專利名稱：一種活性染色用稀土類促染劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織印染領(lǐng)域，具體涉及ー種活性染色用稀土類促染劑。屬于化工產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近幾年，我國用棉量每年大約在1100萬噸左右，約占世界用棉量的40%，主要用于服裝及家紡產(chǎn)品。2008年規(guī)模以上印染企業(yè)印染布產(chǎn)量達(dá)到494億米，其中純棉及棉混紡印染布占到60%以上。做為天然纖維的棉織物的染整加工現(xiàn)狀及今后的可持續(xù)發(fā)展問題-直倍受關(guān)注?；钚匀玖仙V齊全、色澤鮮艷、應(yīng)用エ藝簡單，是棉纖維染色所用的最重要的ー類染料。2009年活性染料國內(nèi)的總產(chǎn)量預(yù)計達(dá)到約18萬噸，產(chǎn)量僅次于分散染料?；钚匀玖先旧挠么罅康臒o機(jī)鹽促染，按照活性染料年用量18萬噸計算，無機(jī)鹽的年排放量可達(dá)到450-500萬噸。這些無機(jī)鹽在參與染色的同時也殘留在廢水中，高含鹽量印染廢水的排放直接改變了江河湖泊的水質(zhì)，破壞了水的生態(tài)環(huán)境，而鹽分的高滲透性將導(dǎo)致江湖周圍的土質(zhì)鹽堿化，降低農(nóng)作物的產(chǎn)量。紡織エ業(yè)廢水排放量占全國エ業(yè)廢水排放量的9. 6%0 廢水中的高濃度無機(jī)鹽會抑制水中微生物的生長，致使傳統(tǒng)的廢水生物處理法對于高鹽染色廢水無能為力，因此高鹽染色廢水治理難度遠(yuǎn)高于普通有機(jī)污染物廢水的治理。如何降低棉纖維活性染色廢水中的無機(jī)鹽含量，減少環(huán)境污染，成為ー個研究熱點。三種方法可以降低染色過程中的無機(jī)鹽用量。1)優(yōu)化活性染料的結(jié)構(gòu)通過調(diào)整優(yōu)化染料分子的結(jié)構(gòu)，降低活性染色過程中染料對無機(jī)鹽的依賴性，在無鹽或少量無機(jī)鹽的存在下完成染色。如Ciki公司于1995年開發(fā)的Cikicron LS系列低鹽活性染料。通過特殊的連接基將兩個相同或不同結(jié)構(gòu)的染料連接起來，成為架橋型活性染料，分子量大，平面性很好，連接基和活性基的空間效應(yīng)很小，所以對纖維有很高的直接性。該類染料用鹽量少，只有傳統(tǒng)活性染料的1/2-1/3。但隨著染料對纖維親和カ的提高， 容易導(dǎo)致染色不均及染色后浮色難去除。2)棉纖維的陽離子改性通過對棉纖維進(jìn)行季胺化或胺化改性，賦予棉纖維以陽離子基團(tuán)，達(dá)到無鹽染色的目的，但染料的勻染性差，エ藝繁雜。另外，使用具有叔胺或季胺基的交聯(lián)劑處理棉纖維也可達(dá)到同樣的效果，但交聯(lián)劑會降低染料的溶解度，使染料的上染率降低。3)傳統(tǒng)無機(jī)鹽的代用品氯化鈉和元明粉隨染色廢水大量排放帶來的環(huán)境危害促使人們尋找ー種具有相同作用的無機(jī)鹽代用品。H Gurumallesh Prabu.等在《Coloration Technology》(2002， 118 :131-134)期刊上發(fā)表文章，指出使用檸檬酸鈉可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)無機(jī)鹽在活性染色中發(fā)揮促染作用，棉纖維的染色效果不弱于無機(jī)鹽促染效果。但檸檬酸鈉與元明粉等無機(jī)鹽市場價格相差較大，尚不具備性價比的綜合優(yōu)勢。Nahed S. E等在《dyes and pigments)) (2005,65 :221-225和2007,72 :57-65)發(fā)表了關(guān)于EDTA鈉鹽用無機(jī)鹽代用品發(fā)揮促染作用的文章，但EDTA對環(huán)境有潛在的危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的，在于克服上述問題，提供ー種活性染色用稀土類促染劑。該稀土類促染劑在纖維素纖維活性染色過程中可以使傳統(tǒng)無機(jī)鹽(氯化鈉或元明粉)用量降低60%，同吋，染色效果與傳統(tǒng)無機(jī)鹽促染效果相當(dāng)。采用稀土類促染劑的染色成本與傳統(tǒng)無機(jī)鹽相當(dāng)，能夠有效地減少高鹽度染色廢水對環(huán)境中水土資源的污染，降低廢水治理的成本。本發(fā)明的第二個目的，是為了提供ー種活性染色用稀土類促染劑的制備方法。本發(fā)明的第三個目的，是為了提供ー種活性染色用稀土類促染劑的用途。本發(fā)明的第一個目的通過以下措施達(dá)到ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是由稀土鹽、有機(jī)酸混合配成20% 30%濃度的水溶液后，加入產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑和PH調(diào)節(jié)劑而制成；制得活性染色用稀土類促染劑的PH為5 11 ；所述水溶液包括1摩爾份數(shù)的稀土鹽與3. 5 10摩爾份數(shù)的有機(jī)酸混合； 所述產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑占水溶液的重量百分比為5% 25%。本發(fā)明的第二個目的通過以下措施達(dá)到1、ー種活性染色用稀土類促染劑的制備方法，其特征在于依次按以下步驟進(jìn)行1)將1摩爾份數(shù)的稀土鹽與3. 5 10摩爾份數(shù)的有機(jī)酸混合，配成20% 30% 濃度的水溶液，于20 100°C下反應(yīng)0. 