一種環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑及其制備方法
【專利摘要】一種環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑及其制備方法。該添加助劑包括下述組分，各組分的質量百分含量如下：分散劑10~40%，聚羧酸鹽衍生物5~20%，螯合劑2~10%，陰離子表面活性劑5~20%，非離子表面活性劑2~10%，消泡劑0.05~0.2%，去離子水30~80%。本發明提供的環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑，可顯著改善液體溴靛藍染料的存放分散穩定性，提高牛仔布染色時溴靛藍染料的上染率和染料利用率，在達到相同染色深度時可以減少溴靛藍染料的用量。
【專利說明】 一種環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑及其制備方法，屬于精細化工領域。
【背景技術】
[0002]溴靛藍染料是在靛藍染料的基礎上進行溴化改性而得到的一種靛族還原染料，主要用于牛仔服裝的染色，相比靛藍染料具有上染率高、色澤更加鮮艷明亮、耐光和耐磨度好等優點，具有良好的發展潛力。
[0003]目前，商品溴靛藍染料多為粉體形式，在生產時會存在粉塵污染嚴重、高溫噴霧干燥能耗大等問題，在染色時存在化料計量不便、批次染色穩定性差等問題。將染料做成液體形式，可解決上述這些問題。隨著印染企業生產自動化程度的提高、自動化加料系統的建立，以及節能環保意識的增強，液體溴靛藍染料的需求將越來越大。中國專利申請CN201110063964.7公布了 一種液體靛藍染料的制備方法及產品，該方法步驟簡單，省去了干燥過程，降低了制備成本，同時制備過程避免了粉塵污染，改善了工人的勞動環境和降低了環境污染。但是其制備過程只使用了分散劑，未涉及到復合添加助劑，液體靛藍染料的染色性能還不夠理想，而且未提到將該方法用于制備液體溴靛藍染料。
[0004]在液體溴靛藍染料中添加具有良好高溫分散穩定性、耐剪切性、潤濕滲透性、上染率提升性、耐堿性的環保型助劑，可以保證液體溴靛藍染料制備過程的順利進行，同時提升液體溴靛藍染料的存放分散穩定性和上染率、色光鮮艷度和色牢度等染色性能指標。但是，目前國內在這方面的研究還相對較少，還缺乏這方面的高端液體溴靛藍配套添加助劑。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑及其制備方法；本發明提供的復合添加助劑可以提高液體溴靛藍染料的存放分散穩定性和包括上染率、色澤鮮艷度、色牢度在內的染色性能指標，提高溴靛藍染料的利用效率，降低染色廢水中有毒有害物質溴靛藍的含量，為印染企業節約成本的同時減輕對環境的污染。
[0006]為此，本發明所提供的一種環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑，其包括下述組分，各組分的質量百分含量如下:
[0007]分散劑10?40%，聚羧酸鹽衍生物5?20%，螯合劑2?10%，
[0008]陰離子表面活性劑5?20%，非離子表面活性劑2?10%，
[0009]消泡劑0.05?0.2%,去離子水30?80%。
[0010]上述的復合添加助劑中，所述復合添加助劑還包括粘度調節劑和工業鹽；所述粘度調節劑和工業鹽的質量百分含量分別為0?2%和0飛％，但不為零。
[0011]上述的復合添加助劑中，所述分散劑可為萘系磺酸甲醛縮合物和/或木質素磺酸鈉；所述分散劑可防止染料微粒之間團聚的發生，保證液體溴靛藍染料的在各種處理條件下的分散穩定性；[0012]所述萘系磺酸甲醛縮合物具體可為萘磺酸甲醛縮合物(分散劑ΝΝ0)、甲基萘磺酸甲醛縮合物(分散劑MF)或芐基萘磺酸甲醛縮合物(分散劑CNF)；
[0013]所述木質素磺酸鈉的分子量具體可為2000-10000，磺化度可為0.7^3.4，可提高
體系的高溫分散穩定性。
