CN115094651B - 一种抗凝聚匀染剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种抗凝聚匀染剂及其应用，属于纺织印染助剂领域。本申请抗凝聚匀染剂，组成成分包括如下质量份的烷基胺二羟乙基氧化胺8~10份，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸5~8份，仲烷基磺酸钠5~7份，丙苯磺酸钠3~5份，腰果酚聚氧乙烯醚甲基硅烷为5~8份，水补足至100份。本申请抗凝聚匀染助剂针对现有分散性阴离子染料和阳离子染料混合后产生的严重凝聚，特别是高温下凝聚沉淀效果显著。

Description

一种抗凝聚匀染剂及其应用

技术领域

本申请涉及一种抗凝聚匀染剂及其应用，属于纺织印染助剂领域。

背景技术

聚丙烯腈纤维织物(腈纶织物)性能与羊毛相似，具有蓬松卷曲的外观和非常柔软的触感。被誉为“合成羊毛”，同时在弹性、保暖性、强度等方面优于羊毛的同时，又具有很强的抗日光性和优良的耐光性。故受欢迎程度日新月异，但同时聚丙烯腈纤维也存在一定的缺点：如耐碱性较差，洗涤时不能使用碱性清洁剂，会破坏其内部结构。高温对腈纶织物的影响更大，腈纶纤维在190-230℃左右的高温下会软化。此外，腈纶面料吸湿性较差。

为了保留聚丙烯腈纤维织物的优点，尽可能的避免其缺点，故科研人员不断的探究聚丙烯腈纤维织物和其他织物的交织使用，以求达到最大的优劣比。在上述情况下，给印染科研人员带来了新的技术问题，即利用染料助剂优化来改善染色过程中的问题。阳离子染料是聚丙烯腈纤维织物的专用染料，染色必须在pH4.5左右进行，此时染浴中存在大量的阳离子，要想实现与分散染料或者酸性染料同浴染色，势必多少带来阴阳离子的沉淀凝聚反应，提高染料的抗凝聚能力是提高染色的成功率、效率以及节能减排的关键技术问题。现有技术中抗凝聚匀染剂往往在染色初期具有一定的抗凝聚作用，而随着温度的上升，匀染剂的作用被弱化而无法起到抗凝聚的作用，如此导致染色的疵病出现，需要返工处理，增加工序的同时还难以修复，从而导致成品率降低。如果回修需要加大用量染料以及助剂的用量，消耗更多的能源蒸汽以及工时，这无疑浪费能源，加大排污。

为了达到腈纶及其混纺织物染色的均匀一致，减少返工回修，起到节能减排的目的，就需要加入性能较好的抗凝聚匀染剂避免阴阳染料在染色过程中沉淀的同时，还需要起到较好的缓染、移染的目的。发明人严佳公开了“一种腈纶用匀染剂”，具有优异的移染性、缓染性和分散性能；发明人苏州联胜化学有限公司的李兵公开了“环保腈纶匀染剂及其制备方法和应用”，采用环保季铵盐和环保乳化剂复配，实现了缓染、移染等性能；发明人贺立平等人公开了“一种腈纶匀染剂及其使用工艺”，对腈纶纤维染色有极佳的初期匀染力和高温移染力，对染料上染率影响小，不会减损颜色坚牢度，同时能赋予腈纶纤维较柔软的手感和抗静电性，适用作腈纶匀染剂和回修剂，染后面料色泽均匀。然而极少有专利公开报道抗凝聚匀染剂，也很少有做出一系列试验供市场参考。

基于此，本发明人为解决分散性阴离子染料和阳离子染料混合后产生凝聚沉淀问题展开了创造性研究，并经染厂应用实验证明效果优良。

发明内容

针对现有分散性阴离子染料和阳离子染料混合后产生凝聚，特别是高温下凝聚沉淀更加严重，从而导致印染腈纶纤维混纺织物染色不均匀成品率低的问题，本申请一方面提供一种可提高腈纶纤维染色一次成功率、减少疵病和返工流程、从而有效节省染料、助剂、人工以及节能减排效果的抗凝聚匀染剂；另一方面本申请提供了一种抗凝聚匀染剂的使用方法。

为了实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

一种抗凝聚匀染剂，包括以下质量百分比的物质混合复配而成：烷基胺二羟乙基氧化胺8～10份，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸5～8份，仲烷基磺酸钠5～7份，异丙苯磺酸钠3～5份，腰果酚聚氧乙烯醚甲基硅烷为5～8份，水补足至100份。

