一种腈纶纤维匀染剂及其制备方法

文档序号:872750 发布日期:2021-03-19 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 一种腈纶纤维匀染剂及其制备方法 (Acrylic fiber leveling agent and preparation method thereof ) 是由 周巧燕 麦国耀 麦理恒 麦信恒 于 2020-12-04 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:乳化剂1.0%-2.0%、脂肪胺及其衍生物3.0%-5.0%、脂肪醇类1.0%-3.0%、吡啶及其衍生物5.0%-36.0%、苄基化合物8.0%-48.0%、水6.0%-82.0%。本发明采用上述成分的一种腈纶纤维匀染剂,具有很好的扩散性和迁移性,从而染色时的染料分子很均匀的与纤维分子结合,减少了色差,保证了染色的光泽度和色牢度,符合了环保要求。(The invention discloses an acrylic fiber leveling agent, which comprises the following components in percentage by mass: 1.0-2.0% of emulsifier, 3.0-5.0% of fatty amine and derivatives thereof, 1.0-3.0% of fatty alcohols, 5.0-36.0% of pyridine and derivatives thereof, 8.0-48.0% of benzyl compounds and 6.0-82.0% of water. The acrylic fiber leveling agent adopting the components has good diffusivity and mobility, so that dye molecules are uniformly combined with fiber molecules during dyeing, the color difference is reduced, the glossiness and the color fastness of dyeing are ensured, and the environment-friendly requirement is met.)

一种腈纶纤维匀染剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及腈纶匀染剂技术领域,尤其是涉及一种腈纶纤维匀染剂及其制备方法。

背景技术

目前市场上的腈纶匀染剂有的是生产原料不符合欧盟等环保要求,含有对环境和人类有害的物质,有的虽然能达到环保要求,但匀染效果不好,容易染花,达不到成品要求,造成成品出现次品,并且成本偏高,而腈纶匀染剂是纺织行业不可缺少的一种重要纺织助剂,随着生活水平的提高,人们的穿着更追求舒适和色彩多样化,而色彩多样化的布料必须通过染色处理去达到目的,在染色过程中又必须使用匀染剂才能达到色彩均匀,不会染花及所需要的色彩,因此物美价廉、绿色环保的匀染剂在国内外市场很有发展前景。鉴于以上原因,设计一种腈纶纤维匀染剂是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种腈纶纤维匀染剂及其制备方法,具有很好的扩散性和迁移性,从而染色时的染料分子很均匀的与纤维分子结合,减少了色差,保证了染色的光泽度和色牢度,符合了环保要求。

为实现上述目的,本发明提供了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:乳化剂1.0%-2.0%、脂肪胺及其衍生物3.0%-5.0%、脂肪醇类1.0%-3.0%、吡啶及其衍生物5.0%-36.0%、苄基化合物8.0%-48.0%、水6.0%-82.0%。

优选的,所述乳化剂为脂肪醇醚类(AEO3-10)、异构十三醇聚氧乙烯醚(3-9)类、油醇聚氧乙烯醚类(OE)、蓖麻油聚氧乙烯醚类(EL)、失水山梨醇脂肪酯类(Span)、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯类(TWeen)、单硬脂酸甘油酯中的一种或多种。

优选的,所述脂肪醇类为丙三醇、聚乙二醇一系列类(PEG)、二甘醇中的一种或多种。

优选的,所述吡啶及其衍生物为甲基吡啶、乙基吡啶、纯吡啶及其衍生物中的一种或多种。

优选的,所述苄基化合物为苄基三乙基氯化铵、苄基氯化铵、氯化苄中的一种或多种。

优选的,所述脂肪胺及其衍生物为脂肪胺聚氧乙烯醚10、脂肪胺聚氧乙烯醚15中的一种或两种混合物。

一种腈纶纤维匀染剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)在有回流冷却器的真空反应釜中,先将配方中的水加入到反应釜中,再开机搅拌,然后依次加入吡啶及其衍生物、苄基化合物、脂肪胺及其衍生物,反应自动升温到90-110度,真空保温反应3小时,检测产品品质;

(2)将步骤(1)的产品降温到50度时加入乳化剂反应2小时,再依次加入脂肪醇类混合反应1小时后静置备用。

优选的,所述步骤(1)中的搅拌速度为100rpm。

优选的,所述步骤(1)中的反应温度由常温上升到55-60℃,当温度达到55-60℃时,反应温度会升高,需要17-20分钟温度会上升到75-80℃,从80-110℃需要5分钟,然后开回流冷凝水控制反应。