[0014]上述的復合添加助劑中，所述聚羧酸鹽衍生物可為聚丙烯酸鈉、聚馬來酸酐丙烯酸共聚物鈉鹽、聚丙烯酸羥丙酯丙烯酸共聚物鈉鹽和聚苯乙烯馬來酸酐共聚物鈉鹽中至少一種，分子量可為1000-50000，羧基含量可為20~75%;所述聚羧酸鹽衍生物能與所述分散劑協同作用，提高液體溴靛藍染料體系的分散穩定性。
[0015]上述 的復合添加助劑中，所述螯合劑可為有機磷酸鹽、聚天門冬氨酸鈉、檸檬酸三鈉或葡萄糖酸鈉中至少一種；所述有機磷酸鹽具體可為二乙烯三胺五甲叉膦酸鈉；所述螯合劑可以有效螯合染色時溶液中的鈣鎂離子，防止其與溴靛藍染料隱色體形成不溶性沉淀，保證上染過程的順利進行。
[0016]所述陰離子表面活性劑可為十二烷基硫酸鈉、丁基萘磺酸鈉、仲烷基磺酸鈉、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉鹽中至少一種；
[0017]所述非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、異構醇聚氧乙烯醚和有機硅聚氧乙烯醚中至少一種；
[0018]所述粘度調節劑可為海藻酸鈉、羧甲基纖維素和聚丙烯酸類增稠劑中任一種；所述聚丙烯酸類增稠劑具體可為增稠劑PTF ；
[0019]所述消泡劑可為有機硅消泡劑或聚醚類消泡劑；所述有機硅消泡劑具體可為消泡劑FB-50 ;所述聚醚類消泡劑具體可為消泡劑CTA-791。
[0020]本發明進一步提供了上述復合添加助劑的制備方法，包括如下步驟:
[0021](I)向反應釜中加入所述分散劑、聚羧酸鹽衍生物、螯合劑、工業鹽和水，并進行攪拌;
[0022](2)向所述反應釜中加入所述陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，并在恒溫下繼續攪拌；
[0023](3)向所述反應釜中加入所述消泡劑，經攪拌后繼續加入所述粘度調節劑，經攪拌即得所述復合添加助劑。
[0024]上述的制備方法中，步驟(1)中，將所述反應釜加熱至5(T55°C，如50°C或55°C;以300^500轉/分鐘的速度均質攪拌1.5^2小時，如在300轉/分鐘的速度均質攪拌2小時或在500轉/分鐘的速度均質攪拌1.5小時。
[0025]上述的制備方法中，步驟(2)中，在5(T55°C的條件下繼續攪拌0.5~I小時，如在50°C或55°C的條件下繼續攪拌I小時。
[0026]上述的制備方法中，步驟(3)中，加入所述消泡劑后以100-300轉/分鐘的速度繼續攪拌0.3-0.6小時，如以100轉/分鐘的速度繼續攪拌0.5小時；加入所述粘度調節劑后繼續攪拌0.3^0.6小時，如繼續攪拌0.5小時。
[0027]本發明還提供了一種環保型液體溴靛藍染料復合物，其由液體溴靛藍染料和上述復合添加助劑組成。
[0028]上述的液體溴靛藍染料復合物中，所述復合添加助劑占所述液體溴靛藍染料的質量百分含量可為2%?20%，如5%。
[0029]在制備所述液體溴靛藍染料復合物時，可通過下述I) -4)中任一種方法來制備:I)、在制備所述液體溴靛藍染料的打漿過程中加入；2 )、在制備所述液體溴靛藍染料的砂磨過程中加入；3)、在制備所述液體溴靛藍染料過程的砂磨后出料前加入；和4)、在所述液體溴靛藍染料的染色過程中加入。
[0030]本發明具有以下有益效果:
[0031](I)本發明提供的環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑，可顯著改善液體溴靛藍染料的存放分散穩定性，提高牛仔布染色時溴靛藍染料的上染率和染料利用率，在達到相同染色深度時可以減少溴靛藍染料的用量。
[0032](2)使用本發明提供的液體溴靛藍染料復合物，在染色時除了保險粉和燒堿外，可以不加或少加其他化學助劑，而且由于溴靛藍染料用量的減少，保險粉和燒堿的用量也可以相應地減少，可大大節約染化料成本及工藝成本，同時減輕染色廢水對環境的污染。
[0033](3)本發明提供的液體溴靛藍染料復合物可提高染色牛仔布的色澤鮮艷度和色牢度，進而提升牛仔布的品質和檔次。
