本發(fā)明屬于印染助劑染色技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型代用堿及其制備方法。

背景技術(shù)：

活性染料是含有活性基團(tuán)的水溶性染料，是目前用于纖維素纖維染色最重要的一類染料，它能在堿性條件下與纖維素分子上的羥基發(fā)生共價(jià)交聯(lián)而達(dá)到固色的目的。傳統(tǒng)活性染料染色工藝中使用的固色堿劑主要是一些無機(jī)物，常見的有碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽等。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)使用純堿具有對染色織物重現(xiàn)性好、染液的pH值穩(wěn)定等特性。但純堿使用過程中存在易產(chǎn)生粉塵、水溶性差、易結(jié)塊堵塞設(shè)備濾網(wǎng)等缺陷，科學(xué)家們著手研究用于活性染料固色的代用堿，以期解決純堿等使用過程中存在的諸多缺陷。

研究發(fā)現(xiàn)，代用堿不僅可以明顯地解決純堿在使用中存在的問題，而且能夠提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本、減少廢水排放等具有優(yōu)良的應(yīng)用性能。一般來說，代用堿主要由供堿組份、緩沖劑組份和添加劑組份等組成。設(shè)計(jì)代用堿配方的首要原則是選擇合適的堿來獲得足夠高的總堿度，并保證特定的固色反應(yīng)所需的緩沖能力。但已有代用堿在使用過程中仍存在某些染料上染率欠穩(wěn)定、染色織物色光與純堿固色的織物色光有偏離等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型代用堿，同時(shí)提供其制備方法是本發(fā)明的另一發(fā)明目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種新型代用堿，由以下重量百分比的原料制成：有機(jī)堿和碳酸鉀73％～82％，緩沖劑10％～15％，添加劑8％～12％。

所述有機(jī)堿和碳酸鉀的重量比為(10～20):(80～90)。

所述有機(jī)堿為三乙醇胺。

緩沖劑為偏硅酸鈉，所述添加劑為氫氧化鈉。

所述的新型代用堿的制備方法，將有機(jī)堿與碳酸鉀、緩沖劑和添加劑按比例混合，室溫?cái)嚢柚翢o色透明液體即得。

本發(fā)明代用堿推薦染色棉織物的工藝：

先將染料按需要濃度配制好，取計(jì)量好的染液、元明粉和堿劑加入到染液杯中，室溫下加入潤濕后的棉織物，攪拌升溫至60℃左右，染、固色60min左右后取出水洗；然后皂洗，皂洗的工藝條件為：在溫度約為90℃下皂洗，之后取出棉織物水洗烘干即可。推薦工藝配方：染料2％(o.w.f)，元明粉50g/L，代用堿1.5-5g/L，浴比1:(15-20)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的新型代用堿和純堿的耐濕摩擦牢度值接近，且將其用于活性深藍(lán)SGE、活性藍(lán)SPR染料染色、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值均達(dá)到4級(jí)，達(dá)到或優(yōu)于高濃縮染色代用堿及純堿的固色性能；

2、本發(fā)明的新型代用堿使用簡便，且用量約為純堿的十分之一，可節(jié)省儲(chǔ)存空間，降低運(yùn)輸成本，針對目前日益嚴(yán)峻的環(huán)保要求，采用代用堿工藝能夠帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

具體實(shí)施方式

下面以具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

一種新型代用堿，由以下重量百分比的原料制成：有機(jī)堿和碳酸鉀82％，緩沖劑10％，添加劑8％。所述有機(jī)堿和碳酸鉀的重量比為10:90。所述有機(jī)堿為三乙醇胺，緩沖劑為偏硅酸鈉，所述添加劑為氫氧化鈉。

所述的新型代用堿的制備方法，將有機(jī)堿與碳酸鉀、緩沖劑和添加劑按比例混合，室溫?cái)嚢柚翢o色透明液體即得。

實(shí)施例2

一種新型代用堿及其制備方法，同實(shí)施例1，不同之處在于，所述新型代用堿由以下重量百分比的原料制成：有機(jī)堿和碳酸鉀73％，緩沖劑15％，添加劑12％。其中，有機(jī)堿和碳酸鉀的重量比為20:80。

實(shí)施例3

一種新型代用堿及其制備方法，同實(shí)施例1，不同之處在于，所述新型代用堿由以下重量百分比的原料制成：有機(jī)堿和碳酸鉀77％，緩沖劑15％，添加劑8％。其中，有機(jī)堿和碳酸鉀的重量比為20:80。

