專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種用于活性染料軋蒸法染色的固體固色堿劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及染整行業(yè)中用于活性染料軋蒸法染色的固體固色堿劑，其賦予使用者在活性染料軋蒸法染纖維素織物時(shí)，替代碳酸鈉(純堿，以下同)用于染色后固色，就能完全達(dá)到傳統(tǒng)的固體堿劑碳酸鈉的固色效果。
背景技術(shù)：
：染整行業(yè)大量使用活性染料(或稱(chēng)反應(yīng)性染料)，活性染料染色可采用浸染、軋染、巻染、冷軋堆等各種不同染色方法，浸染法分為常溫常壓、高溫高壓法的溢流、噴射等染法，軋染又有軋蒸、軋烘、濕短蒸等，其中軋蒸法是軋染法中使用最多的一種。其工藝流程如下練漂半制品織物—軋染料溶液一烘干一軋固色液一汽蒸一水洗一中和一皂洗一水洗一烘干?；钚匀玖先旧珜?duì)純堿的依賴(lài)性很大?；钚匀玖弦蚱渑c其它染料上染機(jī)理不同，使用時(shí)能與許多纖維形成牢固的共價(jià)鍵結(jié)合，因而具備一系列其它染料無(wú)法比擬的特點(diǎn)，如具有優(yōu)良的色牢度和勻染性能、色譜齊全、使用方便等，在近年來(lái)發(fā)展極快，使用量越來(lái)越大。在紡織纖維中，可用活性染料染色的纖維較多，如纖維素纖維(棉、麻、粘膠、天絲、莫代爾、銅氨纖維等)，蛋白質(zhì)纖維(毛、大豆纖維、牛奶纖維等)、合纖(錦綸等)等。中國(guó)作為世界上最大的紡織品生產(chǎn)國(guó)，用活性染料染色的織物量也是世界上最大的。世界上傳統(tǒng)的及目前的活性染料的染色方法是染料上染纖維以后，依靠加入大量純堿使染料在堿性條件下與纖維上的羥基、氨基等活性基因發(fā)生共價(jià)結(jié)合(稱(chēng)為固色)才完成整個(gè)染色。傳統(tǒng)的軋蒸法與其它方法一樣對(duì)純堿的依賴(lài)性很大，軋蒸法一般純堿用量為2055g/l，在軋蒸法中，軋染料溶液時(shí)如果染料濃度小于10g/l，則純堿用量為2030g/1，如果染料濃度大于10g/l，則純堿用量為3055g/l，純堿用量很大。純堿作為傳統(tǒng)的活性染料染色中的固色堿劑由來(lái)已久，對(duì)大多數(shù)顏色效果良好，但在軋蒸法使用時(shí)發(fā)現(xiàn)存在以下缺點(diǎn)(1)加入量大、成本高，(2)大量純堿完成固色任務(wù)后，均進(jìn)入廢水，造成廢水污染程度大增而且增加廢水處理的負(fù)荷和費(fèi)用。(3)純堿不易溶解、極易在化料時(shí)結(jié)塊造成染機(jī)管道堵塞而造成生產(chǎn)事故，塊狀純堿沾在織物上還極易造成染疵。(4)較易色花，易產(chǎn)生鈣斑、堿斑。(5)對(duì)有些色光不易控制，(6)純堿在染色完后殘留在織物上極難洗滌，需花費(fèi)大量水去洗凈(廢水也多)，否則也會(huì)造成染疵。軋蒸法染色后，通常工廠(chǎng)會(huì)采用六格以上平幅水洗槽的熱水洗和冷水洗，以保證得到合格的皂洗和摩擦牢度，水電汽能量消耗較大，這是造成高能耗、高排放、高污染、高成本、低效率的問(wèn)題。但又沒(méi)法減量使用。為適應(yīng)目前發(fā)展越來(lái)越快的印染行業(yè)對(duì)活性染料固色用堿的新要求，設(shè)想通過(guò)開(kāi)發(fā)新型固色堿劑用于活性染料染色時(shí)固色處理，克服使用純堿的各種缺點(diǎn)，改善染色質(zhì)量，并使染色成本有所降低，同時(shí)顯著降低廢水的量和污染程度，改善廢水質(zhì)量。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者開(kāi)始研究新型固色堿劑替代純堿，在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一些各式各樣的替代純堿的產(chǎn)品，如代用堿、代堿劑、固色堿、固色代用堿、固色堿劑等等，在替代倍數(shù)，對(duì)顏色的適應(yīng)性、價(jià)格、銷(xiāo)量等方面均已超過(guò)國(guó)外的類(lèi)似產(chǎn)品。專(zhuān)利情況在先發(fā)明專(zhuān)利(本人發(fā)明)"活性染色染色用液體固色堿劑"，專(zhuān)利號(hào)ZL2005100502615(授權(quán)公告號(hào)CN1308542C)，為液體產(chǎn)品，適用浸染法，不適合軋蒸法工藝。