一種n-甲基嗎啉n-氧化物基色漿的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種N-甲基嗎啉N-氧化物基色漿的制備方法，屬于精細化工領域。
【背景技術】
[0002] 原液著色是指將著色劑添加到纖維紡絲液中，混合均勻后直接紡出有色纖維的色 絲生產技術。該技術省卻了纖維的染色環(huán)節(jié)，降低了纖維素色絲的生產成本，減少了水和能 源的消耗，具有良好的發(fā)展前景。資料檢索發(fā)現(xiàn)，目前關于纖維原液著色的專利較多，如專 利CN104831385A公開了一種原液著色棉短絨復合長絲制備方法;專利CN104264280A公開了 一種采用色淀染料對海藻纖維原液著色的方法;專利CN103726124A公開了一種對位芳綸原 液著色長絲的制備方法;專利CN1944721公開了一種制備有色甲殼素粘膠纖維紡絲原液的 制備方法；美國專利US5851239公開了一種粘膠纖維原液著色的方法。在這些公開的專利 中，他們所采用著色劑均是是以水為分散介質。
[0003] Lyocell纖維是一種新型的再生纖維素纖維，它是以N-甲基嗎啉-N-氧化物(ΝΜΜ0) 和水混合溶劑制備纖維素紡絲液，將紡絲液經凝固浴和牽伸制備而成。當前Lyocell纖維著 色仍然以后染色為主，如專利CN102864665A公開了一種滌綸纖維和天絲纖維混紡織物進行 染色的方法；專利CN102312374A公開了一種銅氨纖維與天絲交織織物的染色方法；專利 CN1804206公開了一種大豆纖維與天絲混紡交織物同色染色方法;專利CN103541245A公開 了一種莫代爾與天絲混紡機織物的染色工藝；專利CN1423010公開了一種天絲棉混紡織物 一浴多活性基團染料混合堿染色方法。后染色著色織物的顏色選擇靈活，但存在環(huán)境污染 重和能源消耗大等問題，原液著色恰好可解決此類問題。資料檢索發(fā)現(xiàn)采用原液著色技術 對Lyocell纖維著色的報道較少，有研究者以水為溶劑，制備了 Lyocell纖維原液著色用顏 料色漿，然而水性色漿對Lyocell纖維原液著色易造成纖維紡絲液凝固和堵塞噴絲板等現(xiàn) 象。另外，Avinash P Manian等人研究了以還原染料對Lyocell纖維原液著色，其具體做法 是將還原染料在堿液中還原成隱色體，先對纖維素漿柏紡絲液進行染色，最后通過濕法紡 絲紡得到有色Lyocell纖維，但是此法工藝復雜，涉及到化學變化，會破壞原纖的結構。
[0004] 基于此，本發(fā)明以聚合物包覆處理的顏料粉體為著色劑，以ΝΜΜ0和少量的水為分 散介質，采用特殊結構的分散劑，通過研磨分散法制備了ΝΜΜ0基超細顏料色漿。經聚合物包 覆處理的顏料粉體可通過包覆層聚合物與Lyocell纖維之間發(fā)生粘結作用，從而將顏料錨 固到纖維內部，防止在凝固浴中發(fā)揮僧顏料從纖維內部滲出，達到提升原液著色Lyocell纖 維牢度的性能。此外，該法制備的超細顏料色漿的粒徑小，粒度分布窄，穩(wěn)定性高，與 Lyocel 1纖維紡絲液相容性好，制備出的著色Lyocel 1纖維表面光滑，光澤度高，色牢度優(yōu) 良。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明目的是:提供一種ΝΜΜ0基超細顏料色漿的制備方法，即 以聚合物包覆顏料為著色劑，ΝΜΜ0和少量的水為分散介質，采用合適的分散劑，通過研磨分 散法制備了 NMMO基超細顏料色漿，該色漿主要用于Lyocell纖維的原液著色，解決水性色漿 對Lyocell纖維原液著色易造成纖維紡絲液凝固和堵塞噴絲板等現(xiàn)象。該法制備超細顏料 色衆(zhòng)的粒徑小，粒度分布窄，穩(wěn)定性高，與Lyocell纖維紡絲液相容性好，原液著色Lyocell 纖維表面光滑，光澤度高，色牢度優(yōu)良。NMMO基超細顏料色漿的制備工藝簡單，設備投資小。