本申请所说的烷基胺二羟乙基氧化胺为十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的混合物。

本申请所说的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸中的脂肪醇选自本领域技术人员一般认知的任意饱和的或不饱和的C12～C14的脂肪醇。

本申请所说的仲烷基磺酸钠是指本领域技术人员一般认知的C12～16仲烷基磺酸钠。

本申请匀染剂应用时的低温或高温是相对而言的，所谓的高温是指90℃～130℃，即分散性染料通常情况下的操作条件；所谓低温是相对于高温而言指不管季节温度变化，并且不加热的常规操作温度，10℃～40℃。

本申请所说的消泡剂为，Dehydran 1293。

本申请所说的絮凝、凝聚或沉淀都是指染料使用时凝聚产生沉淀的现象。

烷基胺二羟乙基氧化胺一类两性表面活性剂，易溶于水和极性有机溶剂，水溶液在酸性条件下呈阳离子性，在碱性条件下呈非离子性，故对腈纶具有很好的缓染和移染的效果。在实验中我们发现，当烷基胺二羟乙基氧化胺为十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺显示出其他诸如十四烷基胺二羟乙基氧化胺或十六烷基胺二羟乙基氧化胺没法比拟的助染效果，并且效果优于其中任何单一组分。这可能是因为十二烷基胺二羟乙基氧化胺与传统的腈纶匀染剂1227的碳链长度一致，渗透性好，且与阴离子物质的反应比1227相对柔和，不会形成明显沉淀。十八烷基胺二羟乙基氧化胺手感柔和，染色过程中容易避免折皱现象的出现，从而避免染料躲藏于折皱间而分散变差。特别当十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的质量比为大于等于1:1小于等于3:1时，更优选的当十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的质量比在(3-2):1范围内，兼顾抗凝聚以及避免褶皱现象效果最佳。

脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸也是一种两性表面活性剂，水溶液在酸性条件下呈非离子性，在碱性条件下呈阴离子性。仲烷基磺酸钠是阴离子表面活性剂，在强碱、高温条件下具有极强渗透力。异丙基磺酸钠又叫4-异丙苯磺酸钠。当脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸中的脂肪醇选自任意十二碳至十四碳结构结构，并且接枝聚氧乙烯醚个数为碳链长度的二分之一时，更能够有效的缓冲仲烷基磺酸钠和正/异丙苯磺酸钠的极性，降低与阳离子组份发生沉淀的速度并能够快速帮助染料渗透，起到染色均匀的作用。

在实验原料种类精选过程中，特别值得一提的是异丙苯磺酸钠与正丙苯磺酸钠均能够在低温条件下有效的帮助沉淀物，快速增溶至沉淀分散/消失，但无法在高温条件下缓解沉淀物。当在乳化剂为腰果酚聚氧乙烯醚并在其结构上引入具有抗凝聚作用的甲基硅烷结构后，可以提供很好的防返沾和抗凝聚的效果，特别是弥补正/异丙苯磺酸钠在高温条件下的性能不足，并且在高温条件下异丙苯磺酸钠与正丙苯磺酸钠相比，与其他组分的协同作用更优。

本申请匀染剂的使用浓度为1g～3g/L。在此使用浓度下除了提高了染料的分散性、抗凝聚作用，特别是高温下抗凝聚作用，保证其他组份快速作用于布面，还提升了匀染剂的消泡作用。即使在使用时已经出现了轻微的絮凝，也能在低温分散均匀，高温防止凝聚，故可以使染料在匀染剂的作用下更好的发挥作用，从而提高染色的一次成功率，连锁反应的有效降低因返工造成的染料、能源以及人工成本，并降低污染排放量。

染厂的实际印染过程中特别提出分散染料和阳离子染料混合使用时更容易出现本申请中所说的凝聚现象，尤其是深颜色的分散型染料与阳离子型染料混合时是凝聚沉淀现象更为严重。实验过程中我们同时就本申请匀染剂与非离子型抗凝聚匀染剂以及阳离子型抗凝聚匀染剂进行了对比性效果验证，结果证明当克服了深颜色的分散染料和阳离子染料混合使用时凝聚沉淀问题时，对其他染料的抗凝聚效果相当，反之则不然。例如阳离子型或非离子型的抗凝聚匀染剂，只能解决部分浅颜色的分散型染料与阳离子型染料混合时轻微沉淀的情况，而对深颜色的分散染料和阳离子染料混合使用时，抗凝聚沉淀效果最好能够达到四级，无法满足工厂任何工况条件，特别是中、深色染料工况条件。

