吸尽法涂料染色助剂的开发与应用

吸尽法涂料染色助剂的开发与应用

0吸尽法涂料染色助剂根据2007年政府关于工作报告，减少和减少污染是调整经济结构的主要任务和障碍。印染业用水量居全国制造业第二位,废水排放量则为全国第六,而水的重复利用率仅7%。能耗、用水及污水排放在染整加工成本中占据很大比例。若采用活性、还原染料等染色,加上水洗、还原氧化、皂洗等工艺,用水和排水量更多。而采用新型的涂料染色代替部分活性、还原染料,能够大大简化工艺流程,减少污水及化学品的排放,可节能39.5%,减少用水90.8%,节约蒸汽64.3%、助剂50.5%、烧碱10%、盐100%、染色涂料28.2%,而污染物排放基本为零。因此,该工艺已成为当前节能、节水、少污减排及清洁生产的有效途径。传统涂料染色存在着三大问题:(1)手感硬糙,不适合加工水洗、酶洗等休闲面料,影响其推广生产的前景。(2)粘结滚筒,需经常清洁生产设备,劳动强度大。(3)需高温焙烘,能源消耗大。只能局限于浅中色,不能染中深色。新型的涂料染色工艺最大的特点在于:织物用增深剂处理后,纤维带有阳电荷,而涂料分散剂中带有一定量的阴离子助剂,提高了纤维对涂料的吸附性,从而提升了涂料染色的深度,能染中、深色;用湿摩擦牢度提升剂代替传统粘合剂,做到涂料固着和柔软一步法,使产品外观达到活性染料染色的效果,而涂料的利用率比传统的粘合剂法提高了40%~50%。传统粘合剂法不能生产的深色品种,新型涂料染色产品基本能解决。上世纪90年代,水洗、砂洗等休闲服饰面料及服装开始流行,为了追求服装泛旧及朦胧感,吸尽法涂料染色问世。若采用传统粘合剂法涂料染色,手感及朦胧感极差,得色量极低,造成大量涂料排放及浪费。因此,大日本油墨公司、德国赫斯特公司在90年代初先后开发了吸尽法涂料染色助剂,推动了涂料成衣染色及涂料浸染法工艺。上世纪90年代,上海长盛公司在开发砂洗助剂、工艺、设备的基础上,研究合成了第三代吸尽法涂料染色助剂,这种助剂能使纤维或织物产生强电荷,然后在低温短时间内将相反电荷的涂料吸附到纤维或织物表面。这种染色法与粘合剂法的不同之处在于:(1)吸尽法涂料染色助剂对工艺的适应性广;而粘合剂法只适用于浸轧、焙烘法,不能用于浸染、卷染和成衣染色。(2)吸尽法涂料染色助剂对处理织物的适应性广;而粘合剂法只能用于表面平整的织物,不能用于凹凸不平的织物,如蜂巢、编织、针织等产品,以及棒针绒线衫、羊毛衫以及各种成衣染色产品。根据吸尽法这一机理,开发的第一代增深固色剂T为浸染法涂料染色及成衣染色产品开创了一条新途径。第二代染色增深剂PG既能用于轧染,又能用于浸染。大量应用工艺研究表明,第二代产品的效果已达到日本、德国、美国同类产品的效果,且布面游离甲醛低于20mg/kg。第三代环保型涂料增深剂PNT完全达到了无醛、无APEO、无22种禁用物质的清洁生产要求。在使用过程中不用调整pH值,变性后不会产生色变,且增深幅度更大,色泽更艳丽,改变了粘合剂法只能染中浅色的状况。它既能用于轧染,又能用于浸染;既能作为涂料以及染料(如活性、硫化、直接等)的增深剂,又能作为染料的固色剂。涂料染色湿摩擦牢度提升剂PG、PW的开发,扩大了涂料染色的使用面,不但提高了牢度,而且解决了涂料染色手感粗糙、黏缸和黏辊等问题,实现了涂料染色和柔软一步法。2新型涂料印花工艺2.1涂料与活性染料的混合工艺涂料染色相比染料染色的最大优点在于:使用设备少、占地面积小、节水、节能,减少污水及化学品的排放。染料轧染工艺:涂料轧染工艺:2.2进行静电吸附新型涂料染色工艺采用经增深技术处理,表面已带阳电荷的纤维,在涂料分散液中进行静电吸附,使涂料附着于纤维表面,较传统粘合剂法更节省能源,同时大大提高了涂料的利用率,使涂料可染中深色。因为不需要使用粘合剂,所以产品手感明显改善,可与活性染料相媲美。图1为涂料使用和未使用增深剂的提升率。2.3增深剂用量的影响随着增深剂浓度的提高,阳离子性也增强,有利于涂料与纤维间的静电吸附。尽管增深处理后的纤维对涂料的吸附性大大提高,但纤维上的活性基团是一定的,因此,达到一定的深度后,不论是改善染色条件(温度、时间),还是增加增深剂的用量,产品的深度不再提高。试验发现,当增深剂浓度达到一定值时,这种趋势放缓甚至达到了平衡(见图2)。因此,一般只需少量增深剂,用量控制在4～8g/L即可。2.4ph值的控制一般在碱性条件下,阳离子增深剂会引入较多的阳离子基团到增深的纤维上,随着pH值升高,涂料的给色量也提高(见图3),但达到一定的pH值(9～10)后,即趋向平衡。因此,pH值控制不当会影响色泽的深浅,造成色差。使用国内外大部分变性剂时,都要控制好pH值。为此,研制了不受pH值影响的增深剂PNT(第三代产品),从而减少了涂料染色因受pH值影响而造成的色差。从图3可知,环保涂料增深剂PNT不受pH值影响,在轧染或浸染过程中无需控制pH值,染色时也不会因pH值影响而产生色差及缸差。2.5提高耐碱能力涂料染色无论采用粘合剂法或增深产生离子吸附,都是使涂料沉积于织物的表面,虽有较好的水洗牢度,但摩擦牢度较差。用粘合剂提高摩擦牢度虽有一定的功效,但手感极差,又易粘辊,不适于休闲服饰的泛旧加工,因此合成了改善摩擦牢度的助剂PW(轧染专用)、PG(浸染专用)。试验证明,使用这些助剂可以取得较为理想的效果(表1)。湿摩擦牢度提升剂PW和涂料同浴存放一周,基本稳定,不变色,不飘油。因此,二者可同浴轧染,从而节约了一道工序(见表1)。该助剂还具有优良的手感,如果客户无特殊的手感要求,可再节约一道柔软工序,达到染色、固色、柔软一浴完成。2.6浸二轧烘干涂料轧染涂料xg,练漂后织物→阳离子改性(增深剂PNT4g/L,二浸二轧)→烘干→涂料轧染(涂料xg,湿摩擦牢度提升剂PG25～40g/L)→二浸二轧→烘干→拉幅→成品3原料同浴处理免烫整理可在涂料染色结束后进行(分浴),也可与涂料同浴进行。后者既简化了工艺,又有利于提高湿摩擦牢度。整理和涂料同浴,应选择能耐高温、耐电解质,特别是耐重金属盐类的柔软剂,这样可以避免柔软剂分层、漂油。通过筛选,选用了全能型氨基硅微乳NBY,它与免烫树脂、催化剂、涂料存放100h也不分层、不飘油。免烫整理中的低甲醛2D树脂,作为防