在先發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)"活性染料染色用液體染色堿(SN)，"專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?006100341872(公開(kāi)號(hào)CN1861897A)，為液體產(chǎn)品，適用浸染法，該文沒(méi)有涉及到固體固色堿劑及可用于軋蒸法的信息。在先發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)"印染用新型堿劑及其生產(chǎn)工藝"，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?006100119221*6(公開(kāi)號(hào)CN1970880A)，也為液體堿劑，用于浸染法，該文也沒(méi)有涉及到固體固色堿劑及可用于軋蒸法的信息。在先發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)"環(huán)保型活性染料固色液體堿"，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710092744*0(公開(kāi)號(hào)CN101153467)，也為液體堿劑，用于浸染法，該文也沒(méi)有涉及到固體固色堿劑及可用于軋蒸法的信息。再看文獻(xiàn)情況已發(fā)表文獻(xiàn)"活性染料固色代用堿的分析"，《印染助劑》2006，23(9):4144中，氫氧化鉀為33.2%，磷酸鉀17.6%，偏硅酸鉀10.3%，分散劑(未知)，螯合劑(未知)的代用堿配方，也只用于浸染法，該文也未涉及到可用于軋蒸法的信息。已發(fā)表文獻(xiàn)"液體混合堿的解析"，《印染助劑》2005，(21):4044中，給出了碳酸鉀為主(2841%)，氫氧化鉀、鈉為輔(420%)，總含量在56%左右液體產(chǎn)品用于浸染法，該文也未涉及到可用于軋蒸法的信息。在替代純堿的應(yīng)用方面，已發(fā)表的文獻(xiàn)"固色代用堿在活性染料浸染中的應(yīng)用"(針織工業(yè)，2004，(5):7578);"固色代用堿在活性染料冷軋堆染色中的應(yīng)用"(山東紡織科技2004(2):1518;"多功能液體固色堿DA"在活性染料冷軋染中的應(yīng)用，印染2006(14)27.28.44;"代用堿SH在絲光棉筒子紗活性染料染色中的應(yīng)用"化纖與紡織技術(shù)，2005(4)17.18.25;"活性染料固色堿SH在生產(chǎn)中的應(yīng)用"針織工業(yè)，2004(5):2325;"活性染料固色堿的實(shí)用性研究"染整技術(shù)，2005，27(9):2125;"新型堿劑E在活性染料染色中的應(yīng)用"印染，2005，(11):3132;"代用堿E-1的應(yīng)用"針織工業(yè)2006，(1):4950;"代用堿在棉活性染色中的應(yīng)用"印染2007(4):2125;"活性染料新型堿劑SN的應(yīng)用研究"，中國(guó)科技成果，2006(10):2729等等中，都只討論了液體固色堿劑在活性染料浸染法中應(yīng)用，都沒(méi)有涉及固體固色堿劑及應(yīng)用于活性染料蒸法的信息。上述替代純堿的產(chǎn)品，均為液體產(chǎn)品，未見(jiàn)固體固色堿劑產(chǎn)品的專(zhuān)利及報(bào)道，更未見(jiàn)適用于軋蒸法的固體固色堿劑產(chǎn)品及產(chǎn)品在活性染料軋蒸法染色中使用的報(bào)道。對(duì)于液體堿劑，因?yàn)榫歉邏A度物體，均存在制造、運(yùn)輸麻煩，存在安全隱患，又是高濃液體產(chǎn)品，大多數(shù)液體堿劑存在溫度變化(特別是低溫環(huán)境，如冬季或我國(guó)北方寒冷地區(qū))下易造成結(jié)晶、分層等不穩(wěn)定現(xiàn)象，特別是不適合在軋蒸法工藝上的使用，而且目前大多數(shù)已有替代純堿的個(gè)別固體固色堿劑又存在硅酸鹽(如層狀二硅酸鈉，偏硅酸鹽等)，如用于孔蒸法，會(huì)使織物手感變硬，而且會(huì)出現(xiàn)硅斑等嚴(yán)重影響染色質(zhì)量的疵病。