反应原理:以下两个反应在一个体系里面同时进行。

(1)在水溶液中脂肪胺衍生物与苄基化合物在常温下慢慢进行季铵反应,并随着反应不断进行,温度会慢慢升高,冬天70分钟(热天60分钟)左右温度由常温上升到55-60℃,当温度达到55-60℃时,反应温度会迅速升高,大约17-20分钟温度会上升到75-80℃,从80-110℃大约需要5分钟,此时一定要注意开回流冷凝水控制反应,否则会爆沸。此季铵反应需要在90-100℃恒温反应3小时。反应温度升高的速度随配方中脂肪胺和苄基化合物的用量不同而变化,若脂肪胺和苄基化合物的用量增大,则反应速度就更快,温度升高速度也更快。

(2)在水溶液中吡啶与苄基化合物在常温下慢慢进行C-N偶联反应,并随着反应不断进行,温度会慢慢升高,冬天70分钟(热天60分钟)左右温度由常温上升到55-60℃,当温度达到55-60℃时,反应温度会迅速升高,大约17-20分钟温度会上升到75-80℃,从80-110℃大约需要5分钟,此时一定要注意开回流冷凝水控制反应,否则会爆沸。此C-N偶联反应需要在90-100℃恒温反应3小时。反应温度升高的速度随配方中吡啶和苄基化合物的用量不同而变化,若吡啶和苄基化合物的用量增大,则反应速度就更快,温度升高速度也更快。

原料加入作用及功能:

(1)当体系温度降到50℃时将乳化剂慢慢加入并搅拌120分钟使C-N偶联\季铵盐两个体系乳化成更稳定的金黄色透明乳液,此时C-N偶联\季铵盐生成特殊的具有极佳均匀渗透扩散上色作用、交联并蒂、均匀吸附凝聚阳离子染料分子和腈纶纤维分子缓慢均匀地结合在纤维分子内部的优点,此体系使阳离子染料分子与纤维细胞分子具有极好的缓染作用和更好的亲和力及更强的结合力,所以使腈纶染色更均匀,不会染花,不会出现色斑等质量问题,而使染色后色彩牢固,更清晰,更鲜艳,更凸显染色效果,提高了耐晒、耐干湿摩擦牢度。

(2)加入脂肪醇使体系具有更好的渗透和润湿作用,在腈纶染色时阳离子染料分子能更好地与纤维分子彻底牢固结合,促进染色更清晰,更鲜艳,从而减少了色差、避免了色斑及条状疵病,提高了耐晒、耐干湿摩擦牢度。

因此,本发明采用上述一种腈纶纤维匀染剂及其制备方法,具备以下有益效果:

(1)不合苯扎氯铵,符合环保要求;

(2)采取新型原料替代,采用科学配方和先进的制造工艺精配出适用性广、效果好、环保的阳离子染料腈纶匀染剂,可降低10-15%的成本;

(3)制作时间短,比传统工艺节约5.0-10.0%的时间;

(4)具有极佳的扩散性、迁移性,令染色时的染料分子很均匀的与纤维分子结合,从而减少了色差、避免了色斑、及条状疵病,保证了染色的光泽度以及染色后的色牢度,染色强度以及抗干湿摩擦牢度、耐晒牢度均明显得到了提高。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的腈纶纤维匀染剂与海安腈纶匀染剂的对比;

图2为本发明的腈纶纤维匀染剂与嘉宏腈纶匀染剂的对比;

图3是三种条件日晒牢度的对比图;

图4为腈纶匀染剂剥色修色效果测试图;

图5为旧VLK与新VLK匀色测试比较图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明提供了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:乳化剂1.0%-2.0%、脂肪胺及其衍生物3.0%-5.0%、脂肪醇类1.0%-3.0%、吡啶及其衍生物5.0%-36.0%、苄基化合物8.0%-48.0%、水6.0%-82.0%。

所述乳化剂为脂肪醇醚类(AEO3-10)、异构十三醇聚氧乙烯醚(3-9)类、油醇聚氧乙烯醚类(OE)、蓖麻油聚氧乙烯醚类(EL)、失水山梨醇脂肪酯类(Span)、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯类(TWeen)、单硬脂酸甘油酯中的一种或多种。