性能測試：

1、不同組份用量對本發(fā)明代用堿應(yīng)用性能的影響

為了獲得一種性能較優(yōu)的本發(fā)明代用堿，分別考察自制的有機(jī)堿與碳酸鉀、緩沖劑和添加劑用量對棉織物染色、固色性能的影響。

(1)有機(jī)堿用量對本發(fā)明代用堿應(yīng)用性能的影響

我們認(rèn)為：有機(jī)堿的組份是本發(fā)明代用堿能否應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)鍵指標(biāo)。在其它條件固定時(shí)，同時(shí)固定總堿量僅改變本發(fā)明代用堿體系中有機(jī)堿與碳酸鉀用量的比例，考察了經(jīng)活性藍(lán)SPR染料染色、固色后棉織物的耐摩擦牢度及K/S值色差等，結(jié)果如表1所示。(注：色差測試中純堿作為標(biāo)準(zhǔn)樣，使用D65為光源)

表1有機(jī)堿用量對被染織物纖維性能的影響

由表1可知，在緩沖劑和其它添加劑組份保持不變時(shí)，隨著總堿量中有機(jī)堿組分占有量的增加，染液的總堿度、染色織物的K/S值和耐摩擦牢度值隨之提高；當(dāng)代用堿中碳酸鉀與有機(jī)堿的質(zhì)量比為20:80時(shí)，其各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)達(dá)到較佳值，色差比較小，特別是耐濕摩擦牢度值達(dá)到4級(jí)；當(dāng)有機(jī)堿用量繼續(xù)增加時(shí)，染液的總堿度雖繼續(xù)增大，但染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值不再明顯增加。這是因?yàn)樗苽涞挠袡C(jī)堿的堿性在理論上就明顯的強(qiáng)于無機(jī)堿，加上有機(jī)堿分子結(jié)構(gòu)的特殊性，能促使染料與纖維分子之間形成較強(qiáng)的化學(xué)鍵或氫鍵，增強(qiáng)染料在纖維上的上染率，提高耐濕摩擦牢度值等，且分子中含有的鏈烷基具有改善棉織物手感的功能。因此隨著代用堿中有機(jī)堿占有量的增大而其溶液的總堿度增加，有利于活性染料中的連接基-NH-與纖維素分子中的羥基結(jié)合，使染、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值增加。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，代用堿中選擇碳酸鉀與有機(jī)堿的質(zhì)量比優(yōu)選為20:80。

(2)緩沖劑用量對本發(fā)明代用堿應(yīng)用性能的影響

一般認(rèn)為，緩沖能力是評(píng)價(jià)本發(fā)明代用堿性能的一個(gè)重要指標(biāo)。在其它條件固定時(shí)，改變本發(fā)明代用堿中緩沖劑用量，考察了經(jīng)活性藍(lán)SPR染料染、固色后棉織物的耐摩擦牢度及K/S值等，結(jié)果如表2所示。

表2緩沖劑用量對染液總堿度和染、固色后棉織物性能的影響

由表2結(jié)果可知，緩沖劑用量對染液總堿度影響不大；但染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值均隨緩沖劑用量的增加而增大，當(dāng)緩沖劑用量為15％時(shí)，染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值均達(dá)到較佳，當(dāng)緩沖劑用量繼續(xù)加大時(shí)，染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值不再明顯增加。這是因?yàn)榫彌_劑的緩沖容量與緩沖劑的濃度有關(guān)，緩沖劑的濃度越大其緩沖容量相應(yīng)越強(qiáng)，當(dāng)緩沖劑的用量為15％時(shí)能滿足染料有效的上染到被染織物纖維上而染料不會(huì)發(fā)生水解現(xiàn)象。當(dāng)緩沖劑用量繼續(xù)增大時(shí)，被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值不再明顯增加。因此，本發(fā)明代用堿中緩沖劑用量優(yōu)選為15％。

(3)添加劑用量對本發(fā)明代用堿應(yīng)用性能的影響

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明代用堿中加入合適的添加劑能使其具有良好的滲透力、穩(wěn)定性等。在其它條件固定時(shí)，改變本發(fā)明代用堿中添加劑用量，考察了經(jīng)活性藍(lán)SPR染料染、固色后棉織物的耐摩擦牢度及K/S值等，結(jié)果如表3所示。

表3添加劑用量對染液總堿度和染、固色后棉織物性能的影響

由表3結(jié)果可知，添加劑用量對染液總堿度影響很??；本發(fā)明代用堿中隨著添加劑用量的增加，染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值也略有增大；當(dāng)本發(fā)明代用堿中添加劑用量為8％時(shí)，被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值均達(dá)到較佳值，當(dāng)添加劑用量繼續(xù)增大時(shí)，被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值沒有明顯增加。這是由于本發(fā)明代用堿中的添加劑分子有利于染料在纖維分子中的滲透，增強(qiáng)活性染料在被染織物纖維上的上染率，使被染織物纖維的耐摩擦牢度值升高。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)本發(fā)明代用堿的配方為：碳酸鉀:有機(jī)堿＝20:80，緩沖劑用量為15％，添加劑用量為8％時(shí)，本發(fā)明代用堿溶液體系穩(wěn)定性好；并能使被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值均達(dá)到較佳值。

