吸盡法涂料染色助劑的開發(fā)與應(yīng)用

吸盡法涂料染色助劑的開發(fā)與應(yīng)用

0吸盡法涂料染色助劑根據(jù)2007年政府關(guān)于工作報告，減少和減少污染是調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的主要任務(wù)和障礙。印染業(yè)用水量居全國制造業(yè)第二位,廢水排放量則為全國第六,而水的重復(fù)利用率僅7%。能耗、用水及污水排放在染整加工成本中占據(jù)很大比例。若采用活性、還原染料等染色,加上水洗、還原氧化、皂洗等工藝,用水和排水量更多。而采用新型的涂料染色代替部分活性、還原染料,能夠大大簡化工藝流程,減少污水及化學(xué)品的排放,可節(jié)能39.5%,減少用水90.8%,節(jié)約蒸汽64.3%、助劑50.5%、燒堿10%、鹽100%、染色涂料28.2%,而污染物排放基本為零。因此,該工藝已成為當(dāng)前節(jié)能、節(jié)水、少污減排及清潔生產(chǎn)的有效途徑。傳統(tǒng)涂料染色存在著三大問題:(1)手感硬糙,不適合加工水洗、酶洗等休閑面料,影響其推廣生產(chǎn)的前景。(2)粘結(jié)滾筒,需經(jīng)常清潔生產(chǎn)設(shè)備,勞動強(qiáng)度大。(3)需高溫焙烘,能源消耗大。只能局限于淺中色,不能染中深色。新型的涂料染色工藝最大的特點在于:織物用增深劑處理后,纖維帶有陽電荷,而涂料分散劑中帶有一定量的陰離子助劑,提高了纖維對涂料的吸附性,從而提升了涂料染色的深度,能染中、深色;用濕摩擦牢度提升劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)粘合劑,做到涂料固著和柔軟一步法,使產(chǎn)品外觀達(dá)到活性染料染色的效果,而涂料的利用率比傳統(tǒng)的粘合劑法提高了40%~50%。傳統(tǒng)粘合劑法不能生產(chǎn)的深色品種,新型涂料染色產(chǎn)品基本能解決。上世紀(jì)90年代,水洗、砂洗等休閑服飾面料及服裝開始流行,為了追求服裝泛舊及朦朧感,吸盡法涂料染色問世。若采用傳統(tǒng)粘合劑法涂料染色,手感及朦朧感極差,得色量極低,造成大量涂料排放及浪費。因此,大日本油墨公司、德國赫斯特公司在90年代初先后開發(fā)了吸盡法涂料染色助劑,推動了涂料成衣染色及涂料浸染法工藝。上世紀(jì)90年代,上海長盛公司在開發(fā)砂洗助劑、工藝、設(shè)備的基礎(chǔ)上,研究合成了第三代吸盡法涂料染色助劑,這種助劑能使纖維或織物產(chǎn)生強(qiáng)電荷,然后在低溫短時間內(nèi)將相反電荷的涂料吸附到纖維或織物表面。這種染色法與粘合劑法的不同之處在于:(1)吸盡法涂料染色助劑對工藝的適應(yīng)性廣;而粘合劑法只適用于浸軋、焙烘法,不能用于浸染、卷染和成衣染色。(2)吸盡法涂料染色助劑對處理織物的適應(yīng)性廣;而粘合劑法只能用于表面平整的織物,不能用于凹凸不平的織物,如蜂巢、編織、針織等產(chǎn)品,以及棒針絨線衫、羊毛衫以及各種成衣染色產(chǎn)品。根據(jù)吸盡法這一機(jī)理,開發(fā)的第一代增深固色劑T為浸染法涂料染色及成衣染色產(chǎn)品開創(chuàng)了一條新途徑。第二代染色增深劑PG既能用于軋染,又能用于浸染。大量應(yīng)用工藝研究表明,第二代產(chǎn)品的效果已達(dá)到日本、德國、美國同類產(chǎn)品的效果,且布面游離甲醛低于20mg/kg。第三代環(huán)保型涂料增深劑PNT完全達(dá)到了無醛、無APEO、無22種禁用物質(zhì)的清潔生產(chǎn)要求。在使用過程中不用調(diào)整pH值,變性后不會產(chǎn)生色變,且增深幅度更大,色澤更艷麗,改變了粘合劑法只能染中淺色的狀況。