專利名稱：一種液體活性染料穩(wěn)定劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活性染料穩(wěn)定劑及其制備方法，具體涉及液體活性染料穩(wěn)定劑的制備方法。
背景技術(shù)：
活性染料具有色譜全、色澤鮮艷、色牢度較好等特點(diǎn)，因而廣泛被應(yīng)用于織物的印花和染色。
在活性染料的印花工藝過程中，影響和制約活性染料印花產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素是傳統(tǒng)的活性染料調(diào)漿工序。
傳統(tǒng)活性染料調(diào)漿，因人為因素難以保證活性染料印花漿內(nèi)各組分計(jì)量準(zhǔn)確性，難以保證印花產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。同時(shí)，傳統(tǒng)的活性染料調(diào)漿工序又因工作效率低，在生產(chǎn)中常常碰到印花機(jī)臺(tái)等候調(diào)漿現(xiàn)象，它也制約印花機(jī)臺(tái)生產(chǎn)效率，影響著印花產(chǎn)量提高。因此印染企業(yè)要求對傳統(tǒng)活性染料印花調(diào)漿工藝進(jìn)行革新，引入活性染料印花調(diào)漿全自動(dòng)化配料系統(tǒng)。
自動(dòng)配料系統(tǒng)是節(jié)約勞動(dòng)力，并能實(shí)施印花漿的制備“正好及時(shí)”。對于某些紡織品上給定的花型，和對一批訂單所需消耗的印花漿數(shù)量，可在印花前較容易地計(jì)算出來、并相應(yīng)地加以準(zhǔn)備。這樣，印花漿的剩余量就可以降低到最少。大多數(shù)自動(dòng)化電子配色間都能留下的印花漿再加工、并重新使用。因此這樣的廢料將顯著減少，有助于提高經(jīng)濟(jì)效益、減少污染。
數(shù)碼噴墨印花技術(shù)自20世紀(jì)90年代向織物印花領(lǐng)域推廣以來，為了適應(yīng)織物的特征，技術(shù)上作了許多不同于噴墨印刷紙張和簿膜的改進(jìn)，并取得可喜進(jìn)展。2002年Stork公司關(guān)于世界印花發(fā)展的報(bào)告以及相關(guān)資料表明2001年數(shù)碼噴墨印花織物產(chǎn)量已首次納入統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目，其產(chǎn)量約占世界印花總量的1％～3％，說明數(shù)碼噴墨印花技術(shù)已在織物印花領(lǐng)域占有一席之地，且已日益顯露頭角。當(dāng)前，阻礙它迅速推廣應(yīng)用的主要因素是噴墨印花的速度太慢和成本太高。數(shù)碼噴墨印花成本主要來自噴墨印花的印墨，印墨質(zhì)量與價(jià)格將制約數(shù)碼噴墨印花的普及和推廣。印墨分兩種類型染料型和顏料型。染料型印墨大部分為活性染料印墨，活性染料印墨質(zhì)量主要取決于液體活性染料穩(wěn)定性。
解決液體活性染料的穩(wěn)定性主要應(yīng)從提高物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性兩方面入手。
在提高化學(xué)穩(wěn)定性方面，主要根據(jù)不同活性染料在不同pH條件下的水解率不同，調(diào)節(jié)液體體系至染料水解最低的pH，減少染料的水解，從而提高液體活性染料的化學(xué)穩(wěn)定性。目前國外制造公司基本還沿襲此方法來解決液體活性染料水解問題。
在提高物理穩(wěn)定性方面，早期，在染料合成后的反應(yīng)液中采用加入助溶劑和簡單助劑提高物理穩(wěn)定性；隨著化學(xué)工程的發(fā)展，采用冷凍除鹽方法并加相應(yīng)助劑提高穩(wěn)定性；近期，隨著膜技術(shù)的發(fā)展，采用膜滲透除鹽法，并加入相應(yīng)助劑提高物理穩(wěn)定性，由于染料結(jié)構(gòu)和合成工藝不同，液體活性染料物理穩(wěn)定性提高方法適用性也不同。
目前國內(nèi)還沒有液體活性染料的生產(chǎn)，曾有生產(chǎn)單位經(jīng)過嘗試性研究，但由于沒能很好解決穩(wěn)定性問題，未能組織有效生產(chǎn)。因此有必要進(jìn)行液體活性染料穩(wěn)定性的深入研究，促進(jìn)穩(wěn)定液體染料的生產(chǎn)。
雖然，加入水解阻止劑，液體活性染料體系經(jīng)長時(shí)間放置后，雖然溶液不產(chǎn)生混濁、沉淀，基本解決了化學(xué)穩(wěn)定性，但液體染料液中可見少許結(jié)晶顆粒，另外，與同力份的粉狀固體印花相比，液體活性染料的固著率尚有20％～30％的下降。因此有必要對液體活性染料存放穩(wěn)定劑進(jìn)行開發(fā)研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種液體活性染料穩(wěn)定劑及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，滿足印染領(lǐng)域發(fā)展的需要。
