還原染料染色后經氧化固色呈不溶性染料,若用于羊毛染色可提高染色物品的濕處理牢度。尤其對羊毛與錦論、腈綸、滌綸混紡的濕處理沾色牢度有顯著提高。這對于制作高速列車、游輪、飛機上執勤人員的制服及其相關的裝飾物很重要。因為酸性染料很難滿足要求,而酸性媒介和酸性綜合染料因重金屬問題被限制使用。
還原染料在探討用于羊毛纖維(包括角質蛋白纖維)染色可行性時,本文認為只有充分解決了還原染料染色液PH對纖維的損傷、染色滲透的白芯問題、染色不均勻、染色后處理等問題之后,還原染料染色羊毛的問題才變得可行。以下分述之。
1. 染色損傷的問題
本文認為傳統的還原染料染色是采用隱色體形式,染液化料PH在12.2-12.4之間羊毛等角質纖維肯定無法承受。若改成用隱色酸染色,PH控制在弱酸至近中性之間,染羊毛則損傷問題可以解決。實質上是采用隱色酸懸浮體進行染色,此處還原染料隱色酸懸浮體的穩定性必須解決好。影響懸浮體穩定性的因素有
1.1 PH值影響
就隱色酸懸浮體的穩定性而言,染液PH越低酸性懸浮體穩定性越差,但PH越酸則上色率越高。所以兩個因素的趨勢相反。在實際中要平衡得失。一般控制PH 7.0-3.8。
1.2 粒徑對隱色酸懸浮體穩定性影響
實踐發現還原染料粒經越大,懸浮體的穩定性越差,本文優選認為還原染料的原料必須在染色前經超細研磨,以染料粒經控制在4-8μm為好,太粗制成隱色酸的懸浮體穩定性差,如果太細,尤其粒徑小于4μm時,得色深度會顯著淺下來,也不利于染色。
1.3 還原染料隱色酸懸浮體的制備程序
還原染料隱色酸懸浮體的穩定性與制備程序密切關聯,影響懸浮體穩定性因素有:
1.3.1 增溶溶解還原染料的增溶劑 還原染料制隱色體就穩定性而言,本文認為希望得到懸浮體有高的穩定性,其制作順序是。首先將染料增溶溶解,第二步加堿和還原劑制成隱色體然后再將隱色體制成隱色酸這里有幾個關鍵步驟。
1.3.2 增溶劑對還原
對同一種復合的增溶劑而言,還原染料結構越趨向于疏水的,則增溶劑的比例用得越高,還原染料結構越是親水的則增溶劑用得越少,一般范圍增溶劑:還原染料=0.5:1.0~3.0:1.0.
1.3.3 增溶溫度
一般溫度越高增溶越是容易,一般在室溫至60℃-70℃之間。
1.3.4 增溶時間
用增溶劑增溶還原染料,由于增溶劑對染料懸浮體的增溶作用是隨時間增加的一般在15-30分鐘之間,隨染料結構而異。
1.4 增溶劑組合的因素
增溶劑組合必須考慮能穩定的起到染液微乳化,能有效地考慮溫室氣體減排,形成還原染料的隱色酸懸浮體微乳液必須能耐溫度、PH值、電解質、勻染劑、消泡劑,分散劑等波動的沖擊,即有良好的相容性能。
1.4.1 溫度在135℃—室溫之間能相容。
1.4.2 PH在12.2-3.8不會破乳
1.4.3 此外微乳液對染浴中的電解質、勻染劑、消泡劑、分散劑也好的相容性。
1.4.4 微乳增溶劑的關鍵組合由溶劑、助溶劑、乳化劑、超級分散劑組合而成
1.5 增溶溶解還原染料的還原劑組合。傳統的還原染料隱色體是用保險粉和氫氧化鈉,最大缺點是連二亞硫酸鈉(保險粉)于氫氧化鈉所構成的染液其氧化—還原電勢不夠穩定,國外最新的方法是使用N羥甲基亞磺酸鈉,以增加還原隱色體的穩定性(USP6007587,1999年(BASF)),考慮到染色高溫時,N羥基甲基亞磺酸鈉有甲醛也出,不利于環保,本文提出制備還原染料隱色體的還原劑濃度是27.0g/L其中保險粉10.8g/L、二氧化硫脲10.8g/L及亞硫酸鈉5.4g/L三種還原劑復合而成。復合還原劑用量比染料重量比為37.5:1.0-2.0.溶解后染浴PH大約在11.5左右,穩定性要比用連二亞硫酸鈉(22.5g/L和氫氧化鈉22.5g/L)組成總濃度為45g/L還原劑制作還原讓料隱色體的穩定性好。這種穩定性是以還原染料隱色體轉換成隱色酸的
