專利名稱：：一種聚乳酸纖維分散染料染色促進劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及以有機酯類化合物為主要成分的適用于聚乳酸纖維分散染料染色的染色促進劑和應(yīng)用該促進劑來改善聚乳酸纖維染色性能的染色技術(shù)，特別地，涉及一種聚乳酸纖維分散染料染色促進劑。
背景技術(shù)：
：聚乳酸纖維(PLA纖維)是采用玉米等自然資源為原料制取的合成纖維，具有較好的可生物降解性，是一種新型環(huán)保型聚酯纖維，主要應(yīng)用分散染料染色。但目前市售的分散染料對聚乳酸纖維的上染率普遍不高，只有少數(shù)分散染料對聚乳酸纖維的上染率能夠達到80%以上，一部分為6080%，大部分低于60%，不僅染料沒有得到充分的利用，也給染后污水處理帶來了一定的困難。其上染率低的原因可能主要是聚乳酸纖維耐熱性較差，要維持其基本性能不變，只能在低于110'C的條件下染色，而與羊毛、羊絨等蛋白質(zhì)纖維混紡時，甚至只能選擇低于10(TC的染色溫度，而在這樣的溫度條件下目前市售的分散染料尚難以充分擴散進入聚乳酸纖維內(nèi)部，與纖維形成牢固的結(jié)合，因此上染率偏低，生產(chǎn)實踐中難以染得深濃色，不僅造成了染料的浪費和增加了廢水處理的負擔，也限制了聚乳酸纖維在紡織行業(yè)的推廣應(yīng)用。因此急需研究開發(fā)能提高聚乳酸纖維分散染料上染率的染色助劑和染色技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對目前市售的分散染料對聚乳酸纖維染色上染率低的不足，提供一種聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，并提供應(yīng)用該染色促進劑染色的工藝技術(shù)，確保在有促進劑存在情況下提高分散染料對聚乳酸纖維染色的上染率，染色織物色牢度好，對纖維強力損傷小。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，其特征在于，它由乙酸正戊酯、復合乳化劑和水組成，它們的體積百分比乙酸正戊酯復合乳化劑水為10:0.30.6:89.489.7。其中，所述復合乳化劑由Span型非離子表面活性劑、Tween型非離子表面活性劑和低分子有機醇組成，它們的體積百分比Span型非離子表面活性劑Tween型非離子表面活性劑:助乳化劑為260:3598:05。進一步地，所述Span型非離子表面活性劑為Span-20、Span-40、Span-60或Span-80;所述Tween型非離子表面活性劑為Tween-20、Tween-40、Tween-60或Tween-80;所述低分子有機醇為乙醇或丁醇。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的聚乳酸纖維分散染料染色促進劑環(huán)保、穩(wěn)定性好，對聚乳酸分散染料染色具有明顯提高上染率的作用，能減輕染色廢液對水資源的污染，而且染色色牢度較高，對聚乳酸纖維織物的斷裂強力影響也不大。.圖l是聚乳酸纖維分散染料染色升溫工藝示意圖。具體實施方式下面詳細說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。目前尚沒有專門針對聚乳酸纖維結(jié)構(gòu)特征開發(fā)的染色促進劑。聚乳酸是由乳酸脫水縮聚或由丙交酯開環(huán)聚合制得的線型聚酯類聚合物，根據(jù)相似相溶原理，理論上可以應(yīng)用有機酯類化合物來調(diào)控染色過程中聚乳酸纖維的微結(jié)構(gòu)，提高對纖維的溶脹性，從而促進分散染料向纖維內(nèi)部的擴散，最終解決分散染料在聚乳酸纖維上上染率低的問題。因此我們研究了一系列不同結(jié)構(gòu)的有機酯類化合物，分析它們在各種染色條件下對聚乳酸纖維結(jié)構(gòu)和染色性能的影響，并通過乳化劑的篩選和復配，研制了一種環(huán)保、穩(wěn)定性好的聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，并開發(fā)了相應(yīng)的染色應(yīng)用技術(shù)，結(jié)果表明其對聚乳酸分散染料染色具有明顯提高上染率的作用，而且染色色牢度較高，對聚乳酸纖維織物的斷裂強力影響也不大。本發(fā)明涉及的染色促進劑，其有效成分為一種有機酯類化合物乙酸正戊酯(n-amylacetate)，分子式為C7H1402，微溶于水，可混溶于醇、醚等多數(shù)有機溶劑，常溫下無刺激性氣味。