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種適合活性染料軋蒸法染色使用的固體固色堿劑，以替代傳統(tǒng)活性染料軋蒸法染色中的固色用純堿。本發(fā)明為達(dá)到上述發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為該用于活性染料軋蒸法染色的固體固色堿劑，其特征在于該固體固色堿劑按重量百分比計(jì)組成為堿金屬氫氧化物1530%;堿金屬碳酸鹽6045%;堿金屬磷酸鹽1610%螯合劑-12%耐堿滲透劑23%助溶劑48%色光保護(hù)劑12%。本發(fā)明中的堿金屬氫氧化物可以是純凈物，也可以是混合物，即既可以是單一的堿金屬氫氧化物，也可以是多種堿金屬氫氧化物的混合物。類(lèi)似地，本發(fā)明中的堿金屬碳酸鹽、堿金屬磷酸鹽也是如此。從成本、原料易得及溶解性等方面綜合考慮，配方中所述的堿金屬氫氧化物以選擇氫氧化鉀、氫氧化鈉或二者的混合物為宜，優(yōu)選二者的混合物。配方中所述的堿金屬碳酸鹽以選自碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉中的至少一種為宜，優(yōu)選碳酸鉀與碳酸氫鉀或碳酸氫鈉的混合物。均為粉狀。配方中所述的堿金屬磷酸鹽以選自磷酸鉀、磷酸鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鈉中的至少一種為宜，優(yōu)選磷酸鉀和磷酸鈉的混合物。均為粉狀。配方中所述的螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉、聚丙烯酸鈉或二者的混合物，優(yōu)選為二者的混合物。均為粉狀。乙二胺四乙酸二鈉，其美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為6381-92-6。聚丙烯酸鈉，其分子量Mw<10000，美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為9003-04-7。配方中所述的滲透劑為C14_16烯基磺酸鈉，為粉狀。C14-16烯基磺酸鈉，其美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為68439-57-6。配方中所述的助溶劑為乳酸鈉或羥基尿素，優(yōu)選為羥基尿素。均為粉狀。乳酸鈉，其美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為312-85-6。羥基尿素，其美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為127-07-1。配方中所述的色光保護(hù)劑為間硝基苯磺酸鈉。粉狀。間硝基苯磺酸鈉，其美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為127-68-4。本發(fā)明固體固色堿劑復(fù)配物組分的化學(xué)機(jī)理堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬磷酸鹽及其混合物為固色堿劑的主要成分，其中堿金屬氫氧化物為提供堿度組分，堿金屬碳酸鹽及磷酸鹽在提供堿度的同時(shí)并提供緩沖組分，使固色堿劑在用于活性染料軋蒸法染色時(shí)提供較好的PH緩沖性能，保證活性染料固色過(guò)程中ra值穩(wěn)定在1011之間，使活性染料與纖維發(fā)生最大程度的共價(jià)結(jié)合，同時(shí)碳酸鹽、磷酸鹽有一定螯合金屬離子作用。螯合劑主要是螯合吸附固色液中及織物上的金屬離子，防止高堿條件下金屬離子與染料發(fā)生結(jié)合而影響染色色光和質(zhì)量，也能防止金屬離子與碳酸鹽、磷酸鹽結(jié)合生成沉淀物而在織物上形成鈣斑等而影響染色質(zhì)量。螯合劑具有緩蝕效果，對(duì)設(shè)備在高堿條件下有保護(hù)作用。滲透劑采用環(huán)保的表面活性劑烯基磺酸鈉，幫助堿劑能很快滲入織物、紗線(xiàn)及纖維內(nèi)部，使堿及時(shí)、迅速的滲入，也幫助活性染料滲入纖維內(nèi)部，使染色均勻透徹，防止產(chǎn)生纖維內(nèi)外染色不勻(環(huán)染)的現(xiàn)象。助溶劑幫助堿劑很好地溶于水，防止象純堿那樣產(chǎn)生溶解時(shí)結(jié)塊而堵塞管道或形成堿斑疵病。