分散染料碱性染色用匀染剂M-228的开发及应用

1、前言涤纶的染色通常承受分散染料在弱酸性条件下进展，而涤纶在染色前的精练，碱减量以及染 色后的皂煮和复原清洗均在碱性条件下进展，如精练不匀不充分，精练和碱减量后的水洗不 充分，在酸性浴中染色时极易引起染色不匀。由于染浴PH 值的波动，会造成色光的变化， 因而染色重现性差，另外，在酸性浴中染色时往往会析出未洗净的浆料，油剂，蜡质及涤纶 的低聚物等沾污染色机内壁，造成染疵或擦伤织物，而碱性浴染色法是涤纶染色技术的进 展，它不仅可抑制以上所述酸性染色法的缺乏之处，提高染色质量，而且还可以削减精练和 碱减量后的水洗次数和时间；有时还可省略染色后的复原清洗，削减了工序，缩短了涤纶织 物加工的总时间，从而可

2、节约格外可观的水、电、汽等能源本钱，并提高了生产效率。据文献资料报道，碱性染色具有如下四大特点：(1)能进一步提高精练效果：由于合成纤维上带有较多的高熔点蜡、润滑油剂，用现有的精练方法难以完全去除残留的油剂、浆料等，因此易造成色花和染色不匀，而碱性染色时染浴 为碱性，同时添加具有螯合及分散作用的碱性染色分散匀染剂，该匀染剂兼具有除油退浆效 果能有效改善前处理工序中洗涤不充分的问题有利于染色工艺的合理性和简洁化。 (2)可防止碱减量分散物残渣的再沾附：合纤织物欲得到松软的手感，高的品质，则承受间歇式碱减量是比较抱负的方法，但间歇式加工中织物呈绳状，内部洗涤效果差，其分解物、烧碱等难以被完全洗净。

3、致使工作液中的分散物残渣浓度越来越高假设在酸性浴中染色。则 分散物残渣简洁析出造成色花。而在碱性浴中染色时其分解物残渣可溶于染浴中。从而可 防止碱减量分散物残渣的再沾附。可防止低聚物的分散：涤纶中存在局部环状直链低聚物，染色中这些低聚物向纤维外表转移。脱落于染浴在酸性染浴中低聚物和硬水中的大量钙、镁离子结合形成不溶性的分散物而沾附于织物或缸体上；而在碱性染浴中，由于低聚物可溶于碱性溶液中，不会引起染色的质量问题。可提高染色产品质量和染色的重现性：在酸性条件下染色时，涤纶织物外表带有粗涩感， 而在碱性条件下则带有润滑感，因此在碱性浴染色中染色时，可削减在酸性染浴中易消灭的 起皱，擦伤擦痕等问题，

4、而且还能赐予染色织物松软的手感从而提高染色产品的质量同 时应用碱性染色分散匀染剂对染浴中PH 值有极佳的缓冲力气，使染前染后PH 值根本全都，有利于削减缸差，提高染色的重现性。基于上述缘由，涤纶针织物染色前一般需经过高温除油工序，而涤纶梭织物染色前则需经过 精练、减量等工序。这些工序都需在碱性条件下进展，其染后的复原清洗亦是在碱性条件下 完成。因此本公司开发具有除油精练、螯合分散，PH 缓冲、匀染和净洗等功能的型碱性分散匀染剂 M-228可使整个加工过程均在碱性条件下完成，不但简化了染色工艺，而且可使整个工艺更趋合理，染色产品的质量更易把握。由于缩短了工艺流程，人工、水电、蒸汽、化学品的消耗也