本發(fā)明的液體活性染料穩(wěn)定劑為一種水性溶劑，其組分和濃度包括水溶性聚合物P 0.025mol/L～4mol/L助溶劑0.05mol/L～3mol/L表面活性劑0.04mol/L～0.3mol/L水補(bǔ)足1L所說的表面活性劑選自拉開粉BX(異丁基奈磺酸鈉)、平平加O-10(脂肪醇聚氧乙烯醚O-10)、O-15、O-20、O-25、TX-10(烷基酚聚氧乙烯醚TX-10)、TX-21、TX-30、TX-40、TX-50、Span-80(失水山梨醇脂肪酸酯-80)、Twen-80(山梨糖醇酐脂肪酸酯聚氧乙烯醚-80)、勻染劑AN(脂肪胺聚氧乙烯醚AN)、分散劑NNO(亞甲基雙萘磺酸鈉)、十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉和木質(zhì)素磺酸銨。表面活性劑的主要作用是分散穩(wěn)定液體染料體系，與助溶劑和水溶性聚合物P一起阻止液體染料析出、分層。
助溶劑包括尿素、己內(nèi)酰胺、二甲基甲酰胺、二甘醇、吡啶、乙二醇或乙二醇單丁醚中的一種，助溶劑主要作用是有助于染料溶解，與表面活性劑一起輔助水溶性聚合物P阻止染料結(jié)晶、沉淀和分層；所說的水溶性聚合物P為一種由水、衣康酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯和過硫酸銨在70～90℃反應(yīng)6～7h得到的分子量為2500～5000的橙色透明共聚物溶液，其中合成水溶性聚合物P時(shí)衣康酸與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯的摩爾比為衣康酸∶甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯＝2～2.5∶2.5～3；水溶液中，衣康酸與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯的重量濃度為25～40％，過硫酸銨適量，與衣康酸的摩爾比一般為衣康酸∶過硫酸銨＝2～2.5∶0.00003～0.0005水溶性聚合物P主要作用是屏蔽或束縛電解質(zhì)，與表面活性劑和助溶劑一起阻止染料結(jié)晶、沉淀和分層。
本發(fā)明的液體活性染料穩(wěn)定劑的制備方法包括如下步驟水溶性聚合物P的合成將甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯與過硫酸銨混合溶液加入去離子水和衣康酸的混合物，在70～90℃反應(yīng)6～7h，后降溫，得到橙色透明共聚物溶液；然后與助溶劑、表面活性劑和水采用常規(guī)的物理混合方式混合，即獲得液體活性染料穩(wěn)定劑。
本發(fā)明的液體活性染料穩(wěn)定劑，對液體活性染料具有極高的穩(wěn)定作用，將本發(fā)明的液體活性染料穩(wěn)定劑以1％～5％的重量百分比濃度添加與液體活性染料，在室溫條件下存放6個(gè)月，液體活性染料不凝聚、不結(jié)晶、不沉析和分層。加入穩(wěn)定劑以后，活性染料的溶解度也大大提高，另外，通過如通過最大吸收λmax的測試表明，加入穩(wěn)定劑后，活性染料的色光基本不不變，液體活性染料印花固著率可提高20％以上。因此，本發(fā)明的已基本解決液體活性染料的化學(xué)穩(wěn)定性和物理穩(wěn)定性問題，完全可以適應(yīng)現(xiàn)代活性染料染色和印花調(diào)漿全自動(dòng)化配料系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1儀器設(shè)備DDS-11A型電導(dǎo)儀，上海雷磁儀器廠JV-9100紫外可見分光光度儀，藍(lán)天儀器公司水溶性聚合物P的合成在裝有冷凝器、溫度計(jì)、攪拌器、滴液裝置的反應(yīng)器中，加入原料總重量25％的去離子水和2mol摩爾的衣康酸，升溫至65℃，開動(dòng)攪拌待衣康酸完全溶解后，滴加220ml甲基丙烯酸和過硫酸銨混合溶液，其中，甲基丙烯酸含量為-3摩爾，過硫酸銨量為0.00003摩爾，然后，緩慢升溫，控制在(90±1)℃，反應(yīng)7h后降溫，得到橙色透明共聚物溶液，分子量為2500。
液體活性染料穩(wěn)定劑的組成水溶性聚合物P 4mol/L己內(nèi)酰胺 3mol/LTX-10 0.3mol/L水補(bǔ)足1L將上述原料混合均勻，即獲得本發(fā)明的穩(wěn)定劑。