2. 主要因素還包括為了改善隱色酸滲透性而將傳統染液中的增稠成分革除后隱色酸懸浮體穩定性下降的問題;促使纖維滲透和膨塑,增加還原染料隱色酸在纖維內連續擴散滲透,而不致于染料積聚在纖維表面的問題。
2.1 革除染浴中增稠劑增加染料滲透性
還原染料當采用還原染料隱色酸,替代隱色體染色時為了增加隱色酸在染物中的滲透近來國外趨勢用添加增稠劑來解決。如CHeng 等人提出用苯乙烯丙烯酸酯;Ishwatlal等人提出用甲基丙烯酸二甲基氨乙酯帶環氧氯丙烷的陽離子樹脂;Barlt等人提出用粘合劑等等,其中最有代表性是R.C.SHAH 和ELLIS 等提出的添加保護膠體可延緩保險粉的氧化速度,增加還原染料隱色體或隱色酸的穩定性,在眾多膠體中優選出瓜爾膠合黃原膠是有效的。本文實踐后認為保護膠體確能增加隱色酸的穩定性,然后帶來了滲透性和上色率變差的副作用。決定革除保護膠體而將染色隱色酸制成微乳液來提高隱色體懸浮體的穩定性,取得了很好的效果。
2.2 研發增加纖維滲透的助劑組合
為了滲透本文選用了溶劑作為微乳化的組分之一,同時考慮到環境保護又選用了沸點在150℃以上的溶劑,使往后造成的溫室氣體排放比150℃以下者減少80﹪,這是目前于國內外領先的,溶劑有效地包括:(重要百分比),總用量2ml/L-6ml/L。
月桂基氮酮 0.001-0.0004
N甲基吡咯烷酮 0.1-4.0
磷酸三丁酯 0.1-4.0
十四烷基甜菜堿 0.5-25
三乙二醇單丁醚 0.5-50
二丙二醇甲醚或丁醚 0.1-6
3羥基-2-丁酮 0.01-2
二甲基亞砜 0.5-45
二丙酮醇 0.3-15
α-苧烯 0.1-20.0
二甲基乙酰胺 0.5-60
2.3 研發纖維膨塑的助劑
本文發現。如下膨塑助劑對羊毛角質纖維和超細合成革纖維(包括聚酯和聚酰胺)有效,且屬于對環境友好。
N&
苯甲酸芐酯 0.001-6g/L
苯乙醇 0.001-6g/L
苯丁醇 0.001-6g/L
氧基苯甲醇 0.001-3g/L
水揚酸丙酯或丁酯 0.001-6g/L
由上述助劑組成的纖維膨塑劑能在95℃-130℃高溫下對聚酯,聚酰胺等超細纖維(0.1μm)和羊毛角質纖維中的半結晶區有效膨化,塑化、有效增進了隱色酸在纖維中的滲透性,也很大的增進了上染率。總用量在2-6g/L。
3. 還原染料染羊毛工藝
還原棕5#2.4Kg(相當于2% owf,用增溶劑3.6Kg于PH 12.2(用氫氧化鈉,二氧化硫脲,亞硫酸鈉按文中比例化料),放置30分鐘后,用由檸檬酸,醋酸,甲酸,磷酸二氫鈉,醋酸鈉組成的釋酸緩沖劑將染料隱色體轉換成隱色酸,使添加在染浴中PH為3.8-4.2之間,然后將3Kg非硅主體消泡劑(本文敘)調整浴比為1 :20,引入毛織物(1Kg/M),以每分鐘升1℃,使染浴升至80℃處理20分鐘,然后以每分鐘升0.5℃升至95℃,保溫運轉60分鐘,降溫沖洗,換新鮮水于室溫添加2-4ml/L過氧化氫和1g/L 鰲合分散劑,以每分鐘升1℃速度升至70℃,處理20分鐘放水,清洗一次。換新鮮水,加0.5g/L亞硫酸氫鈉和1g/L螯合分散劑。于50℃處理20分鐘,清洗一次出機。羊毛染成棕色、各項色牢度見表 1
4.還原染料染羊毛的色牢度
表1
| 多種纖維濕沾牢度 | 羊毛 | 腈 | 滌 | 錦 | 醋酯 |
| 沾色牢度級別 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4 | 4-5 |
5. 結論
5.1 羊毛用還原染料隱色酸染色以增加濕處理牢度是可行的。
5.2 自研滲透劑能增進羊毛結晶,半結晶區,消除白芯、白點,獲國家發明專利
5.3 自研膨塑劑能增進人造革中超細纖維的染色深度,對拉平超細纖維與聚氨酯的色有顯著功效,獲國家發明專利。
5.4 自研的還原染料制隱色體,隱色酸染料增溶配方有良好穩定功能,獲國家發明專利。
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