当在100份以上抗凝聚匀染剂的配方中加入有机硅消泡剂(Dehydran 1293)0.01～0.03份，实验证明既不影响本抗凝聚匀染剂的抗凝聚的效果，其消泡效果显著，能够有效防止泡沫堵缸问题。

具体实施方式

WA是指抗凝聚匀染剂WA，即HG/T 3514-2013标准中所指的分散剂WA，是本领域常规结构的非离子抗凝聚匀染剂，主要是脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷。

市场对比样是指市售的阳离子型抗凝聚匀染剂。

分散染料是指市售分散染料，1％HGL深蓝是深色分散性染料中的一种代表。

阳离子染料是指市售阳离子性染料，1％浓度GB翠兰是阳离子染料中的一个代表。

消泡剂为市售消泡剂。

为了清楚、简要的说明本申请的实施方案，大量的配方筛选过程可以概括为成分及配比初筛，和配方优化。所谓配方优化是在初筛表现较好的多个组方中，进一步限定较优成分及配比，最终得到本申请的匀染剂成分组成、配比以及配方的使用条件，初筛和配方优化的步骤条件是相同的，只是在配方优化过程进一步缩小了成分以及配比的范围。

本申请的具体实施例是以实验过程中典型的案例作为举例说明本申请的创造性劳动的实验过程，而不表示这是本申请的全部工作。

制备例

制备例1.1-1.4：十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的质量比为3:1，同时脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸中的脂肪醇选自本领域技术人员一般认知的任意饱和的或不饱和的C12～C14的脂肪醇，仲烷基磺酸钠选自本领域技术人员一般认知的C12～16仲烷基磺酸钠多个个组合，按照如下质量分数配比。

制备例1.1-1.4，代表了本匀染剂配方筛选及优化过程中，烷基胺二羟乙基氧化胺、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸、仲烷基磺酸钠、以及极性更大的取代基苯基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚或腰果酚聚氧乙烯醚以及脂肪醇聚氧乙烯醚或腰果酚聚氧乙烯醚引入硅烷基等组成成分的以及成分配比的初步范围的确定。制备例1.1-1.4只是以筛选出具有较优效果的案例进行举例说明筛选过程，这过程中比如筛选掉了烷基胺二羟乙基氧化胺中含有C14或C16的组合、脂肪醇聚氧乙烯醚或腰果酚聚氧乙烯醚、以及脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷等成分。

制备例2.1-2.4：与制备例1.1-1.4不同的是十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的质量比为2:1。

制备例2.1-2.4主要代理表十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺配比的优化。当十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺大于等于1:1小于等于3:1范围内，抗凝聚性均优于WA和市场对比样。

制备例3.1-3.4：其他组分不变，将用正丙基磺酸钠替代异丙基磺酸钠，分别按照上述配方组成。

制备例3.1-3.4代表了考察正丙基磺酸钠与异丙基磺酸钠的区别，实验证明在高温并引入腰果酚聚氧乙烯醚甲基硅烷机构后，显示出异丙基磺酸钠协同效果更优。

制备例4.1-4.4

制备例4.1-4.4代表了消泡剂的种类筛选以及用量优化，以不影响其他组分的抗凝聚效果，并且消泡效果符合标准为原则，实验表明有机硅消泡剂的效果在用量为0.01～0.03份/100份的范围内与其他成分的协同作用优于其他消泡剂，并且有机硅消泡剂中巴斯夫的Dehydran 1293消泡剂效果最优。

实施例

(一)抗凝聚分散性测试

实施例Ⅰ-1

按照如下操作步骤，对制备例1中制得的四种抗凝聚匀染剂分别进行分散性(抗凝聚性)测试，最终计算平均值。

按照上述配方进行配置染液，并将染液放于钢杯中，以2℃/min的速度升温到100℃保温40min，然后降温到90℃后将染液倒入事先准备好的带有滤纸的布氏漏斗中进行抽滤，晾干后通过观察染料凝聚程度来评级，以上实验至少3个重复样。