實(shí)施例2水溶性聚合物P的合成在裝有冷凝器、溫度計(jì)、攪拌器、滴液裝置的反應(yīng)器中，加入原料總重量40％的去離子水和2.5mol摩爾的衣康酸，升溫至65℃，開動(dòng)攪拌待衣康酸完全溶解后，滴加305ml甲基丙烯酸酯和過硫酸銨混合溶液，其中，甲基丙烯酸酯含量為2.5摩爾，過硫酸銨量為0.0005mol％摩爾，然后，緩慢升溫，控制在(90±1)℃，反應(yīng)7h后降溫，得到橙色透明共聚物溶液，分子量為5000。
液體活性染料穩(wěn)定劑的組成水溶性聚合物P 4mol/L二甘醇 3mol/L十二烷基硫酸鈉 0.3mol水 補(bǔ)足1L實(shí)施例3處理方法將活性染料溶液與實(shí)施例1的液體活性染料穩(wěn)定劑按照重量比為1∶0.05的比例混合，按下列方法測試染料溶解度、穩(wěn)定性、印花固著率，分析穩(wěn)定劑對活性染料的作用。
性能測試方法①活性染料溶解度的測定活性染料溶解度按水溶性染料溶解度和溶液穩(wěn)定性測定方法GB/T3671.1-1996。
②液體活性染料物理穩(wěn)定性測定將按各種配制方法配制的液體活性染料在室溫條件下存放6個(gè)月，觀察液體活性染料的凝聚、結(jié)晶、沉析和分層，如果沒有上述現(xiàn)象，可以認(rèn)為穩(wěn)定，否則，只要有上述一項(xiàng)現(xiàn)象出現(xiàn)就認(rèn)為不穩(wěn)定。
③將存放一定時(shí)間的液體染料，與粉狀活性染料進(jìn)行活性染料直接印花工藝，比較液體活性染料與粉狀活性染料的固著率(得色率)。
④活性染料溶液電導(dǎo)率在DDS-11A型電導(dǎo)儀上測定。
⑤活性染料溶液光密度在JV-9100紫外可見分光光度儀上測定。
處理結(jié)果①活性染料分子結(jié)構(gòu)與溶解度的關(guān)系為了更好了解液體活性染料穩(wěn)定劑的效果，先對各種活性染料的溶解度進(jìn)行了測試，其結(jié)果見表1。
表1不同活性染料的溶解度(20℃，單位g/L)黑K- 深藍(lán) 翠藍(lán) 艷藍(lán) 黃K- 黃K- 橙K- 艷紅 艷紅 紫K-BRK-R GLK-3R RN6GGNK-2BP K-2G 3R102070100 30120 6060 110 100從表1看出，不同活性染料的溶解度相差較大，有的染料溶解度只有10g/L，而有的卻有120g/L，相差高達(dá)12倍?；钚匀玖先芙舛鹊拇笮〔町惻c活性染料分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，活性染料分子量越大，磺酸根基團(tuán)越少，溶解度就越低；反之，則高；另外與磺酸根基團(tuán)所處的位置有關(guān)，一般磺酸根基團(tuán)在染料分子結(jié)構(gòu)中間的比在染料分子末段的溶解度大。在制備液體活性染料時(shí)，在確保染料色譜前提下，盡量選擇那些溶解度高的染料分子，便于制備液體活性染料不需加入或少加助溶劑就達(dá)到較好的物理穩(wěn)定好，減少成本。
由表1可見，許多活性染料的溶解度都無法滿足活性染料調(diào)漿自動(dòng)配料所要求的溶解度(一般大于15％)。需要增加活性染料的溶解度才能達(dá)到應(yīng)用要求。一般而言，對于活性染料的溶解度，染料分子是它的一個(gè)影響因素，除此以外，染料商品化加工過程中的結(jié)晶方式、研磨程度、顆粒大小、助劑的添加等均會(huì)影響染料的溶解度。
為此，本專利中液體活性染料的穩(wěn)定劑中著包括增溶劑、助溶劑和水溶性高分子添加劑共同組成。
②加入穩(wěn)定劑對液體活性染料的性能的影響將穩(wěn)定劑分別與活性黑K-BR，活性黃K-6G和活性艷紅K-2BP的配成染料水溶液，測試其溶解度，考察貯存穩(wěn)定性，其結(jié)果見表2。
表2穩(wěn)定劑對液體活性染料的性能性能 活性黑K-BR 活性黃K-6G 活性艷K-2BP溶解度(g/L) 無S 10 120 60含S 150 330 210貯存穩(wěn)定性 無S 很不穩(wěn)定很不穩(wěn)定很不穩(wěn)定含S 一年不凝聚、結(jié) 一年不凝聚、結(jié) 一年不凝聚、結(jié)晶、晶、沉析和分層 晶、沉析和分層 沉析和分層由表2可見，加入穩(wěn)定劑以后，活性黑K-BR的溶解度由10g/L提高到150g/L，活性艷紅K-2BP由60g/L提高到210g/L，活性黃K-6G由120g/L提高到330g/L。加入穩(wěn)定劑后貯存穩(wěn)定劑均有很大提高，另外，通過如通過最大吸收λmax的測試表明，加入穩(wěn)定劑后，活性染料的色光基本不不變。
③穩(wěn)定劑對液體活性染料印花固著率的影響液體活性染料印花的固著率(得色率)最能反映其穩(wěn)定性，如固著率高，則表明液體染料真正穩(wěn)定。