5、相应削减，降低了染色本钱，实现了节能减排。试验材料与药品材料：纯涤纶织物药品：高温匀染剂(酸性浴用)、碱性匀染剂 M 一 228(染液中参与碱性匀染剂 2-3gL，可使染浴 PH 值恒定在 95 左右)、醋酸、氢氧化钠、分散剂NNO、净洗剂 209、纯碱、保险粉(以上均为工业级)；二氯甲烷(化学纯)。染料：选择耐碱PH 值 910 的分散染料，国产染料：分散红FB3B、分散黄RGFL、分散蓝 2BLN 等(均为市售商品)；国外染料：ACE(红、黄、蓝)(德国 DyStar 公司生产的碱性染色分散染料三原色)。试验仪器红外线试色机(Rapid 公司)，722S 分光光度计(上海周密科学仪器公司)

6、，SF600X 电脑测配色仪(美国 Datacolor 公司)，Y571A 型摩擦色牢度测试仪，SW24A 型耐洗色牢度仪。染色工艺处方及流程传统染色工艺染色处方：分散染料 x(oWf)高温匀染剂 1-2 gL冰醋酸 适量(调 PH 为 5-6)浴比 1：30复原清洗处方：85保险粉 3 gL36Be氢氧化钠 35 mlL净洗剂 209 10 gL浴比 1：30染色工艺：1.32 碱性浴染色工艺染色处方：分散染料 x(owf)碱性匀染剂(M 一 228) 152 gL(调 PH 为 910)浴比 1：30染色工艺：测试测色将染色织物在 D65 光源下，用日立330 分光光度计测色，在40070

7、0nm 范围内，每隔20nm 测一反射率，计算三刺激值 X、Y、Z，并由 CIEl976L*a*b*表色系统计算染色试样的明度*、彩度 C*和色相角 H*。外表色泽均匀性(匀染性)染色后在同一块织物上任取 8 个点，测定最大吸取波长下的KS 值，按式(1)计算标准偏差 S：式中：n 为测量点数。S 值越小，色泽均匀度越好。上染率用 N，N-二甲基甲酰胺溶解残液和原液中的分散染料，定容后，在染料的最大吸取波特长测定染液的吸光度，按式(2)计算染料上染百分率：上染率=(1-A 残A 原)x100 2 式中：A 残-染色残液的吸光度：A 原-空白染液的吸光度色牢度耐摩擦色牢度按 GBT 3920 一

8、 1997纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度测试。耐洗色牢度按 GBT 392111997纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验1测试。移染性将一样重量的染色织物与未染色织物同浴处理，处理条件同染色，但不加染料。分别测定处理后染色样与未染色样的色差值E，按下式计算移染率(IM)。移染率：IM=100E1E2()其中E1、E2 分别为未染色和染色织物经移染试验后的色差值。IM 值越大移染性越好。日晒汗渍熨烫牢度日晒牢度按GB842987 方法；汗渍牢度按GB392295 方法；熨烫牢度按GB706978方法。结果与争辩碱性匀染剂M 一 228 的主要物理指标碱性匀染剂M 一 228 的主要物理指标如表 1 所

9、示： 表 1 碱性匀染剂M 一 228 的主要物理指标碱性匀染剂M 一 228 对染浴 PH 值的稳定作用碱性匀染剂M 一 228 是适应分散染料碱性浴染色而开发的一种专用助剂，在染色过程中， 碱性匀染剂不仅对染色起到匀染作用，而且能稳定染浴的PH 值，使染浴的PH 值在染色前后变化较小，提高了染色的重现性。碱性浴染色的起始染浴PH 值一般在 90100 之间，PH 值较高，关心精练效果和齐聚物的去除率较好。添加碱性匀染剂M 一 228 的染色过程中染浴 PH 的变化如表 2 所示：表 2 染色过程中染浴 PH 的变化表 2 结果说明：在染色过程中，染浴的PH 值变化较小。说明所用碱性匀染剂M