抗凝聚分散性能评价标准：以无染料凝聚为5级，微有染料凝聚为4级，有染料颗粒为3级，染料凝聚较明显为2级，染料凝聚严重为1级。

重复以上操作步骤，不同的是以2℃/min的速度分别重复升温到120℃、130℃保温40min，各重复3次实验。

实施例实施例Ⅰ-2：与实施例实施例Ⅰ-1不同的是匀染剂的用量为0.3g

实施例Ⅰ-1测试得到的评级结果如表1所示。

表1制备例1.1-1.4匀染剂的高温分散性对照表

产品	实施例Ⅰ-1-2	对比样WAⅠ-1-2	市场对比样Ⅰ-1-2	空白
					评级	5	3	3～4	1

注：对比样WA和市场对比样的用量以及操作条件均分别与Ⅰ-1或Ⅰ-2平行操作，并且在实施例Ⅰ的实验条件下没有显示出有显著的效果差异。

从表1评级结果来看，本申请各实施例的抗凝聚匀染剂在滤纸上基本无染料凝聚，而常规抗凝聚匀染剂在滤纸上染料颗粒相对明显，说明制备例1.1-1.4制备的抗凝聚匀染剂在使用量为1g～3g/L的范围内，抗凝聚效果相当；在90℃～130℃高温下，抗凝聚效果显著优于对比样WA或市场对比样。即对于染料的抗凝聚能力特别突出，可以有效预防色渍色点的产生。

实施例Ⅱ

与实施例Ⅰ不同的是测试样为来自于制备例2.1-2.4，测试对比结果见表2

表2制备例2.1-2.4匀染剂的高温分散性对照表

产品	实施例Ⅱ-1-2	对比样WAⅡ-1-2	市场对比样Ⅱ-1-2	空白
					评级	4～5	3	3～4	1

从表2评级结果来看，制备例2.1-2.4制得的抗凝聚匀染剂比制备例1.1-1.4制备的抗凝聚匀染剂在高温使用条件下，并且使用量为1g～3g/L的范围内，抗凝聚效果略差，但抗凝聚效果显著优于对比样WA或市场对比样。

实施例Ⅲ

与实施例Ⅰ不同的是测试样为来自于制备例3.1-3.4，测试对比结果见表3

表3制备例3.1-3.4匀染剂的高温分散性对照表

产品	实施例Ⅲ-1-2	对比样WAⅢ-1-2	市场对比样Ⅲ-1-2	空白
					评级	4～5	3	3～4	1

从表3评级结果来看，制备例3.1-3.4制得的抗凝聚匀染剂比制备例1.1-1.4制备的抗凝聚匀染剂在高温使用条件下，并且使用量为1g～3g/L的范围内，抗凝聚效果略差，但抗凝聚效果显著优于对比样WA或市场对比样，因此异丙苯磺酸钠在高温条件下的与其他组分的协同作用更优。

实施例Ⅳ

与实施例Ⅰ不同的是测试样为来自于制备例4.1-4.4，测试对比结果见表4

表4制备例4.1-4.4匀染剂的高温分散性对照表

产品	实施例Ⅳ-1-2	对比样WAⅣ-1-2	市场对比样Ⅳ-1-2	空白
					评级	5	3	3～4	1

从表4评级结果来看，制备例4.1-4.4制得的抗凝聚匀染剂比制备例1.1-1.4制备的抗凝聚匀染剂在高温使用条件下，并且使用量为1g～3g/L的范围内，抗凝聚效果相当，即抗凝聚效果显著优于对比样WA或市场对比样，因此消泡剂Dehydran 1293在使用量为0.01～0.03份/100份范围内，对本申请匀染剂的抗凝聚效果无显著性影响。

实施例Ⅴ

与实施例Ⅰ不同的是染料不同。

实施例Ⅴ-1分散性浅色染料与阳离子染料产生轻微沉淀的情况

实施例Ⅴ-1.1采用制备例1的匀染剂，Ⅴ-1.2与实施例Ⅴ-1.1不同的是采用制备例2.1-2.4的匀染剂。所有数据依然取平均值。

产品	实施例Ⅴ-1.1	实施例Ⅴ-1.2	对比样WA	市场对比样	空白
						评级	5	5	5	4～5	1

实施例Ⅴ-2分散性中色染料与阳离子染料产生轻微沉淀的情况

实施例Ⅴ-2.1采用制备例1的匀染剂，Ⅴ-2.2与实施例Ⅴ-2.1不同的是采用制备例2.1-2.4的匀染剂。所有数据依然取平均值。

产品	实施例Ⅴ-2.1	实施例Ⅴ-2.2	对比样WA	市场对比样	空白
						评级	5	5	3～4	4	1

综合实施例Ⅰ～Ⅴ的结果，更加充分的证明了本申请抗凝聚匀染剂在克服了深颜色的分散染料和阳离子染料混合使用时较严重的凝聚沉淀问题时，对其他染料的抗凝聚效果相当，而本申请中WA或市场对比样阳离子型抗凝聚匀染剂却不行。

