CN110983826B - 一种人棉活性印花匀染剂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人棉活性印花匀染剂组合物及其制备方法。该活性印花匀染剂包括如下组分：10～30重量﹪烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐、1～6重量﹪二甲基硅油、1～6重量﹪粘土、0.5～3重量％聚丙烯酸碱金属盐、2～12重量﹪脂肪胺聚氧乙烯醚、1～6重量﹪羟基羧酸碱金属盐和45～75重量﹪水，以所述人棉活性印花匀染剂组合物的总重量计。本发明人棉活性印花匀染剂组合物具有印花匀染性好、得色高、清晰度高、手感好等特性，活性印花综合性能优异。

Description

一种人棉活性印花匀染剂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种人棉活性印花匀染剂组合物及其制备方法。

背景技术

人棉活性印花面料具有质地柔软、色泽鲜艳而丰满、透气性强等优点，深受市场欢迎。但是人棉纤维的皮层结晶度和取向度高，结构紧密，在活性印花工艺中，染料分子从纤维表层向内部扩散阻碍作用较大，使得印花匀染性及印花深度不高；尽管，人棉纤维的吸湿溶胀度比棉纤维高得多，但是人棉纤维中的羧基和醛基含量高，会因纤维的吸湿溶胀而变得异常僵硬，柔软度不高。而且，和纯棉纤维相比，人棉纤维的皮层结晶度和取向度更高，结构更紧密，色浆中的染料分子从纤维表层向内部扩散的阻碍作用更强，使得活性印花匀染性和印花深度更差。所以，纯棉织物用的活性印花匀染剂不完全适合人棉织物活性印花。所以人棉活性印花存在的匀染性不高、印花手感较差等问题一直难以解决，尤其是印花匀染性不高直接影响了人棉活性印花品质。

为了提高人棉活性印花的匀染性，一般是提高尿素使用量，如秦曙文，徐怀宝.深色人棉印花色花产生原因及改进措施[C].上海：中国纺织工程学会，1998：89-91.中通过在印花前浸轧大量的尿素和纯碱，提高人棉印花汽蒸时的吸湿量，一定程度地改善印花匀染性。印花工厂的技术人员是通过提高印花色浆中尿素的添加量来提高印花匀染性，很明显，无论是印花前浸轧尿素还是印花色浆提高尿素添加量，虽然可以一定程度地提高人棉印花匀染性，但同时提高了氨氮排放量，对环境更加有害，如公开号CN106049105A中公开了一种提高活性翠兰印花匀染性的方法，配方中含有10-20％的尿素，尿素的氨氮含量很高，在提高印花匀染性的同时，也明显提高了氨氮排放量。

一般情况下，可以通过提高纤维吸湿量来增加染料的溶解速度以及提高纤维的膨化程度，减少染料在纤维表面的凝聚来提高活性印花匀染性，而印花匀染性除了和纤维膨化程度、吸湿量有关外，还与染料对纤维的渗透、染料在纤维内部的分散有关，如何在降低上染速率的基础上，而不影响最终印花深度是技术关键。如果单纯地从提高纤维吸湿量考虑，很有可能造成纤维表面染料浓度过高，上染速率加快，也很容易造成印花不匀，所以仅依靠糊料(阴离子型)与染料间的斥力以及色浆中的助溶剂、碱剂等组分不能保证人棉的匀染效果，而一般的纤维膨化助剂、吸湿剂、助溶剂等组分也不能保证很好的印花匀染性和印花深度，同时提高了染料在纤维上渗化度，从而影响清晰度。目前市场上用的活性印花匀染剂多是阴离子型或阴非离子复合物，虽然降低了纤维表面的染料凝聚程度，但也提高了纤维表面的染料浓度，如果两者不能很好的平衡，很有可能造成活性印花匀染性下降。

综合各种资料，人棉活性印花匀染性的提高方法很不完善，直接影响了印花品质，所以研制一种人棉活性印花匀染剂很重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人棉活性印花匀染剂组合物制备方法。

本发明从染料在色浆中的分散以及染料对纤维的渗透以及纤维内部的匀染性出发，将染料与匀染剂组合形成染料-匀染剂组合体，使得染料不易凝聚，同时在渗透组分的作用下使得该染料-匀染剂组合体渗透到纤维内部而不发生凝聚，既保证了染料的上染率、同时降低了上染速率，最终的效果是既保证活印花的匀染性又保证了印花深度，最终制备出一种印花深度高、印花均匀、清晰度高的人棉活性印花匀染剂。