為了考察穩(wěn)定劑的作用效果，H1和H2對阻止液體活性染料的水解情況，以活性黃K-RN，活性橙K-GN，活性蘭K-GRS，活性翠蘭K-GL為例，用相同力份的含水解阻止劑H的液體活性染料、含水解阻止劑H和穩(wěn)定劑的液體染料(存放一年)與粉狀固體染料一起進(jìn)行印花，測定其固著率，其結(jié)果見表3。
表3不同狀態(tài)的活性染料印花固著率*活性艷活性黃活性橙活性蘭活性翠蘭染料狀態(tài)紅K- K-RN K-GN K-GRS K-GL2BP粉狀固體100 100 100 100 100含水解阻止劑H 78.75 81.46 69.87 74.78 80.54穩(wěn)定劑S和水解阻止劑H98.67 96.98 90.34 94.35 99.19*為了便于說明，將粉狀固體活性染料的固著率以100％計(jì)。下表相同。
由表3可見，與只含水解阻止劑H的體系相比，含穩(wěn)定劑和水解阻止劑H共存的液體活性染料印花固著率又普遍提高20％以上，說明穩(wěn)定劑對液體活性染料的穩(wěn)定性有很好的作用；含穩(wěn)定劑和水解阻止劑H的液體活性染料的印花固著率與粉狀固體染料相比都達(dá)到90％以上，有的已達(dá)到99％，說明含穩(wěn)定劑和水解阻止劑H共存的液體活性體系很穩(wěn)定，已基本解決液體活性染料的化學(xué)穩(wěn)定性和物理穩(wěn)定性問題，完全可以適應(yīng)現(xiàn)代活性染料染色和印花調(diào)漿全自動(dòng)化配料系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種液體活性染料穩(wěn)定劑，其特征在于，組分和濃度包括水溶性聚合物P0.025mol/L～4mol/L助溶劑 0.05mol/L～3mol/L表面活性劑 0.004mol/L～0.3mol/L水 補(bǔ)足1L所說的表面活性劑選自異丁基奈磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚O-10、O-15、O-20、O-25、烷基酚聚氧乙烯醚-10、TX-21、TX-30、TX-40、TX-50、失水山梨醇脂肪酸酯-80、山梨糖醇酐脂肪酸酯聚氧乙烯醚-80、脂肪胺聚氧乙烯醚、分散劑亞甲基雙萘磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸銨中的一種；助溶劑選自尿素、己內(nèi)酰胺、二甲基甲酰胺、二甘醇、吡啶、乙二醇或乙二醇單丁醚中的一種；所說的水溶性聚合物P為一種由水、衣康酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯和過硫酸銨在70～90℃反應(yīng)6～7h得到的共聚物溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體活性染料穩(wěn)定劑，其特征在于，所說的水溶性聚合物P的分子量為2500～5000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體活性染料穩(wěn)定劑，其特征在于，其中合成水溶性聚合物P時(shí)衣康酸與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯的摩爾比為衣康酸∶甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯＝2～2.5∶2.5～3；衣康酸與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯的重量濃度為25～40％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的液體活性染料穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯與過硫酸銨混合溶液加入去離子水和衣康酸的混合物，在70～90℃反應(yīng)6～7h，后降溫，得到橙色透明共聚物溶液；然后與助溶劑、表面活性劑和水采用常規(guī)的物理混合方式混合，即獲得液體活性染料穩(wěn)定劑。
全文摘要
一種液體活性染料穩(wěn)定劑及其的制備方法。本發(fā)明的液體活性染料穩(wěn)定劑為一種水性溶劑，其組分包括水溶性聚合物P，助溶劑，表面活性劑和水。本發(fā)明的液體活性染料穩(wěn)定劑，對液體活性染料具有極高的穩(wěn)定作用，將本發(fā)明的液體活性染料穩(wěn)定劑與液體活性染料混合的體系，在室溫條件下存放6個(gè)月，液體活性染料不凝聚、不結(jié)晶、不沉析和分層。加入穩(wěn)定劑以后，活性染料的溶解度也大大提高，另外，通過對最大吸收波長λ
文檔編號(hào)C09B67/26GK1594446SQ20041002530
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者蔡再生, 陳光杰 申請人:東華大學(xué)