2應(yīng)用效果測試

(1)不同堿劑的緩沖能力范圍

配制純堿、高濃縮染色代用堿(市售)和本發(fā)明代用堿濃度為5g/L時(shí)的堿液，在總堿量相同條件下，測試濃度為5g/L時(shí)的本發(fā)明代用堿和20g/L純堿作為固色堿劑時(shí)在染色、固色過程中三個(gè)階段的pH值，結(jié)果如表2-5所示。

表4不同堿劑在染色、固色過程中三個(gè)階段的PH值

由表4可以看出，各種堿劑在pH2與pH3之間的差值約為0.05－0.09，波動(dòng)范圍很小，這表明本發(fā)明代用堿的緩沖性能完全達(dá)到了商品代用堿及純堿的要求，能滿足其對棉織物染、固色重現(xiàn)性的要求。

(2)不同堿劑對不同染料染色、固色后棉織物的K/S值、耐摩擦牢度等性能的影響

分別用本發(fā)明代用堿，純堿和高濃縮染色代用堿作為固色堿劑，對使用三種不同活性染料染色后織物進(jìn)行K/S值、耐摩擦牢度等性能測試，結(jié)果如表5所示。

表5不同堿劑、不同染料對染色、固色織物K/S值及耐摩擦牢度的影響

由表5可知，在相同條件下，經(jīng)不同活性染料染色、不同代用堿固色后被染織物纖維的K/S值基本接近，被染織物纖維的耐干摩擦牢度值基本相同，都達(dá)到了4-5級(jí)；而棉織物的耐濕摩擦牢度值則有差異，本發(fā)明代用堿和純堿的耐濕摩擦牢度值接近，且本發(fā)明代用堿用于活性深藍(lán)SGE、活性藍(lán)SPR染料染色、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值均達(dá)到4級(jí)，優(yōu)于高濃縮染色代用堿、B固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值。

(3)不同堿劑對染色時(shí)色差的影響

分別用純堿、本發(fā)明代用堿劑、高濃縮染色代用堿、商品代用堿B作為固色堿劑對不同分量活性染料進(jìn)行染色，并以純堿作為標(biāo)準(zhǔn)樣測試染色后織物的色差，測試結(jié)果如表6所示。(注：純堿為標(biāo)準(zhǔn)樣，使用D65光源)

表6不同固色堿劑對不同染料分量時(shí)對織物色差的影響

由表6可以看出，本發(fā)明代用堿與高濃縮染色代用堿、B在不同染料分量染色中效果不一樣，在染料分量較少的淺中色染色試驗(yàn)中，本發(fā)明代用堿和高濃縮染色代用堿、B色差在允許范圍內(nèi)，且染色深度均達(dá)到或超過傳統(tǒng)固色堿劑純堿的染色深度，本發(fā)明代用堿的效果略優(yōu)于商品代用堿。在染料分量較大的深色染色中，高濃縮染色代用堿色差超過允許范圍，染色深度也較傳統(tǒng)固色堿劑純堿淺，本發(fā)明代用堿和商品代用堿B色差雖在許可范圍內(nèi)，但染色深度達(dá)不到傳統(tǒng)固色堿劑純堿的染色深度，故代用堿在活性染料染深色實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用效果還有待提高。

因此說，本發(fā)明代用堿中有利于活性染料中的活性基與纖維素分子中的羥基結(jié)合，使染、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值增加，導(dǎo)致本發(fā)明代用堿的性能達(dá)到或優(yōu)于商品代用堿和純堿的固色性能。這是因?yàn)樗苽涞挠袡C(jī)堿分子結(jié)構(gòu)的特殊性，一是相同摩爾量的有機(jī)堿的堿性強(qiáng)于無機(jī)堿；二是有機(jī)堿分子在促進(jìn)染料與棉織物纖維分子之間成鍵時(shí)也附帶形成氫鍵，增強(qiáng)染料在纖維上的上染率；三是有機(jī)堿分子中含有大量的鏈烷基，當(dāng)其與棉織物結(jié)合時(shí)還具有改善棉織物手感的功能。因此，本發(fā)明代用堿在使用時(shí)具有較好的社會(huì)和環(huán)境價(jià)值。