(二)抗凝聚匀染剂消泡性测试

将制备例4.1-4.4制备的匀染剂配制成5g/L进行测试，测试温度是常规操作温度(10℃、20℃、30℃、40℃)。自罗氏泡沫仪底部用针筒注入试液至50mL刻度线以上，关闭刻度量管旋塞，静止5min，调节旋塞，使液面恰好在50mL刻度处，将滴液管用吸耳球抽吸法注满200mL试液，将其安放到刻度量管上口打开滴液管的旋塞,使溶液流下，当滴液管中的溶液流完时，立即开启秒表并读取起始泡沫高度(取泡沫边缘与顶点的平均高度)，在1min内不断读取数据，试验前应将管壁用试液洗净。

实施例Ⅵ

在抗凝聚匀染剂加入消泡剂之前，其消泡效果相当，即制备例1-3的在消泡性方面效果相当，略优于对比样和市场对比样，为了和实施例Ⅳ对比，消泡效果同时，考察是否对抗凝聚性有影响，故在此采用制备例1.1-1.4的抗凝聚匀染剂的消泡性做对比，形成实施例Ⅵ-2。

实施例Ⅵ-1测试样为来自于制备例4.1-4.4，10℃～40℃范围内消泡效果无统计学差异，取平均值。

实施例Ⅵ-2测试样为来自于制备例1.1-1.4，10℃～40℃范围内消泡效果无统计学差异，取平均值测试对比结果见表5。

表5制备例4.1-4.4匀染剂的消泡性测试

从表5评级结果来看，制备例4.1-4.4制得的抗凝聚匀染剂在常规操作的10℃～40℃时，比实施例Ⅵ-2、WA以及市场对比样的消泡性能显著提升。并且结合表4可以看出因此消泡剂Dehydran 1293在使用量为0.01～0.03份/100份范围内，对本申请匀染剂的抗凝聚效果无显著性影响。

Claims (10)

1.一种抗絮凝匀染剂，其特征在于，组成成分包括如下质量份的烷基胺二羟乙基氧化胺8~10份，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸5~8份，仲烷基磺酸钠5~7份，丙苯磺酸钠3~5份，腰果酚聚氧乙烯醚甲基硅烷为5~8份，水补足至100份；

所述烷基胺二羟乙基氧化胺为十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的混合物；

所述脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸中的脂肪醇为饱和的或不饱和的C12~C14的脂肪醇，并且接枝聚氧乙烯醚个数为碳链长度的二分之一；

所述仲烷基磺酸钠为C12~16仲烷基磺酸钠；

所述丙苯磺酸钠为正丙苯磺酸钠或异丙苯磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的抗絮凝匀染剂，其特征在于，每100质量份的抗絮凝剂中还含有消泡剂0.01~0.03份。

3.根据权利要求1或2所述的抗絮凝匀染剂， 其特征在于， 所述十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的质量比为大于等于1:1小于等于3:1 。

4.根据权利要求3所述的抗絮凝匀染剂， 其特征在于，所述十二烷基胺二羟乙基氧化胺与十八烷基胺二羟乙基氧化胺的质量比为（3-2）:1。

5.根据权利要求1或2所述的抗絮凝匀染剂， 其特征在于， 所述丙苯磺酸钠为异丙苯磺酸钠。

6.根据权利要求2所述的抗絮凝匀染剂， 其特征在于， 所述消泡剂为有机硅消泡剂。

7.根据权利要求2或6所述的抗絮凝匀染剂， 其特征在于， 所述消泡剂为Dehydran1293。

8.权利要求1或2所述的抗絮凝匀染剂的应用，其特征在于，将所述抗絮凝匀染剂用于抗染料凝聚。

9.根据权利要求8所述的抗絮凝匀染剂的应用， 其特征在于， 所述将抗絮凝匀染剂用于抗分散性染料和阳离子染料混合产生的凝聚。

10.根据权利要求8所述的抗絮凝匀染剂的应用， 其特征在于， 所述抗絮凝匀染剂的应用浓度为1~3g/L。