[0006] 本發(fā)明的技術方案:將ΝΜΜ0和水按照一定的比例配制成混合溶劑，然后將分散劑 和潤濕劑溶解到混合溶劑中，加入表面包覆處理的顏料粉體，攪拌均勻后置于研磨分散設 備上研磨分散一段時間，將分散液過濾制備ΝΜΜ0基超細顏料色漿。
[0007] 在本發(fā)明的一種實施方式中，具體工藝參數(shù)為:ΝΜΜ0與水的質量比20:3-1:1，顏料 對混合溶劑的質量比為10%-40%，分散劑對顏料的質量比為10%-40%，潤濕劑對顏料的 質量比為0.5 % -5 %，研磨設備所用的鋯珠粒徑介于0.3-1.2mm之間(研磨l-5h)。
[0008] 在本發(fā)明的一種實施方式中，ΝΜΜ0與水的質量比為20: 3，顏料對混合溶劑的質量 比為10%，分散劑對顏料的質量比為20%，潤濕劑對顏料的質量比為2%。
[0009] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述表面包覆處理顏料粉體，其制備方法為先將對 顏料重為10 % -50 %的聚合物溶解到溶劑中，然后加入對體系(顏料+聚合物+溶劑)質量比 為5 % -30 %的顏料，混合均勻后經高速分散機、砂磨機、高壓微射流或超聲波等手段將顏料 分散至納米級，然后噴霧干燥，將干燥后的顏料粉體用膠體磨或粉碎機研磨粉碎，過濾（用 200目濾網），制備表面包覆處理顏料粉體。
[0010] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述表面包覆處理顏料粉體中所添加的聚合物為顏 料重的20%，顏料最佳用量為體系的10%。
[0011] 在本發(fā)明的一種實施方式中，用于顏料表面改性處理的聚合物是自由基聚合制備 的共聚物，其分子鏈中含有軟單體和硬單體，分子量介于3000-50000之間，玻璃化溫度小于 40 〇C〇
[0012] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述聚合物有甲基丙烯酸十二烷酯-苯乙烯-甲基丙 烯酸正丁酯聚合制備。
[0013] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所采用的顏料可以是碳黑、偶氮類顏料、三芳甲烷類 顏料、酞菁類顏料、二噁嗪類顏料、喹酞酮類顏料、氮次甲基類顏料、硝基及亞硝基類顏料、 稠環(huán)酮類顏料、吡唑并喹啉酮類顏料、吡咯類顏料、吲哚啉類顏料、喹吖丁酮類顏料中的一 種；
[0014] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所選用的用于顏料包覆處理的聚合物含有的軟單體 是丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸 十二烷酯等中的一種或兩種;所含有的硬單體是苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲 基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、醋酸乙烯酯等其中的一種或兩種。
[0015] 在本發(fā)明的一種實施方式中，制備表面包覆處理顏料粉體時所選用的溶劑為甲 醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、環(huán)己烷、乙醚、二丙醚、甲基環(huán)己烷、四氫呋喃、丙 酮、丁酮、甲丁酮、二甲基亞砜、環(huán)丁砜、2-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種混合溶劑。