也能促使織物汽蒸過(guò)程中能快速吸收蒸汽中水分，使織物迅速升溫，并讓染料、堿等隨水分迅速向纖維內(nèi)滲入，保持染色、固色能完全透徹地完成。間硝基苯磺酸鈉是一種弱氧化劑，可消除還原物質(zhì)對(duì)活性染料造成影響，從而提高染色鮮艷度和染色均勻性。主要作用是作為活性染料軋染時(shí)的色光保護(hù)劑，防止活性染料在高溫汽蒸條件下發(fā)生色變。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下顯著效果(1)解決了活性染料軋蒸法染色中替代純堿的技術(shù)問(wèn)題。(2)用量省，本發(fā)明固色堿劑僅為現(xiàn)有技術(shù)中純堿用量的1/51/8，這有助于降低生產(chǎn)成本，同時(shí)減少染色廢水中的含堿量，有利于環(huán)保。(3)緩沖性能好，ra值穩(wěn)定，具有良好的勻染性。(4)配方獨(dú)特，溶解方便容易，不含硅酸鹽，不會(huì)形成硅斑和硅垢，助溶劑的加入，使產(chǎn)品不會(huì)像純堿那樣易造成溶解不佳而造成的染斑或設(shè)備管路堵塞。(5)具有良好的易洗滌性，能節(jié)約洗滌用水，減少含堿洗滌廢水。(6)適用于各類(lèi)纖維織物的活性染料軋蒸法及冷軋堆法染色?？傊景l(fā)明固體固色堿劑具有用量少、制造方便、運(yùn)輸方便等特點(diǎn)，并有可以降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足增效、減排、清潔生產(chǎn)的要求，足以替代傳統(tǒng)活性染料軋蒸法染色中的固色用純堿。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。一、本發(fā)明實(shí)施例中固體固色堿劑的加工方法為在不銹鋼雙螺旋混合攪拌器(如上海申銀機(jī)械有限公司的VSH混合機(jī)系列設(shè)備)中，在攪拌下，按照配方量依次加入各組分，加完后再混合攪拌40分鐘，保證混合均勻，然后放料包裝即可。二、本發(fā)明各實(shí)施例的組成及應(yīng)用對(duì)比本發(fā)明各實(shí)施例按重量百分比計(jì)組成為-堿金屬氫氧化物A°/o堿金屬碳酸鹽B%堿金屬磷酸鹽C%螯合劑D%助溶劑E%耐堿滲透劑F%色光保護(hù)劑G%實(shí)例18實(shí)例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)例18在應(yīng)用實(shí)例中與碳酸鈉使用量的對(duì)比工藝流程軋染料溶液(二浸二軋，軋液率75%)—烘干(100。CX2分鐘)—軋固色液一汽蒸(102。CX90秒)一水洗(平洗槽、熱水洗1格，冷水2格)一中和(l格，冰乙酸2g/1)—水洗(冷水洗2格)一皂洗(l格，皂洗劑2g/1)—水洗(熱水洗1格，冷水洗2格)—烘干。染料配方及固色液配方:染料溶液固色液淺色染料用量10g/L以下，NaCl100g/L，Na2C0320g/L或用本發(fā)明固色堿劑深色染料用量10g/L以下，NaCl200g/L,Na2C0340g/L或用本發(fā)明固色堿劑淺色染料溶液實(shí)際配方示例:活性藏青BBF:2.lg/1活性紅BBF:2.7g/l活性黃BBF:3.8g/l固色液:NaCl100g/L，Na2C0320g/L深色染料溶液實(shí)際配方示例活性藏青BBF:4.lg/1活性紅BBF:9.8g/l活性黃BBF:8.4g/l固色液:NaCl200g/L,Na2C0340g/L達(dá)到使用純堿相同效果所需本發(fā)明固體固色堿劑的量<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(注色光評(píng)定用目測(cè)法，由印染廠(chǎng)有經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)量管理人員評(píng)定；各項(xiàng)色牢度按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，皂洗牢度按國(guó)標(biāo)GB/T3921.3-1997方法執(zhí)行，摩擦牢度按國(guó)標(biāo)GB/T3920-1997方法執(zhí)行)?？梢?jiàn)，本發(fā)明的固體固色堿劑適用活性染料軋蒸法染色，在以純堿用量的20%12.8%的量(即1/51/8)即可達(dá)到使用純堿(碳酸鈉)的效果。