在研究中發(fā)現(xiàn)，本染色促進劑中的乙酸正戊酯，對聚乳酸纖維具有一定的增塑作用，能降低染色過程中聚乳酸纖維的玻璃化溫度，有利于分散染料向聚乳酸纖維內(nèi)部擴散，同時對聚乳酸纖維的物理機械性能又沒有明顯影響。然而，乙酸正戊酯為油狀液體，在染浴中的溶解度比較低，難以分散均勻，因而對聚乳酸纖維染色促進效果不均一，容易出現(xiàn)染色不均勻現(xiàn)象(即色花)。在本發(fā)明中通過乳化的途徑使乙酸正戊酯以均勻細小的微滴狀分散于水中，形成穩(wěn)定的乳液體系，不僅對聚乳酸纖維起到提高上染率的促染作用，同時也保證了染色織物的勻染效果。經(jīng)過大量試驗，確定采用復合乳化劑，具體為兩種不同類型的非離子乳化劑與一種助乳化劑復配使用，即一種Span型非離子表面活性劑(如Span-20、Span-40、Span-60和Span-80)和一種Tween型非離子表面活性劑(如Tween-20、Tween-40、Tween-60、Tween-80)作為乳化劑的主體，以低分子有機醇類物質(zhì)作為助乳化劑(如乙醇或丁醇)。他們的體積百分比Span型非離子表面活性劑:Tween型非離子表面活性劑:助乳化劑為260:3598:05。聚乳酸纖維分散染料染色促進劑由乙酸正戊酯、復合乳化劑和水組成，它們的體積百分比乙酸正戊酯復合乳化劑水為10:0.30.6:89.489.7。染色促進劑的配制(即乙酸正戊酯的乳化)采用轉(zhuǎn)相乳化法，按照聚乳酸纖維分散染料染色促進劑的組成體積百分比量取材料，將復配好的復合乳化劑加入乙酸正戊酯中并加熱至407(TC，在乳化機中劇烈攪拌，并慢慢加入4070。C溫水；加入的水開始以細小粒子分散于乙酸正戊酯中，呈W/0型；繼續(xù)加水，乳液變稀，最后粘度急劇下降，轉(zhuǎn)相成o/w型穩(wěn)定乳液。按上述方法配成的乙酸正戊酯乳液穩(wěn)定性好，靜置30天后未發(fā)生液珠聚結(jié)、乳析或凝聚等破乳現(xiàn)象。本發(fā)明的染色工藝流程如下織物前處理一染色一清洗。聚乳酸織物前處理的目的是去除纖維表面所含有雜質(zhì)如織造所含有的油劑等，以免染色時出現(xiàn)染色不均勻現(xiàn)象。聚乳酸纖維主要用分散染料來進行染色，以常用的分散染料為主，主要包括分散黃E-3G200、分散紅FB200、分散藍2BLN100、分散黃M-4GL200、分散紅玉SE-GFL200、分散藍RSE、分散橙S-4RL100、分散紅玉S-5BL100、分散深藍HGL200，以及多聞公司的Lumacron型分散染料如DisperseRedMFB(New)、DisperseRedMFB、DisperseOrangeMFB、DisperseYellowBrownSR、DisperseRudineMFB、DisperseBlackSEF等。染色后應(yīng)徹底洗凈織物中殘留的各種染料和助劑，被染聚乳酸織物的pH應(yīng)為中性。實施效果以下對不加染色促進劑和加60mL/L的染色促進劑兩種不同染色工藝對聚乳酸纖維分散染料平衡上染百分率、染色織物色深值K/S和色牢度等染色效果進行比較，以了解所硏制的染色促進劑對聚乳酸纖維分散染料染色性能的影響。不加促進劑的染色工藝條件和實施方案舉例中加促進劑的染色工藝條件一樣。表1:染色促進劑對聚乳酸纖維分散染料平衡上染百分率的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1表明本染色促進劑能明顯提高大多數(shù)分散染料在聚乳酸纖維上的上染率，使原先由于上染率低而不適合在聚乳酸纖維上使用的分散染料可以適用，例如分散紅FB200、分散紅SE-GFL200、分散黃S-4RL100、分散紅S-5BL100、分散藍HGL200、DisperseRedMFB(New)等等，也有利于減少聚乳酸纖維分散染料染色中染料的浪費，以及減輕染色廢水處理的負擔。表2:染色促進劑對聚乳酸纖維分散染料染色織物色深值K/S的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2表明本染色促進劑也能明顯提高大多數(shù)分散染料在聚乳酸纖維上的色深值K/S，而且提升的幅度與其上染率的提升幅度基本一致，說明促染的部分染料已固著于纖維上。表3:染色促進劑對聚乳酸纖維分散染料染色織物色牢度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3表明本染色促進劑對大多數(shù)分散染料在聚乳酸纖維中染色后的各項色牢度沒有明顯影響，絕大多數(shù)的色牢度都在4級及以上，有少數(shù)幾只染料的部分色牢度指標比不加促染劑染色時略有下降，下降幅度一般不超過0.5級，說明應(yīng)用促染劑染色后的產(chǎn)品能滿足色牢度方面的要求。