所述脂肪醇类为丙三醇、聚乙二醇一系列类(PEG)、二甘醇中的一种或多种。

所述吡啶及其衍生物为甲基吡啶、乙基吡啶、纯吡啶及其衍生物中的一种或多种。

所述苄基化合物为苄基三乙基氯化铵、苄基氯化铵、氯化苄中的一种或多种。

所述脂肪胺及其衍生物为脂肪胺聚氧乙烯醚10、脂肪胺聚氧乙烯醚15中的一种或两种混合物。

一种腈纶纤维匀染剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)在有回流冷却器的真空反应釜中,先将配方中的水加入到反应釜中,再开机搅拌,搅拌速度为100rpm,然后依次加入吡啶及其衍生物、苄基化合物、脂肪胺及其衍生物,反应温度由常温上升到55-60℃,当温度达到55-60℃时,反应温度会升高,需要17-20分钟温度会上升到75-80℃,从80-110℃需要5分钟,然后开回流冷凝水控制反应,反应自动升温到90-110度,真空保温反应3小时,检测产品品质;

(2)将步骤(1)的产品降温到50度时加入乳化剂反应2小时,再依次加入脂肪醇类混合反应1小时后静置备用。

技术指标:

检测方法:pH值按GB/T6368-93测定。

固含量:按GB/T13176.2-91测定。

外观:目测。

溶解性:直接将产品加入水中溶解。

实施例1

本发明提供了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:甲基吡啶15.0%、苄基氯化铵28.0%、AEO9 1.0%、异构十三醇聚氧乙烯醚7 1.0%、脂肪胺聚氧乙烯醚15 5.0%、丙三醇1.0%、水49.0%。

实施例2

本发明提供了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:甲基吡啶28.0%、苄基三乙基氯化铵35.0%、TWeen80 1.0%、异构十三醇聚氧乙烯醚7 0.5%、脂肪胺聚氧乙烯醚15 3.0%、脂肪胺聚氧乙烯醚10 2.0%、PEG400 2.0%、水28.5%。

实施例3

本发明提供了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:甲基吡啶26.0%、苄基三乙基氯化铵35.0%、异构十三醇聚氧乙烯醚7 1.0%、异构十三醇聚氧乙烯醚6 1.0%、脂肪胺聚氧乙烯醚15 4.5%、PEG400 2.0%、水30.5%。

实施例4

本发明提供了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:吡啶衍生物30.0%、苄基氯化铵40.0%、Span80 1.0%、异构十三醇聚氧乙烯醚6 1.5%、伯胺2.0%、脂肪胺聚氧乙烯醚10 3.0%、PEG200 2.0%、水20.5%。

实施例5

本发明提供了一种腈纶纤维匀染剂,按质量百分比计算,包括以下成分:乙基吡啶18.0%、苄基氯化铵25.0%、TWeen80 1.0%、异构十三醇聚氧乙烯醚7 1.0%、伯胺1.0%、脂肪胺聚氧乙烯醚15 4.0%、PEG100 1.0%、水49.0%。

最终的使用测试结果对比:

1、根据对多家产品染色打版对比做出如下结论:

(1)使用了本发明的腈纶匀染剂染色后染色开始阶段染料缓慢上色,保证了染料很均匀地与纤维分子结合,不会染花;而使用现在市场上的腈纶匀染剂染料分子在开始阶段上色很快,这样很容易使染料与纤维分子迅速结合,就容易染花出现色斑色条等一系列问题,如图1和2。

其中图1为本发明的腈纶纤维匀染剂与海安腈纶匀染剂的对比。

纤维性质:腈纶

X:染料(阳离子Yellow GL33%,Red GRL33%,BlueGRRL34%)

A:X 0.5%;HAC 2.0%;PAN 2.0%;海安腈纶匀染剂1.5%。

B:X 0.5%;HAC 2.0%;PAN 2.0%;本发明腈纶匀染剂1.5%。

结果:相同条件下相同时间开始从80度开始染色纱颜色A比B深很多,而残液纱颜色A比B浅很多,说明A比B染色时开始上色太快,染料分子不能很均匀地分散到纤维分子内部,沉积在纤维的外表或某一部位,容易染花,均匀性差。

图2为本发明的腈纶纤维匀染剂与嘉宏腈纶匀染剂的对比。

纤维性质:腈纶

X:染料(阳离子Yellow GL33%,Red GRL33%,BlueGRRL34%)

A:X 0.5%;HAC 2.0%;PAN 2.0%;嘉宏腈纶匀染剂1.5%。

B:X 0.5%;HAC 2.0%;PAN 2.0%;本发明腈纶匀染剂1.5%。

结果:相同条件下相同时间开始从80度开始染色纱颜色A比B深很多,而残液纱颜色A比B浅很多,说明A比B染色时开始上色太快,染料分子不能很均匀地分散到纤维分子内部,沉积在纤维的外表或某一部位,容易染花,均匀性差。

(2)染色测试工艺流程:

染色:秤16个4克腈纶坯纱或坯布分别放入16个盛有100克水(按纱或布与水比例是1:25)和0.02克(按0.5%纱或布计)阳离子(Yellow GL33%,Red GRL33%,BlueGRRL34%)染料、0.08克(按2%纱或布计)冰醋酸,0.08克(按2%纱或布计)本申请的腈纶阻染剂的染色杯子中,做好标签,A1A2A3A4A5A6A7A8号缸加市场上现有的腈纶匀染剂0.06克(按1.5%纱或布计),B1B2B3B4B5B6B7B8号缸加入本发明腈纶匀染剂0.06克(按1.5%纱或布计),同时搅拌升温,当A1,B1温度升到80度时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取各自残液比较颜色;当A2,B2温度升到90度时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取各自残液比较颜色;当A3,B3温度升到,90度5分钟时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取残液比较颜色;当A4,B4温度升到95度时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取各自残液比较颜色;当A5,B5温度升到95度5分钟时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取各自残液比较颜色;当A6,B6温度升到98度时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取各自残液比较颜色;当A7,B7温度升到98度10分钟时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取各自残液比较颜色;当A8,B8温度升到98度45分钟时取出染色纱,分别加入1克坯纱吸取各自残液比较颜色。

2、根据染色色牢度打版对比做出如下结论:

(1)使用了本发明的腈纶匀染剂后纤维织物的色率比使用现在市场上的腈纶匀染剂纤维织物的色牢度高15%左右。

染色测试工艺流程:

①染色:秤2个4克腈纶丕纱或坯布分别放入2个盛有100克水(按纱或布与水比例是1∶25)和0.02克(按0.5%纱或布计)阳离子(Yellow GL33%,Red GRL33%,BlueGRRL34%)染料、0.08克(按2%纱或布计)冰醋酸,0.08克(按2%纱或布计)本发明的腈纶阻染剂的染色杯子中,做好标签,A号缸加市场上现有的腈纶匀染剂0.06克(按1.5%纱或布计),B号缸加入本发明腈纶匀染剂0.06克(按1.5%纱或布计),同时搅拌升温,当98℃时保温染色45分钟,然后取出烘干。

②、牢度

日晒牢度:日晒牢度是指有颜色的织物受日光作用变色的程度。其测试方法既可采用日光照晒也可采用日光机照晒,将照晒后的试样褪色程度与标准色样进行对比,分为8级,8级最好,1级最差。

通过实验检测使用了本发明的腈纶匀染剂染色后织物的日晒牢度是6级,使用市场现在用的腈纶匀染剂染色后织物的日晒牢度是5级。

A是没有使用腈纶匀染剂样板,B是现有市场腈纶匀染剂样板,C是本发明腈纶匀染剂样板。如图3是三种条件日晒牢度的对比图。

3、修色剥离效果比较:

①本发明的腈纶匀染剂剥离力度比现有市场的腈纶匀染剂剥离力度强,修色效果更好。因为修色剥离后A号色纱颜色比B号色纱浅,说明原色纱被剥离脱色多,而2克的坯纱修色匀色后A号比B号颜色深,说明A号脱色多并被坯纱吸收,如图4为腈纶匀染剂剥色修色效果测试图,其中纤维性质为腈纶;D:染好的色纱;A:本发明匀染剂色纱剥离后;B:海安匀染剂色纱剥离后;A1B1:对应上面的坯纱被剥离出来的颜色染色后;A2B2:对应上面的坯纱吸收相应的残液后。

②剥离修色

将预先染好的色纱【2克一只,共5只腈纶坯纱放入盛有250克水(按纱与水比例是1∶25)和0.1克(按1.0%纱或布计)阳离子(Yellow GL33%,Red GRL33%,BlueGRRL34%)染料、0.2克(按2%纱或布计)冰醋酸,0.2克(按2%纱或布计)本发明的腈纶阻染剂,腈纶匀染剂0.15克(按1.5%纱或布计)的染色杯子中,搅拌升温,当98℃时保温染色45分钟,然后取出烘干】各2克和坯纱个2克分别放入盛有100克水(按纱与水比例是1∶25)的两个染色杯子中,做好标签,B号缸加市场上现有的腈纶匀染剂0.12克(按3.0%纱或布计),A号缸加入本发明腈纶匀染剂0.12克(按3.0%纱或布计),同时搅拌升温,当98℃时保温染色45分钟,然后取出烘干。再分别加1克坯纱吸取残液。如图5为旧VLK与新VLK匀色测试比较图。

因此,本发明采用上述一种腈纶纤维匀染剂及其制备方法,具有很好的扩散性和迁移性,从而染色时的染料分子很均匀的与纤维分子结合,减少了色差,保证了染色的光泽度和色牢度,符合了环保要求。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

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