5 48小吋，得到中間體A ；2)加入占中間體A重量百分比為5% 25%的產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑，在20 50°C下混合， 反應(yīng)0. 5 2小時；3)之后，在20 50°C下，加入PH調(diào)節(jié)劑，控制產(chǎn)品的PH為5 11，即制得活性染色用稀土類促染劑。本發(fā)明的第二個目的還可以通過采取如下措施達(dá)到實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方式是步驟1)中所述的稀土鹽為含鑭、鈰、釤、 釔、釹稀土元素的鹽酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽中的ー種或者ー種以上的組合。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方式是步驟1)中所述的有機(jī)酸為一元羧酸、多元羧酸、羥基羧酸、氨基羧酸、磺酸、氨基酸、有機(jī)膦酸中的ー種或者ー種以上的組合。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方式是步驟1)中所述的有機(jī)酸為檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、酒石酸、聚丙烯酸、馬來酸、乙ニ胺四乙酸、苯磺酸、聚磷酸中的ー種或者ー種以上的組合。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方式是步驟幻中所述的產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑為兩性物質(zhì)，其為兩性表面活性劑或氨基酸，或者是兩性表面活性劑和氨基酸兩者之間的組合。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方式是所述的兩性表面活性劑為甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型、氧化胺型表面活性劑中的ー種或ー種以上的組合。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方式是所述的氨基酸為甘氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、谷氨酸、賴氨酸中的ー種或ー種以上的組
本發(fā)明的第三個目的通過以下措施達(dá)到ー種活性染色用稀土類促染劑的用途，其特征在于依次按以下步驟進(jìn)行1)按照1 15配制染浴，室溫下加入活性染料，放入練漂后的纖維素纖維織物，運行10分鐘；2)加入氯化鈉或元明粉，加入采用第一個目所述的制備方法制備的活性染色用稀土類促染劑，運行10分鐘；3)升溫并控溫在30 90°C，保溫10 60分鐘；4)加入碳酸鈉，保溫30 90分鐘；5)之后降溫、皂洗、烘干。本發(fā)明的第三個目的還可以通過采取如下措施達(dá)到實現(xiàn)本發(fā)明第三目的的一種實施方式是步驟1)中所述染料為低溫、高溫或中溫活性染料；所述的纖維素纖維為棉、麻或粘膠纖維。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中公開了活性染色用稀土類促染劑及其制備和應(yīng)用方法。該促染劑在纖維素纖維活性染色過程中可以使傳統(tǒng)無機(jī)鹽(氯化鈉或元明粉)用量降低60%，同吋，染色效果與傳統(tǒng)無機(jī)鹽促染效果相當(dāng)。采用稀土類促染劑的染色成本與傳統(tǒng)無機(jī)鹽相當(dāng)，有效地減少了高鹽度染色廢水對環(huán)境中水土資源的污染，降低了廢水治理的成本。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)ー步說明。具體實施例1 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機(jī)酸、產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑及PH 調(diào)節(jié)劑。稀土鹽是產(chǎn)品的核心成分，發(fā)揮主要促染作用。有機(jī)酸可與稀土鹽形成配合物，并輔助染料上染纖維，產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑可協(xié)調(diào)產(chǎn)品與染料及纖維間的相互作用，PH調(diào)節(jié)劑用來調(diào)整產(chǎn)品的酸堿性。本實施例中，所述的稀土鹽為七水氯化鈽，所述的有機(jī)酸為一水檸檬酸，所述產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑為椰油酰胺基丙基甜菜堿(CAB-35)，所述的PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的制備方法，依次按以下步驟進(jìn)行1)在198. 552g去離子水中加入73. 55g 一水檸檬酸和37. 258g七水氯化鈽，40°C 下攪拌反應(yīng)2小吋，得到309. 36g中間體A ；。2)在40°C下，加入15. 468g椰油酰胺基丙基甜菜堿(CAB-35)，攪拌反應(yīng)0. 5小時；3)之后，在40°C下，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)體系的PH為中性，即制得活性染色用稀土類促染劑。為了便于區(qū)別，此處簡稱為“促染劑I”。具體實施例2 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機(jī)酸、產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑及PH 調(diào)節(jié)劑。所述的稀土鹽為七水氯化鈽，所述的有機(jī)酸為一水檸檬酸，所述產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑為椰油酰胺基丙基甜菜堿(CAB-30，所述的PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的制備方法，依次按以下步驟進(jìn)行