【具體實施方式】
[0034]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0035]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0036]下述實施例中的各個組分的添加量均為質量份。
[0037]實施例1、制備液體溴靛藍染料復合添加助劑
[0038]將500份去離子水抽入均質反應釜中，開啟攪拌，投入5份工業鹽、200份聚苯乙烯馬來酸酐共聚物鈉鹽(分子量2000-4000，羧基含量25.4%)、20份二乙烯三胺五甲叉膦酸鈉、100份分散劑NNO和50份分散劑CNF，升溫至50°C，以500轉/分鐘的速度均質攪拌1.5小時。然后投入50份十二烷基硫酸鈉、20份異構醇聚氧乙烯醚和50份有機硅聚氧乙烯醚到反應釜中，保溫在50°C，繼續攪拌I小時。然后投入I份消泡劑CTA-791，以100轉/分鐘的速度繼續攪拌0.5小時，最后加入預先稀釋的質量百分含量為10%的海藻酸鈉水溶液50份，繼續攪拌0.5小時。出料，即得液體溴靛藍染料復合添加助劑。
[0039]本實施例制備的復合添加助劑的外觀:棕褐色透明液體，固含量:50±2%，pH值:7±1 ;其組成為:分散劑15%、聚羧酸鹽衍生物20%，螯合劑2%，陰離子表面活性劑5%，非離子表面活性劑7%，粘度調節劑0.5%，工業鹽0.5%，消泡劑0.1%，去離子水49.9%。
[0040]實施例2、制備液體溴靛藍染料復合添加助劑
[0041 ] 將500份去離子水抽入均質反應釜中，開啟攪拌，投入20份工業鹽、90份聚丙烯酸鈉(分子量8000-10000，羧基含量62.5%)、35份聚天門冬氨酸鈉、270份分散劑MF，升溫至55°C，以500轉/分鐘的速度均質攪拌1.5小時。然后投入50份丁基萘磺酸鈉、30份脂肪醇聚氧乙烯醚到反應釜中，保溫在55°C，繼續攪拌I小時。然后投入1.5份消泡劑FB-50，以100轉/分鐘的速度繼續攪拌0.5小時，最后加入預先稀釋的質量百分含量為1%的羧甲基纖維素水溶液50份，繼續攪拌0.5小時。出料，即得液體溴靛藍染料復合添加助劑。
[0042]本實施例制備的復合添加助劑的外觀:棕褐色透明液體，固含量:50±2%，pH值:7±1 ;其組成為:分散劑27%、聚羧酸鹽衍生物9%，螯合劑3.5%，陰離子表面活性劑5%，非離子表面活性劑3%，粘度調節劑0.05%,工業鹽2%，消泡劑0.15%，去離子水50.3%。
[0043]實施例3、制備液體溴靛藍染料復合添加助劑
[0044]將500份去離子水抽入均質反應釜中，開啟攪拌，50份馬來酸酐-丙烯酸共聚物鈉鹽(分子量30000-40000，羧基含量71.5%)、30份檸檬酸三鈉、300份分散劑CNF，升溫至55°C，以500轉/分鐘的速度均質攪拌1.5小時。然后投入70份磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽和50份脂肪醇聚氧乙烯醚到反應釜中，保溫在55°C，繼續攪拌I小時。然后投入0.5份消泡劑CTA-791，以100轉/分鐘的速度繼續攪拌0.5小時，最后加入預先稀釋的質量百分含量為5%的增稠劑PTF水溶液50份，繼續攪拌0.5小時。出料，即得液體溴靛藍染料復合添加助劑。
[0045]本實施例制備的復合添加助劑的外觀:棕褐色透明液體，固含量:50±2%，pH值:7±1 ;其組成為:分散劑30%、聚羧酸鹽衍生物5%，螯合劑3%，陰離子表面活性劑7%，非離子表面活性劑5%，粘度調節劑0.25%，消泡劑0.05%,去離子水49.7%。
[0046]實施例4、制備液體溴靛藍染料復合添加助劑
[0047]將500份去離子水抽入均質反應釜中，開啟攪拌，投入50份工業鹽、80份聚丙烯酸羥丙酯丙烯酸共聚物鈉鹽(分子量5000-10000，羧基含量15.4%)、200份木質素磺酸鈉和60份葡萄糖酸鈉，升溫至55°C，以300轉/分鐘的速度均質攪拌2小時。然后投入80份脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉鹽和30份異構醇聚氧乙烯醚到反應釜中，保溫在50°C，繼續攪拌I小時。然后投入I份消泡劑CTA-791，以100轉/分鐘的速度繼續攪拌0.5小時。出料，即得液體溴靛藍染料復合添加助劑。