10、 一 228 具有 PH 值缓冲作用对染浴 PH 值的稳定作用较好。碱性匀染剂 M-228 对纤维染色的移染性的影响从理论上讲，移染有界面移染和全过程移染两种途径，当染料被吸附在纤维外表，还未集中 到纤维内部时，从纤维外表解吸下来，再通过染液重被吸附上纤维，这种途径称为界面移 染。集中到纤维内部的染料，重分散到纤维外表，再解析到染液中，然后重被吸附到纤 维，这种途径称为全过程移染。对于不同的染料，由于构造不同，与纤维问的作用力不同， 使得移染性有所不同。表 3、表 4 分别为一般分散染料与 ACE 型分散染料在酸、碱浴中染色的移染率 IM 值。表 3 一般型分散染料酸、碱性浴下的移染率lM()

11、表 4 AG-E 型分散染料酸、碱性浴下的移染率IM()注：E 为以自布为标准样染色布的色差值。表 3 和表 4 结果说明：各种染料碱性浴染色的 IM 值均大于酸性浴染色的 IM 值，说明碱性浴染色的匀染性好于酸性浴染色的匀染性。这是由于在高温碱性条件下。局局部散染料发生 离子化反响，而无法上染涤纶纤维，从而使分散染料的上染速率下降，匀染性得到提高。另外，在高温碱性条件下，纤维的齐聚物和残留在纤维上的浆料的溶解度就会增大，降低了染 料分散可能性。利于染料匀染。对于ACE 分散染料的移染率略好于一般型分散染料。碱性和酸性浴染色后沾附在涤纶上的低聚物含量比较在其它条件不变的状况下，以碱性匀染剂 M

12、 一 228 用量 15gL，分散红 3B 为 2owf。对涤纶织物染色处理后，与一样染料浓度下常规工艺条件下染得涤纶织物，用二氯甲烷萃取 低聚物的量，测得结果如表 5 所示。表 5 碱性和酸性浴染色后涤纶纤维上的低聚物含量比较由表 5 结果可观，碱性染色工艺比酸性染色工艺处理后织物上低聚物的含量大大降低。未染色的织物低聚含量也比酸性染色的低聚物含量低，这可能由于它未经高温处理，其低聚物较难从纤维中溶出来。在纤维染色过程中，低聚物不断地析出，集中进入染浴中，由于低聚物在中性或酸性条件下微溶于水，沉积在织物外表，结果造成染色后织物的外观病疵。而涤纶低聚物在碱性浴中有确定的水解作用。其水解产物在碱

13、性液中溶解度较高，染色后可以直接处理，从而削减了织物的吸附沾污及环境污染。一般分散染料和碱性分散染料三原色的相容性比较一般分散染料和碱性分散染料三原色的相容性分别如图1 和图 2 所示。图 1 一般分散染料三原色的相容性 图 2 碱性分散染料三原色的相容性由图 l 可观，一般分散染料三原色上染速率有明显凹凸在上染过程中不是始终同步上染的。在低于 100的染色阶段根本上同步上染：而高于 100以后上染速率开头有明显差异。RGFL 黄和 2BLN 蓝在接近 130时，上染率趋于最大值约938，3B 红最大得色率只有 821。因此，这三只传统的分散染料三原色的相容性并不是最正确的从图 2 曲线可以看

14、出，碱性分散染料三原色在接近120时上染率都到达最大值。在上染过程中上染曲线接近，根本上是同步上染具有良好的相容性。一般分散染料和碱性分散染料的匀染性及对PH 值的敏感性比照将一般染色和碱性染色的匀染性标准偏差S 值作比较，结果如表 6 所示。表 6 结果说明碱性染色的分散染料三原色S 值较小匀染性能比一般分散染料三原色好此外在染浴 pH 值为 50 和 95 时分别作试验，结果碱性染色的分散染料三原色PH 值在 5095 之间，色光无变化，相反一般染色的分散染料三原色PH 值75 时，色光就开头有变化。碱性染色时，常参与碱性匀染剂(在分散染料匀染剂中参与 PH 稳定剂)来调整染浴 PH 值为