它既能用于軋染,又能用于浸染;既能作為涂料以及染料(如活性、硫化、直接等)的增深劑,又能作為染料的固色劑。涂料染色濕摩擦牢度提升劑PG、PW的開發(fā),擴(kuò)大了涂料染色的使用面,不但提高了牢度,而且解決了涂料染色手感粗糙、黏缸和黏輥等問題,實現(xiàn)了涂料染色和柔軟一步法。2新型涂料印花工藝2.1涂料與活性染料的混合工藝涂料染色相比染料染色的最大優(yōu)點在于:使用設(shè)備少、占地面積小、節(jié)水、節(jié)能,減少污水及化學(xué)品的排放。染料軋染工藝:涂料軋染工藝:2.2進(jìn)行靜電吸附新型涂料染色工藝采用經(jīng)增深技術(shù)處理,表面已帶陽電荷的纖維,在涂料分散液中進(jìn)行靜電吸附,使涂料附著于纖維表面,較傳統(tǒng)粘合劑法更節(jié)省能源,同時大大提高了涂料的利用率,使涂料可染中深色。因為不需要使用粘合劑,所以產(chǎn)品手感明顯改善,可與活性染料相媲美。圖1為涂料使用和未使用增深劑的提升率。2.3增深劑用量的影響隨著增深劑濃度的提高,陽離子性也增強(qiáng),有利于涂料與纖維間的靜電吸附。盡管增深處理后的纖維對涂料的吸附性大大提高,但纖維上的活性基團(tuán)是一定的,因此,達(dá)到一定的深度后,不論是改善染色條件(溫度、時間),還是增加增深劑的用量,產(chǎn)品的深度不再提高。試驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)增深劑濃度達(dá)到一定值時,這種趨勢放緩甚至達(dá)到了平衡(見圖2)。因此,一般只需少量增深劑,用量控制在4～8g/L即可。2.4ph值的控制一般在堿性條件下,陽離子增深劑會引入較多的陽離子基團(tuán)到增深的纖維上,隨著pH值升高,涂料的給色量也提高(見圖3),但達(dá)到一定的pH值(9～10)后,即趨向平衡。因此,pH值控制不當(dāng)會影響色澤的深淺,造成色差。使用國內(nèi)外大部分變性劑時,都要控制好pH值。為此,研制了不受pH值影響的增深劑PNT(第三代產(chǎn)品),從而減少了涂料染色因受pH值影響而造成的色差。從圖3可知,環(huán)保涂料增深劑PNT不受pH值影響,在軋染或浸染過程中無需控制pH值,染色時也不會因pH值影響而產(chǎn)生色差及缸差。2.5提高耐堿能力涂料染色無論采用粘合劑法或增深產(chǎn)生離子吸附,都是使涂料沉積于織物的表面,雖有較好的水洗牢度,但摩擦牢度較差。用粘合劑提高摩擦牢度雖有一定的功效,但手感極差,又易粘輥,不適于休閑服飾的泛舊加工,因此合成了改善摩擦牢度的助劑PW(軋染專用)、PG(浸染專用)。試驗證明,使用這些助劑可以取得較為理想的效果(表1)。濕摩擦牢度提升劑PW和涂料同浴存放一周,基本穩(wěn)定,不變色,不飄油。因此,二者可同浴軋染,從而節(jié)約了一道工序(見表1)。該助劑還具有優(yōu)良的手感,如果客戶無特殊的手感要求,可再節(jié)約一道柔軟工序,達(dá)到染色、固色、柔軟一浴完成。2.6浸二軋烘干涂料軋染涂料xg,練漂后織物→陽離子改性(增深劑PNT4g/L,二浸二軋)→烘干→涂料軋染(涂料xg,濕摩擦牢度提升劑PG25～40g/L)→二浸二軋→烘干→拉幅→成品3原料同浴處理免燙整理可在涂料染色結(jié)束后進(jìn)行(分浴),也可與涂料同浴進(jìn)行。后者既簡化了工藝,又有利于提高濕摩擦牢度。整理和涂料同浴,應(yīng)選擇能耐高溫、耐電解質(zhì),特別是耐重金屬鹽類的柔軟劑,這樣可以避免柔軟劑分層、漂油。通過篩選,選用了全能型氨基硅微乳NBY,它與免燙樹脂、催化劑、涂料存放100h也不分層、不飄油。免燙整理中的低甲醛2D樹脂,作為防