本发明的一个方面提供一种人棉活性印花匀染剂组合物，它包括如下组分：

以所述人棉活性印花匀染剂组合物的总重量计。

本发的另一个方面提供一种上述人棉活性印花匀染剂组合物的制备方法，它包括：

1)向反应釜中加入水，升温至50-80℃，加入脂肪胺聚氧乙烯醚和二甲基硅油，高速剪切均匀，

2)加入粘土，继续高速剪切均匀，降低搅拌速度，加入聚丙烯酸碱金属盐，

3)降温至30-50℃，依次加入羟基羧酸碱金属盐和烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐水溶液，搅拌均匀。

具体实施方式

在一个优选的实施方式中，本发明提供一种人棉活性印花匀染剂组合物：它包括如下组分：

以所述活性印花匀染剂组合物的总重量计。

在一个优选的实施方式中，本发明中所用的烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐由如下结构式表示：

式中，R为C_2-8烷基，优选为C_3-6烷基；n＝5-30，优选为10-20；M为Na+、K+或其组合。

在一个更优选的实施方式中，本发明中所用的烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐是由吡咯烷酮羧酸碱金属盐与环氧基烷基封端聚氧乙烯醚反应而得，反应方程式为：

式中，R为C_2-8烷基，优选为C_3-6烷基；n＝5-30，优选为10-20；M为Na+、K+或其组合。

在一个更优选的实施方式中，本发明中所用的吡咯烷酮羧酸碱金属盐与环氧基封端的烷基聚氧乙烯醚的摩尔比为0.9：1～1.1：1，所用的烷基聚氧乙烯醚改性吡咯烷酮羧酸碱金属盐的制备方法为：

向反应釜中加入定量的去离子水，于约80rpm转速下搅拌并升温至50-80℃，加入吡咯烷酮羧酸碱金属和环氧基封端的烷基聚氧乙烯醚，继续升温至80-95℃继续搅拌4-6h，降温至40℃左右，即得一定浓度的烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐水溶液。具体可参见文献：刘彦杰,吴明华,侯彦敏,等.超支化氨基改性聚硅氧烷的合成及其应用[J].纺织学报,2014,35(12):73-78.

在一个优选的实施方式中，本发明中所用的二甲基硅油的重均分子量800-5000，粘度为5-100mPa·s。

在一个优选的实施方式中，本发明中所用的粘土为钠基膨润土、凹凸棒土或其组合。所述粘土的平均粒度一般为0.3-2.0μm，优选为0.5-1.5μm。

在一个优选的实施方式中，所述聚丙烯酸碱金属盐的重均分子量为3000-12000，优选为5000－10000。所述聚丙烯酸碱金属盐例如包括聚丙烯酸钠盐，聚丙烯酸钾盐或它们的组合。

在一个优选的实施方式中，本发明中所用的脂肪胺聚氧乙烯醚为C_16-20脂肪胺聚氧乙烯醚(EO＝20-70，优选25-65)。

在一个优选的实施方式中，本发明中所用的羟基羧酸碱金属盐优选是羟基多元羧酸碱金属盐，例如包括酒石酸碱金属盐、葡萄糖酸碱金属盐或它们的组合。优选的羟基羧酸碱金属盐例如为酒石酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钾、葡萄糖酸钾或它们的组合。

在一个优选的实施方式中，本发明中所用的水为本领域中常用的水，优选为去离子水。

本发明人棉活性印花匀染剂组合物的制备方法例如包括如下步骤：

向反应釜中加入去离子水，升温，加入脂肪胺聚氧乙烯醚和二甲基硅油，高速剪切一定时间，加入粘土，继续高速剪切一定时间，降低搅拌速度，加入聚丙烯酸碱金属盐，降温，依次加入羟基羧酸碱金属盐和烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐溶液，搅拌一定时间，即得。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：人棉活性印花匀染剂具有印花均匀、得色高、手感柔软、清晰度高等特性，可以降低尿素使用量，降低氨氮排放。