15、 95 左右，碱性匀染剂参与染浴后，一方面可使染浴偏碱性，同时又能稳定 PH 值在 95 左右，起到缓冲作用，防止染浴PH 值过高、碱性太强而造成涤纶织物的损伤。表 6 一般分散染料和碱性分散染料的匀染性及对PH 值的敏感性比照分散染料在酸性和碱性浴中染色后的色牢度比照分散染料在酸性和碱性浴中染色后的色牢度比照方表7 所示。表 7 分散染料在酸性和碱性浴中染色后的色牢度比照表 7 结果可观，干摩擦牢度、湿摩擦牢度、熨烫牢度在酸碱性条件下染色都没有变化，均 是 5 级。对于升华牢度，ACE 型分散染料根本不变，一般型分散染料各低一级。比照酸、碱性条件下的色牢度，ACE 型分散染料要比一般型分散染

16、料更适合于碱性条件下染色。碱性匀染剂 M-228 对分散染料性能的影响在分散染料中含有大量的阴离子型分散剂，包括磺酸盐类、羧酸盐类等，在染浴中加碱性匀 染剂 M-228 后，会使阴离子型分散剂的分散作用增加，使染液的分散稳定性提高。分散染料分子构造中含有极性基团，在高温碱性条件下，染料分子中的酯基、酰胺基、氰基等会发 生水解，导致染料的色光、染色性能等发生变化。假设染料分子中含有羟基，在碱性条件下， 羟基会发生离子化，使染料的水溶性增加，染料对涤纶的上染百分率降低。表8 列出一些分散染料在含有该碱性匀染剂的染浴中染色后染色试样的色相角 H*、明度 L*和彩度 C*， 并与酸性浴染色试样进展了比

17、较。表 8 不同染色浴染色后试样的颜色参数由表 8 可观对于蒽醌型的分散染料，如分散红3B、分散蓝 2BLN、分散紫 HFRL 等。碱性浴与酸性浴染色的试样的色相、彩度、明度相差不大，说明碱性匀染剂对这些蒽醌型分散染料的染色影响较小，这主要是由于这些染料的极性基团为-OH、-NH2 等，这些基团对碱不敏感，所以染料的耐碱性较好。对于偶氮类分散染料，染料分子构造中的极性基团常含有酯基、酰胺基、氰基等水解敏感性 基团。碱性匀染剂对这类染料的影响，随染料分子中所含的水解性基团的多少而异。当染料 分子中所含有的酯基、酰胺基、氰基的数目增加时，碱性匀染剂对染料的影响增大。碱性浴 染色试样和酸性浴染色试样

18、相比颜色参数变化增大，如分散大红 SE-R、分散黄棕 S-2RFL、分散大红 S-BWFL，其中分散大红S-BWFL 含有三个水解性基团，该染料在碱性浴中的水解机率较大，与酸性浴染色试样相比。碱性浴染色试样的色光变化较大。假设染料分子构造中 不含酯基、酰胺基、氰基等水解性基团，如分散橙 SEB 碱性染色助剂对染料的影响较小， 酸碱两种染色浴染色试样的颜色参数相近。因此，该碱性匀染剂适合于耐碱性较好的分散染 料。碱性浴染色与酸性浴染色能耗的比较涤纶织物承受碱性匀染剂M 一 228 染色工艺后大大削减染色废水的排放量，同时在碱性条件下染色，可削减染前中和用酸和染色时消耗的冰醋酸使废水PH 值得到提高，为应用型的絮凝脱色剂制造了有利条件，削减了废水碱度缺乏而增加白灰的投放量，并相应降低废水处理本钱。从碱性染色的工艺流程不难觉察，碱性染色可以省去剥色复原阶段，使每 一缸染色加工时间比酸性浴染色缩短了近70 分钟从而大大削减了水、电、汽的实际消耗。据有关资料介绍假设改用碱性浴染色。