表4:染色促進劑對聚乳酸纖維分散染料染色前后斷裂強力保留率的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4表明無論有無促染劑存在，上述工藝染色后纖維的斷裂強力比染色前均有所下降(下降幅度一般不超過80%，這在實際生產(chǎn)中是可以接受的。)，而應(yīng)用本染色促進劑沒有加劇分散染料染色過程對聚乳酸纖維強力的損傷。實施例l:聚乳酸纖維分散染料染色促進劑的一種組成按體積百分比表示為乙酸正戊酯IO，復合乳化劑0.3，水89.7;其中復合乳化劑的組成按體積百分比表示為Span-20乳化劑3，Tween-20乳化劑92，乙醇5。實施例2:聚乳酸纖維分散染料染色促進劑的一種組成按體積百分比表示為乙酸正戊酯IO，復合乳化劑0.4，水89.6;其中復合乳化劑的組成按體積百分比表示為Span-40乳化劑2，Tween-40乳化劑96，丁醇2。實施例3:聚乳酸纖維分散染料染色促進劑的一種組成按體積百分比表示為乙酸正戊酯IO，復合乳化劑0.5，水89.5;其中復合乳化劑的組成按體積百分比表示如Span-60乳化劑10，Tween-60乳化劑90，乙醇O。實施例4:聚乳酸纖維分散染料染色促進劑的一種組成按體積百分比表示為乙酸正戊酯IO，復合乳化劑0.6，水89.4;其中復合乳化劑的組成按體積百分比表示如Span-80乳化劑59，Tween-80乳化劑36，丁醇5。實施例5:染色促進劑的配制以配制100mL染色促進劑為例1.準確吸取乙酸正戊酯10mL以及復配好的復合乳化劑0.30.6mL于lOOraL的燒杯中加熱至407(TC。2.將上述液體放在高剪切混合乳化機下劇烈攪拌，邊慢慢加入4070'C的溫水。3.待乳液變稀，粘度變小后邊加水邊攪拌到100mL為止。實施例6:染色工藝流程1.織物前處理純堿lg/L，凈洗劑2092g/L,浴比l:50，在溫度506(TC條件下處理15min。2.染色工藝染色配方和條件分散染料l%(o.w.f)，分散劑麗05%(o.w.f)，滲透劑JFC0.5mL/L，染色促進劑3080mL/L，用醋酸/醋酸鈉調(diào)節(jié)染液pH至4.5左右，浴比1:2050。3.清洗工藝純堿2g/L，凈洗劑2092g/L，浴比l:50，溫度6(TC條件下清洗15min。權(quán)利要求1.一種聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，其特征在于，它由乙酸正戊酯、復合乳化劑和水組成，它們的體積百分比乙酸正戊酯∶復合乳化劑∶水為10∶0.3～0.6∶89.4～89.7。其中，所述復合乳化劑由Span型非離子表面活性劑、Tween型非離子表面活性劑和低分子有機醇組成，它們的體積百分比Span型非離子表面活性劑∶Tween型非離子表面活性劑∶助乳化劑為2～60∶35～98∶0～5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，其特征在于，所述Span型非離子表面活性劑為Span-20、Span-40、Span-60或Span-80。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，其特征在于，所述Tween型非離子表面活性劑為Tween-20、Tween-40、Tween-60或Tween-80。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，其特征在于，所述低分子有機醇為乙醇或丁醇。全文摘要本發(fā)明公開了一種聚乳酸纖維分散染料染色促進劑，它由乙酸正戊酯、復合乳化劑和水組成，它們的體積百分比為10∶0.3～0.6∶89.4～89.7；其中，所述復合乳化劑由Span型非離子表面活性劑、Tween型非離子表面活性劑和低分子有機醇組成，它們的體積百分比為2～60∶35～98∶0～5。本發(fā)明的聚乳酸纖維分散染料染色促進劑環(huán)保、穩(wěn)定性好，對聚乳酸分散染料染色具有明顯提高上染率的作用，能減輕染色廢液對水資源的污染，而且染色色牢度較高，對聚乳酸纖維織物的斷裂強力影響也不大。文檔編號D06P1/651GK101270551SQ20081006104公開日2008年9月24日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日發(fā)明者崔志華,開梅,許建華,鄭今歡,陳維國申請人:浙江理工大學