实施例

本发明各实施例中制得的活性印花匀染剂效果通过以下试验验证

活性印花匀染性试验

1.面料：人棉织物

2.染料：活性翠兰P-GR

3.活性印花匀染性试验配方：

4.活性印花工艺：

打浆→活性印花→烘干→汽蒸(105℃×8min)→冷水洗→温水洗(80℃)→皂洗(95℃，雅可赛SW conc.，2g/L)→温水洗→冷水洗→冷水洗→烘干。

5.性能测试

4.1印花深度

利用Datacolor测试布面的颜色力度值，值越高，深度越高，反之，则越低。

4.2印花均匀性

4.2.1以布面某一点为标准，测试布面20个位置的颜色力度值，然后计算数值的平均绝对偏差，平均绝对偏差越大说明数据离散度越大，印花布样越不均匀，反之则越均匀。

4.2.2通过5个人目测印花布样的均匀性，按1-5级评级，5级均匀性最好，1级均匀性最差。

4.3印花手感

将活性印花织物用5个人触摸，并对印花织物手感进行评级，5级柔软性最好，1级柔软性最差。

4.4活性印花清晰度

目测是否出现花型边界不清晰或“露白地”、渗化等现象。

实施例1

以所述活性印花匀染剂的总重量计。

向1^#反应釜中加入30重量份的去离子水，于约80rpm转速下搅拌并升温至60℃左右，加入3.8重量份的吡咯烷酮羧酸钠和11.2重量份的环氧基封端的丁基聚氧乙烯醚(n＝7)，继续升温至80℃左右并继续搅拌6h，降温至40℃左右，即得45重量份的丁基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸钠溶液A1(重量百分比浓度约为33％)；

向2^#反应釜中加入41重量份的去离子水，升温至60℃左右，加入5重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚(江苏海安石油化工厂，商品名1830)，加入3重量份的二甲基硅油(埃肯蓝星有机硅有限公司，分子量800，粘度5mPa·s)，于800-1000rpm的转速下高速剪切30min，加入2重量份的钠基膨润土(平均粒度约为1μm)，继续高速剪切30min，降低搅拌速度至80-100rpm，加入1重量份的聚丙烯酸钠(M＝5000)，降温至40℃左右，依次加入3重量份的酒石酸钠和45重量份的丁基聚氧乙烯醚改性吡咯烷酮羧酸钠溶液A1，搅拌30min，即得。

实施例2

以所述活性印花匀染剂的总重量计。

向1^#反应釜中加入35重量份的去离子水，于80rpm转速下搅拌并升温至65℃左右，加入3.2重量份的吡咯烷酮羧酸钠和16.8重量份的环氧基封端的丁基聚氧乙烯醚(n＝15)，继续升温至85℃继续搅拌5h，降温至40℃左右，即得55重量份的丁基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸钠溶液A2(重量百分比浓度约为36％)；

向2^#反应釜中加入29.5重量份的去离子水，升温至60℃左右，加入7重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚(江苏海安石油化工厂，商品名1860)，加入2重量份的二甲基硅油(埃肯蓝星有机硅有限公司，分子量2000，粘度20mPa·s)，于800-1000rpm的转速下高速剪切30min，加入3重量份的钠基膨润土(平均粒度0.8μm)，继续高速剪切30min，降低搅拌速度至80-100rpm，加入0.5重量份的聚丙烯酸钠(M＝8000)，降温至40℃左右，依次加入4重量份的葡萄糖酸钠和55重量份的丁基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸钠溶液A2，搅拌30min，即得。

实施例3

以所述活性印花匀染剂的总重量计。

向1^#反应釜中加入30重量份的去离子水，于80rpm转速下搅拌并升温至70℃左右，加入3.3重量份的吡咯烷酮羧酸钠和21.7重量份的环氧基封端的丁基聚氧乙烯醚(n＝20)，继续升温至90℃继续搅拌5h，降温至40℃左右，即得55重量份的丁基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸钠溶液A3(重量百分比浓度约为45％)；

向2^#反应釜中加入19.5重量份的去离子水，升温至65℃左右，加入10重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚(江苏海安石油化工厂，商品名1830)，加入5重量份的二甲基硅油(埃肯蓝星有机硅有限公司，分子量4000，粘度50mPa·s)，于800-1000rpm的转速下高速剪切30min，加入4重量份的凹凸棒土(平均粒度约为1.2μm)，继续高速剪切30min，降低搅拌速度至80-100rpm，加入1.5重量份的聚丙烯酸钠(M＝10000)，降温至40℃左右，依次加入5重量份的葡萄糖酸钠和55重量份的丁基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸钠溶液A3，搅拌30min，即得。