1)在899. 592g去離子水中加入210. 14g—水檸檬酸和37. 258g七水氯化鈽，40°C 下攪拌反應(yīng)2小吋，得到1146. 99g中間體A ；2)在40°C下，加入觀6. 7475g椰油酰胺基丙基甜菜堿(CAB-35)，攪拌反應(yīng)0. 5小時；3)之后，在40°C下，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)體系的PH為中性，即制得活性染色用稀土類促染劑。為了便于區(qū)別，此處簡稱為“促染劑II”。具體實施例3 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機(jī)酸、產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑及PH 調(diào)節(jié)劑。所述的稀土鹽為六水氯化鑭，所述的有機(jī)酸為冰乙酸，所述產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑為甘氨酸， 所述的PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的制備方法，依次按以下步驟進(jìn)行1)在95. 4915g去離子水中加入21. 0175g冰乙酸和35. 336g六水氯化鑭，30°C下攪拌反應(yīng)1小吋，得到151. 845g中間體A ；2)在30°C下，加入7. 59225g甘氨酸，攪拌反應(yīng)0. 5小時；3)之后，在30°C下，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)體系的PH為中性，即制得活性染色用稀土類促染劑。為了便于區(qū)別，此處簡稱為“促染劑III”。具體實施例4 本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑包括稀土鹽、有機(jī)酸、產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑及PH 調(diào)節(jié)劑。所述的稀土鹽為六水氯化鑭，所述的有機(jī)酸為冰乙酸，所述產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑為甘氨酸， 所述的PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。本實施例所述的活性染色用稀土類促染劑的制備方法，依次按以下步驟進(jìn)行1)在327. 544g去離子水中加入60. 05g冰乙酸和35. 336g六水氯化鑭，30°C下攪拌反應(yīng)1小吋，得到422. 93g中間體A ；2)在30°C下，加入105. 7325g甘氨酸，攪拌反應(yīng)0. 5小吋；3)之后，在30°C下，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)體系的PH為中性，即制得活性染色用稀土類促染劑。為了便于區(qū)別，此處簡稱為“促染劑IV”。其他實施例本發(fā)明所述的稀土鹽為含鑭、鈰、釤、釔、釹稀土元素的鹽酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽中的ー種或者ー種以上的組合。本發(fā)明所述的有機(jī)酸為一元羧酸、多元羧酸、羥基羧酸、氨基羧酸、磺酸、氨基酸、 有機(jī)膦酸中的ー種或者ー種以上的組合。所述的有機(jī)酸為檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、 酒石酸、聚丙烯酸、馬來酸、乙ニ胺四乙酸、苯磺酸、聚磷酸中的ー種或者ー種以上的組合。本發(fā)明所述的產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑為兩性物質(zhì)，其為兩性表面活性劑或氨基酸，或者是兩性表面活性劑和氨基酸兩者之間的組合。兩性表面活性劑為甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型、氧化胺型表面活性劑中的ー種或ー種以上的組合。所述的氨基酸為甘氨酸、天冬氨酸、 天冬酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、谷氨酸、賴氨酸中的ー種或ー種以上的組合。以下舉例詳述所述活性染色用稀土類促染劑的應(yīng)用方法。具體應(yīng)用實例1