由此，我們得出固體固色堿劑的性狀如下外觀(guān)白色粉狀固體PH值:12.5±0.3(1%水溶液)因此，此發(fā)明技術(shù)方案適用于活性染料軋蒸法染色，以純堿(碳酸鈉)用量的1/5一l/8的用量可完全替代純堿，而且克服了使用純堿的缺點(diǎn)，符合減排節(jié)能的生產(chǎn)要求。權(quán)利要求1、一種用于活性染料軋蒸法染色的固體固色堿劑，其特征在于該固體固色堿劑按重量百分比計(jì)組成為堿金屬氫氧化物15～30％；堿金屬碳酸鹽60～45％；堿金屬磷酸鹽16～10％螯合劑1～2％耐堿滲透劑2～3％助溶劑4～8％色光保護(hù)劑1～2％。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的固體固色堿劑，其特征在于所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀、氫氧化鈉或二者的混合物。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體固色堿劑，其特征在于所述堿金屬碳酸鹽為選自碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉中的至少一種。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體固色堿劑，其特征在于所述堿金屬碳酸鹽為碳酸鉀與碳酸氫鉀或碳酸氫鈉的混合物。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體固色堿劑，其特征在于所述堿金屬磷酸鹽為選自磷酸鉀、磷酸鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鈉中的至少一種。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體固色堿劑，其特征在于所述堿金屬磷酸鹽為磷酸鉀和磷酸鈉的混合物。7、根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的固體固色堿劑，其特征在于所述螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉、聚丙烯酸鈉或二者的混合物；其中，聚丙烯酸鈉的分子量Mw<10000，其美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為9003-04-7。8、根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的固體固色堿劑，其特征在于所述耐堿滲透劑為C1M6烯基磺酸鈉，其美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為68439-57-6。9、根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的固體固色堿劑，其特征在于所述助溶劑為乳酸鈉或羥基尿素；其中，羥基尿素的美國(guó)化學(xué)文摘登錄號(hào)[CAS號(hào)]為127-07-1。10、根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的固體固色堿劑，其特征在于所述色光保護(hù)劑為間硝基苯磺酸鈉。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于活性染料軋蒸法染色的固體固色堿劑，按重量百分比計(jì)其組成為堿金屬氫氧化物15～30％、堿金屬碳酸鹽60～45％、堿金屬磷酸鹽16～10％、螯合劑1～2％、耐堿滲透劑2～3％、助溶劑4～8％及色光保護(hù)劑1～2％。具有用量少、制造方便、運(yùn)輸方便等特點(diǎn)，并有可以降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足增效、減排、清潔生產(chǎn)的要求，足以替代傳統(tǒng)活性染料軋蒸法染色中的固色用純堿。文檔編號(hào)D06P5/02GK101319469SQ20081006289公開(kāi)日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年7月4日優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日發(fā)明者夏建明,陳曉玉申請(qǐng)人:夏建明;陳曉玉