[0048]本實施例制備的復合添加助劑的外觀:棕褐色透明液體，固含量:50±2%，pH值:7± I ;其組成為:分散劑20%、聚羧酸鹽衍生物8%，螯合劑6%，陰離子表面活性劑8%，非離子表面活性劑3%，工業鹽5%，消泡劑0.1%，去離子水49.9%。
[0049]實施例5、制備液體溴靛藍染料復合添加助劑
[0050]將500份去離子水抽入均質反應釜中，開啟攪拌，投入120份聚丙烯酸鈉(分子量6000-8000，羧基含量62.5%)、95份分散劑MF、95份木質素磺酸鈉(分子量2000-4000，磺化度0.8)和40份二乙烯三胺五甲叉膦酸鈉，升溫至50°C，以300轉/分鐘的速度均質攪拌2小時。然后投入130份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽和20份異構醇聚氧乙烯醚到反應釜中，保溫在50°C，繼續攪拌I小時。然后投入2份消泡劑FB-50，以100轉/分鐘的速度繼續攪拌0.5小時，最后加入預先稀釋的質量百分含量為1%的羧甲基纖維素水溶液50份，繼續攪拌0.5小時。出料，即得復合添加助劑。
[0051]本實施例制備的復合添加助劑的外觀:棕褐色透明液體，固含量:50±2%，pH值:7±1 ;其組成為:分散劑19%、聚羧酸鹽衍生物12%，螯合劑4%，陰離子表面活性劑13%，非離子表面活性劑2%，粘度調節劑0.05%,消泡劑0.2%，去離子水49.75%。
[0052]實施例6、制備液體溴靛藍染料復合添加助劑
[0053]將500份去離子水抽入均質反應釜中，開啟攪拌，投入145份聚苯乙烯馬來酸共聚物鈉鹽(分子量2000-4000，羧基含量25.4%)、45份分散劑NN0、55份木質素磺酸鈉(分子量9000-10000，磺化度1.8)和15份二乙烯三胺五甲叉膦酸鈉，升溫至55°C，以300轉/分鐘的速度均質攪拌2小時。然后投入180份仲烷基磺酸鈉、20份脂肪醇聚氧乙烯醚和40份有機硅聚氧乙烯醚到反應釜中，保溫在55°C，繼續攪拌I小時。然后投入2份消泡劑FB-50，以100轉/分鐘的速度繼續攪拌0.5小時，最后加入預先稀釋的質量百分含量為10%的海藻酸鈉水溶液50份，繼續攪拌0.5小時。出料，即得成品。
[0054]本實施例制備的復合添加助劑的外觀:棕褐色透明液體，固含量:50±2%，pH值:7±1 ;其組成為:分散劑10%、聚羧酸鹽衍生物14.5%，螯合劑1.5%，陰離子表面活性劑18%，非離子表面活性劑6%，粘度調節劑0.5%，消泡劑0.2%，去離子水49.3%。
[0055]將實施例1-6制備的復合助劑以5%的用量在打漿過程中加入到液體溴靛藍染料中，制得改進的液體溴靛藍染料(其組成為:溴靛藍4B 30%,分散劑MF 5%，復合助劑5%，水60%)，以未加復合助劑的液體溴靛藍(其組成為:溴靛藍4B 30%，分散劑MF 5%，水65%)為對比樣，按照下述方法分別測定其分散穩定性和染色性能。
[0056]分散穩定性測試方法:稱取0.1g添加有實施例1-6制備復合助劑的液體溴靛藍染料和未加復合助劑的對比例液體溴靛藍，分別置于100ml燒杯中，加入50ml蒸餾水，攪勻后取25ml置于25ml帶刻度試管中，靜置30天后，觀察試管中懸浮液的分層情況，懸浮液分層越少則分散穩定性越好。
[0057]染色方法:稱取0.2g添加有實施例1-6制備復合助劑的液體溴靛藍染料和未加復合助劑的對比例液體溴靛藍，分別置于300ml染杯中，加入蒸餾水50ml，攪拌均勻后加入85%保險粉Ig和30% NaOH溶液3ml，水浴升溫至60°C恒溫還原15分鐘后還原液呈棕黃色時取出，再加入150ml蒸餾水。當染液溫度降低至25-30°C時，將預先潤濕好的棉織物依次放入各染缸，染色45分鐘。染畢取出懸掛于室內空氣流通處，氧化15分鐘后水洗，然后在2g/L皂液中于93-95°C皂煮10分鐘，水洗，烘干。用測色儀測其色光和色深度Κ/S值，并按GB/T3921-2008測其皂洗沾色牢度。
