两次，皂洗完成；

步骤(5)：将皂洗液排到回收设备中，集中处理皂洗液，回收八甲基环四硅氧烷。本发明工艺与常规工艺处理过程中染色织物干湿摩擦牢度和用水量对比见表3(以加工一吨棉织物为例)。

表3

比较项目	本发明工艺	常规工艺
			用水量(吨)	10.5	80～120
干摩擦牢度(级)	4～5	5
			湿摩擦牢度(级)	4～5	4～5

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种复合皂洗剂，其特征在于：该复合皂洗剂为洗涤增效剂、染料改性剂和颗粒物悬浮稳定剂的复配物，其中，洗涤增效剂、染料改性剂和颗粒物悬浮稳定剂的重量比为1:1～3:1。

2.根据权利要求1所述的复合皂洗剂，其特征在于：所述洗涤增效剂为非离子型表面活性剂，化学式为：其中：R为饱和的或不饱和的C12～18的烃基，该烷烃是直链烃基或带支链的烃基；n＝6～10。

3.根据权利要求1所述的复合皂洗剂，其特征在于：所述染料改性剂为阳离子型化合物的一种或几种的混合物，化学式为：其中：R＝Cl或Br或醋酸根；R₁、R₂、R₃＝H或者C₁～C₁₈线性或分支烷基或烷氧基。

4.根据权利要求1所述的复合皂洗剂，其特征在于：所述颗粒物悬浮稳定剂为直链嵌段聚醚共聚物硅油，化学式为：颗粒物悬浮稳定剂的分子量为5000～10000。

5.一种去除棉织物上活性染料浮色的低水皂洗方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)棉织物染色结束后，排掉染色设备中的染色残液；

(4)重复步骤(2)和(3)至少一次；

(5)对各次排放的溶剂进行集中净化回收。

6.根据权利要求5所述的复合皂洗剂，其特征在于：所述步骤(2)中的非极性溶剂为直连或环状甲基硅氧烷，其通式为(SiOR₂)_n，其中n＝4～9，R是CH₃或CH＝CH₂。