[0016] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述的分散劑是陰離子型分散劑，如羧酸鹽類:N-酰 基氨基酸鹽、雷米邦-A或醇醚羧酸鹽，磺酸鹽類:十二烷基苯磺酸鈉、分散劑CNF、a_烯烴磺 酸鹽A0S，硫酸酯鹽類:醇醚硫酸鹽(AES)、仲烷基硫酸鹽(TeepOl)或月桂基硫酸鈉，木質素 磺酸鈉的一種或幾種。
[0017] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述的潤濕劑為非離子型表面活性劑，如0P-7、0P-10或0P-15;聚氧乙烯脂肪醇縮合物:平平加 0-10、平平加 0-20、平平加 0-25或平平加 A-20; 聚氧乙稀多元醇醚脂肪酸酯：如Tween40、Tween60、Tween65、Tween80;脂肪酸的聚氧乙稀酯 類:如SG-10、SE-10、0E-15;反應型表面活性劑l-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙 烯（10)醚硫酸銨DNS-86。
[0018] 本發(fā)明還提供所述N-甲基嗎啉-N-氧化物基色漿在Lyocell纖維著色方面的應用。
[0019] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述應用是將纖維素溶解于N-甲基嗎啉-N-氧化物 與水的比例為20:3的溶液中，制得Lyocell纖維紡絲液，再將適量N-甲基嗎啉-N-氧化物基 色漿均勻混合于Lyocell纖維紡絲液中，經過紡絲制得原液著色Lyocell纖維。
[0020] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明制備的ΝΜΜ0基超細顏料色漿主要應用于Lyocell纖維 的原液著色，該技術制備的超細顏料色漿分散效果好，穩(wěn)定性高，色漿與Lyocell纖維紡絲 液相容性好，可紡性高;使用本發(fā)明制備的超細顏料色漿制備的Lyocell纖維著色絲著色均 勻，色光純正，色牢度優(yōu)良，解決了著色纖維干濕摩擦牢度低和滲色等問題，省去了后續(xù)染 色加工，具有顯著節(jié)能減排效果。
【附圖說明】
[0021] 圖1:紡絲原液(a)與添加超細炭黑色漿的紡絲液(b)。
【具體實施方式】
[0022] 下面通過幾個實施實例及其數(shù)據(jù)突出本發(fā)明的優(yōu)點，但是本發(fā)明絕不僅限于實 例，不能理解為對本發(fā)明實施范圍的任何限定。
[0023] 實施例1
[0024]稱取質量為顏料10%的丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物溶解到5kg的乙醇中，用攪拌器 攪拌均勻，待共聚物完全溶解后，加入lkg C.I.顏料黃74,置于高速分散機上分散至納米 級。用噴霧干燥器將分散后的懸浮液噴霧干燥，將干燥后的顏料粉體用膠體磨或粉碎機研 磨粉碎，并用200目濾網過濾，即可得到表面改性顏料粉體。將ΝΜΜ0和水按照質量比20: 3的 比例配制成混合溶劑，然后將質量比為顏料的10%的十二烷基苯磺酸鈉和質量比為顏料的 0.5 %的0P-10充分分散到混合溶劑中，加入混合溶劑總質量10 %的表面改性處理的顏料粉 體，攪拌均勻后置于研磨分散設備上(鋯珠粒徑為〇.3mm)研磨分散lh，將分散液過濾制備 ΝΜΜ0基超細顏料色漿。
[0025] 實施例2
[0026]稱取質量為顏料50%的丙烯酸乙酯-丙烯酸甲酯共聚物溶解到20kg的丁酮中，用 攪拌器攪拌均勻，待共聚物完全溶解后，加入lkgC. I.顏料藍15: 3，置于高速分散機上分散 至納米級。用噴霧干燥器將分散后的懸浮液噴霧干燥，將干燥后的顏料粉體用膠體磨或粉 碎機研磨粉碎，并用200目濾網過濾，即可得到表面改性顏料粉體。將ΝΜΜ0和水按照質量比 10:3的比例配制成混合溶劑，然后將質量比為顏料的40 %的分散劑CNF和質量比為顏料的 5 %的平平加0-20充分分散到混合溶劑中，加入混合溶