[0058]測定結果見表1。
[0059]表1液體溴靛藍染料的性能測試
【權利要求】
1.一種環保型液體溴靛藍染料復合添加助劑，其包括下述組分，各組分的質量百分含量如下: 分散劑10~40%，聚羧酸鹽衍生物5~20%， 螯合劑2~10%，陰離子表面活性劑5~20%， 非離子表面活性劑2~10%，消泡劑0.05、.2%， 去尚子水30 80%ο
2.根據權利要求1所述的復合添加助劑，其特征在于:所述復合添加助劑還包括粘度調節劑和工業鹽；所述粘度調節劑和工業鹽的質量百分含量分別為0-2%和0飛％，但不為零。
3.根據權利要求1或2所述的復合添加助劑，其特征在于:所述分散劑為萘系磺酸甲醛縮合物和/或木質素磺酸鈉； 所述萘系磺酸甲醛縮合物為萘磺酸甲醛縮合物、甲基萘磺酸甲醛縮合物或芐基萘磺酸甲醛縮合物；所述木質素磺酸鈉的分子量為2000-10000，磺化度為0.7^3.4 ;所述聚羧酸鹽衍生物為聚丙烯酸鈉、聚馬來酸酐丙烯酸共聚物鈉鹽、聚丙烯酸羥丙酯丙烯酸共聚物鈉鹽和聚苯乙烯馬來酸酐共聚物鈉鹽中至少一種，分子量為1000-50000，羧基含量為20-75%。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的復合添加助劑，其特征在于:所述螯合劑為有機磷酸鹽、聚天門冬氨酸鈉、檸檬酸三鈉或葡萄糖酸鈉中至少一種； 所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、丁基萘磺酸鈉、仲烷基磺酸鈉、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉鹽中至少一種； 所述非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、異構醇聚氧乙烯醚和有機硅聚氧乙烯醚中至少一種； 所述粘度調節劑為海藻酸鈉、羧甲基纖維素和聚丙烯酸類增稠劑中任一種； 所述消泡劑為有機硅消泡劑或聚醚類消泡劑。
5.權利要求1-4中任一項所述復合添加助劑的制備方法，包括如下步驟: (O向反應釜中加入所述分散劑、聚羧酸鹽衍生物、螯合劑、工業鹽和水，并進行攪拌； (2)向所述反應釜中加入所述陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，并在恒溫下繼續攪拌； (3)向所述反應釜中加入所述消泡劑，經攪拌后繼續加入所述粘度調節劑，經攪拌即得所述復合添加助劑。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，將所述反應釜加熱至50^550C ;以300~500轉/分鐘的速度均質攪拌1.5~2小時。
7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，在5(T55°C的條件下繼續攪拌0.5^1小時。
8.根據權利要求5-7中任一項所述的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，加入所述消泡劑后以100-300轉/分鐘的速度繼續攪拌0.3-0.6小時；加入所述粘度調節劑后繼續攪拌0.3~0.6小時。
9.一種環保型液體溴靛藍染料復合物，其由液體溴靛藍染料和權利要求1-4中任一項所述復合添加助劑組成。
10.根據權利要求9所述的液體溴靛藍染料復合物，其特征在于:所述復合添加助劑占所述液體溴靛 藍染料的質量百分含量為2%~20%。
【文檔編號】D06P1/667GK103628330SQ201210311251
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優先權日:2012年8月28日
【發明者】羅燈洪, 趙平, 朱清峰, 宋春華 申請人:北京中紡化工股份有限公司