实施例4

以所述活性印花匀染剂的总重量计。

向1^#反应釜中加入28重量份的去离子水，于80rpm转速下搅拌并升温至60℃，加入2.0重量份的吡咯烷酮羧酸钠和16重量份的环氧基封端的丁基聚氧乙烯醚(n＝25)，继续升温至95℃继续搅拌4h，降温至40℃，即得46重量份的丁基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸钠溶液A4(重量百分比浓度约为39％)；

向2^#反应釜中加入33重量份的去离子水，升温至70℃，加入8重量份的脂肪胺聚氧乙烯醚(江苏海安石油化工厂，商品名1860)，加入4重量份的二甲基硅油(埃肯蓝星有机硅有限公司，分子量1000，粘度15mPa·s)，于800-1000rpm的转速下高速剪切30min，加入5重量份的钠基膨润土(平均粒度约为1.0μm)，继续高速剪切30min，降低搅拌速度至80-100rpm，加入2重量份的聚丙烯酸钠(M＝5000)，降温至40℃，依次加入2重量份的酒石酸钠和46重量份的丁基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸钠溶液A4，搅拌30min，即得。

为了更好的体现本发明的应用效果，将本发明和市售活性印花匀染剂A(国内)、B(进口)分别应用到活性印花工艺中并与传统工艺进行比较，匀染剂用量均为0.5g/L，测试结果见表1。

表1不同活性印花匀染剂的效果比较

从表1看出，活性印花匀染剂的印花深度高，较传统印花工艺力度值高2-8，而市售产品A和B较较传统活性印花的深度下降明显，低12-15；尽管市售产品具有一定的匀染效果，但是这是在降低印花深度的基础上实现的，而本发明在保证印花匀染性的同时还提高的印花深度；印花均匀性上，本发明的平均绝对偏差小于0.25，而市售产品大于0.7，传统活性印花大于1.1，印花匀染性相差很大，本发明优势明显。从尿素使用量上看，本发明尿素为5％，添加0.5-1％的本发明匀染剂即可超过尿素用量为10％的匀染效果，可见本发明尿素使用量更低，并且匀染性明显好于传统活性印花，完全革除了传统活性印花通过提高尿素使用量来提高活性印花匀染性的方法。从活性印花手感上看，本发明印花手感都达到了5级，说明本发明具有提升手感的作用，而传统活性印花和市售匀染剂印花手感为3级或4级，本发明活性印花手感优势明显。本发明印花边界清晰，而市售产品和传统活性印花边界不清晰，所以本发明传统活性印花清晰度更高。综合数据，本发明人棉活性印花匀染剂的综合性能优异。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种人棉活性印花匀染剂组合物，它包括如下组分：

以所述人棉活性印花匀染剂的总重量计，

其中所述烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐用以下结构式表示：

式中，R为C_2-8烷基，n＝5-30，M⁺为Na⁺、K⁺或其组合；

所述二甲基硅油的重均分子量为800-5000，粘度为5-100mPa·s；

所述聚丙烯酸碱金属盐的重均分子量为3000-12000；

所述脂肪胺聚氧乙烯醚为C_16-20脂肪胺聚氧乙烯醚，其EO＝20-70；

所述羟基羧酸碱金属盐包括酒石酸碱金属盐、葡萄糖酸碱金属盐或它们的组合。

2.如权利要求1所述的人棉活性印花匀染剂组合物，其特征在于，它包括如下组分：

以所述人棉活性印花匀染剂的总重量计。

3.根据权利要求1或2所述的人棉活性印花匀染剂组合物，其特征在于：所述的粘土为钠基膨润土、凹凸棒土或它们的组合，平均粒度为0.3-2.0μm。

4.根据权利要求1或2所述的人棉活性印花匀染剂组合物，其特征在于：所述聚丙烯酸碱金属盐包括聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐或它们的组合。

5.根据权利要求1或2所述的人棉活性印花匀染剂组合物，其特征在于：所述的水为去离子水。

6.一种权利要求1所述的人棉活性印花匀染剂组合物的制备方法，它包括：

1)向反应釜中加入水，升温至50-80℃，加入脂肪胺聚氧乙烯醚和二甲基硅油，高速剪切均匀，

2)加入粘土，继续高速剪切均匀，

3)加入聚丙烯酸碱金属盐，

4)降温至30-50℃，依次加入羟基羧酸碱金属盐和烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属盐，搅拌均匀。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述烷基聚氧乙烯醚改性的吡咯烷酮羧酸碱金属由吡咯烷酮羧酸碱金属盐与环氧基封端C_2-8烷基聚氧乙烯醚的反应制得。