ー種活性染色用稀土類促染劑的應(yīng)用方法，依次按以下步驟進(jìn)行1)按照1 15配制染浴，室溫下加入活性艷藍(lán)KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L “促染劑I ”，運行10分鐘；3)升溫并控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之后降溫、皂洗、烘干。具體應(yīng)用實例2:—種活性染色用稀土類促染劑的應(yīng)用方法，依次按以下步驟進(jìn)行1)按照1 15配制染浴，室溫下加入活性艷藍(lán)KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L “促染劑II”，運行10分鐘；3)升溫并控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之后降溫、皂洗、烘干。具體應(yīng)用實例3:ー種活性染色用稀土類促染劑的應(yīng)用方法，依次按以下步驟進(jìn)行1)按照1 15配制染浴，室溫下加入活性艷藍(lán)KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L “促染劑III”，運行10分鐘；3)升溫并控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之后降溫、皂洗、烘干。具體應(yīng)用實例4:ー種活性染色用稀土類促染劑的應(yīng)用方法，依次按以下步驟進(jìn)行1)按照1 15配制染浴，室溫下加入活性艷藍(lán)KN-RO%，owf)，加入純棉針織半漂布，運行10分鐘；2)分別加入20g/L元明粉和7g/L “促染劑IV”，運行10分鐘；3)升溫并控溫在60 0C，保溫30分鐘；4)加入碳酸鈉20g/L，保溫45分鐘；5)之后降溫、皂洗、烘干。稀土類促染劑的促染效果及促染成本按照具體應(yīng)用實例1 4所述染色エ藝上染棉纖維，按照具體實施例1 4制備方法計算產(chǎn)品的原料成本，所得結(jié)果見表1。表1稀土類促染劑與元明粉促染效果及促染成本比較
權(quán)利要求
1.ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是由稀土鹽、有機(jī)酸混合配成20% 30% 濃度的水溶液后，加入產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑和PH調(diào)節(jié)劑而制成；制得活性染色用稀土類促染劑的PH 為5 11 ；所述水溶液包括1摩爾份數(shù)的稀土鹽與3. 5 10摩爾份數(shù)的有機(jī)酸混合；所述產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑占水溶液的重量百分比為5% 25%。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是所述的稀土鹽為含鑭、鈰、釤、釔、釹稀土元素的鹽酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽中的ー種或者ー種以上的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是所述的有機(jī)酸為ー元羧酸、多元羧酸、羥基羧酸、氨基羧酸、磺酸、氨基酸、有機(jī)膦酸中的ー種或者ー種以上的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是所述的有機(jī)酸為檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、酒石酸、聚丙烯酸、馬來酸、乙ニ胺四乙酸、苯磺酸、聚磷酸中的ー種或者ー種以上的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是所述的產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑為兩性物質(zhì)，其為兩性表面活性劑或氨基酸，或者是兩性表面活性劑和氨基酸兩者之間的組合。
6.如權(quán)利要求5所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是所述的兩性表面活性劑為甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型、氧化胺型表面活性劑中的ー種或ー種以上的組合。
7.如權(quán)利要求5所述的ー種活性染色用稀土類促染劑，其特征是所述的氨基酸為甘氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、谷氨酸、賴氨酸中的一種或ー種以上的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活性染色用稀土類促染劑，所述稀土類促染劑由稀土鹽與有機(jī)酸混合配成20％～30％濃度的水溶液后，加入產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑和PH調(diào)節(jié)劑而制成；制得活性染色用稀土類促染劑的PH為5～11；所述水溶液包括1摩爾份數(shù)的稀土鹽與3.5～10摩爾份數(shù)的有機(jī)酸混合；所述產(chǎn)品調(diào)節(jié)劑占水溶液的重量百分比為5％～25％。本發(fā)明公開的促染劑利用原有的染色設(shè)備，在活性染色過程中發(fā)揮促染作用。在保持染色效果不變的情況下，將傳統(tǒng)無機(jī)鹽的用量降低了60％。無機(jī)鹽用量的降低減輕了環(huán)境的負(fù)荷，在保持染色成本不提高的前提下，降低了染色廢水治理的成本。
文檔編號D06P1/653GK102587159SQ20111045774
公開日2012年7月18日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者劉深, 劉金華, 朱泉, 王瑞瓊, 郭玉良 申請人:廣東德美精細(xì)化工股份有限公司