一种中和皂洗剂的制作方法

文档序号:24878367发布日期:2021-04-30 12:55阅读:256来源:国知局

本申请涉及纺织印染助剂的领域,尤其是涉及一种中和皂洗剂。



背景技术:

在染色过程中,染液中有许多未上染固色的染料、水解染料和其他化学助剂,染色完成后,必须将这些杂质洗脱以提高织物的色牢度和艳度。一般的洗涤工序包括水洗和皂洗,皂洗即使用皂洗剂将织物表面上未经固色的染料、所用助染剂、印花浆料等在一定条件下进行净洗的加工工艺。由于皂洗过程中,存在洗涤不净、返沾等问题,因此,必须进行多道水洗和皂洗,方能达到所需的洗涤效果。

皂洗剂中较为常见的丙烯酸类聚合物广泛应用于各个染厂,此类产品的合成方法大致分为如下几种:

一、丙烯酸和马来酸酐、羟甲基丙烯酸、羟乙基丙烯酸、丙烯酰胺等单体的聚合,一般采用在水相中将单体混合均匀,然后滴加或者一次性投入引发剂进行聚合,或者采用丙烯酸和引发剂分别滴加到含有单体溶液的体系中进行聚合。

如授权公告号为cn1148391c的中国发明专利中就公开了一种丙烯酸-马来酸共聚物,其制法和用途。

此类单体无论是自身聚合还是与丙烯酸单体共聚都比较容易,这就导致所制备的聚合物结构不一、分子量大小不均,也容易因为水质或者滴加速度而产生批差,最终导致染厂应用出现批差,而且由于聚合物性能单一,尚不足以实现较佳的皂洗效果。

二、丙烯酸和丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯等单体的聚合,如授权公告号为cn104086697b的中国发明专利中就公开了一种低温条件下制备的丙烯酸类聚合物及其制备方法。此类单体与丙烯酸的聚合一般采用溶剂法聚合,在溶剂体系中通过滴加引发剂来达到聚合效果,但是溶剂始终对环境污染较大。

三、通过表面活性剂将酯类单体乳化均质成微乳液,然后通过同时滴加引发剂和丙烯酸单体进行聚合。

如授权公告号为cn104448107b的中国发明专利中就公开了一种碱溶性丙烯酸酯聚合物组合物及其制备方法。

此方法制备的聚合物虽然结构和分子量可以相对有效的控制,但是聚合物的报道大部分都出现在功能整理剂中而在前处理和染色助剂中报道极少,而且制备的大多是白色乳液状。

针对上述中的相关技术,发明人认为上述几种功能单体大多报道用于功能整理,若作为皂洗剂使用,其对于去除浮色和防返沾的能力还有待提高。



技术实现要素:

为了改善皂洗剂去除浮色和防返沾的能力,本申请提供一种中和皂洗剂。

一种中和皂洗剂,由包括以下质量份的组分组成:

用水补至100份。

通过采用上述技术方案,丙烯酸类聚合物具有较好的螯合分散能力,聚乙烯亚胺乙氧基化合物也具有良好的分散效果,而发明人发现,这两者混合使用能够产生额外的协同作用,进一步突出悬浮分散的效果,以将织物上的浮色和杂质等去除。再配合一定比例的抗凝聚助剂,使粘附于织物的杂质几乎全部分散于洗液中,且几乎不会返沾于织物表面,通过多种物质的复配,起到了意想不到的去浮色、返沾效果。而聚马来酸酐和聚丙烯酸在一定条件下反应并生成具有良好螯合作用的物质,大大降低了硬水中钙镁离子对皂洗效果的影响。

发明人发现,由于去浮色、返沾效果优异,使用本申请中的皂洗剂,一次皂洗后效果优良,无需进行多道皂洗、水洗,减少多次皂洗、水洗工序造成的资源浪费和污染排放,起到了节能减排的效果。

此外,酸性的聚丙烯酸和聚马来酸酐不但是优异的螯合剂和分散剂,还能代替酸中和碱性的丙烯酸类聚合物,使最终制备得到的皂洗剂的ph值控制在应用要求内,而皂洗剂的ph值对于螯合效果和分散效果影响较大。

在使用本申请中的皂洗剂对织物进行皂洗时,不但能够对织物表面的浮色、杂质等进行洗涤,还能对织物的ph值进行中和,因此,织物经过皂洗落布时,ph值也能达到相关标准。也即是说,本申请中的中和皂洗剂还兼具ph中和剂的效果。

可选的,所述丙烯酸酯类聚合物由包括以下质量份数的组分制备得到:

通过采用上述技术方案,通过对丙烯酸酯类聚合物的组分进行特定的选择和限定,能够使制备得到的丙烯酸酯类聚合物具有更好的螯合性能和分散性能。

可选的,所述分散助剂由包括以下质量百分比的组分组成:

乳化剂1-2%;

微溶性镁盐或不溶性镁盐3-4%;

水余量。

通过采用上述技术方案,丙烯酸酯类聚合物在制备过程中需要进行高速剪切分散乳化,而添加微溶性镁盐或不溶性镁盐在分散过程中发生大量的碰撞,不但能够起到消泡的作用,还能够通过碰撞将乳液颗粒进一步细化,从而获得分散更均匀的分散体系。

此外,随着反应的进行,丙烯酸酯类聚合物逐渐生成,而丙烯酸酯类聚合物作为良好的螯合剂,能够将微溶性镁盐或不溶性镁盐螯合。则随着反应的进行,反应体系的外观越来越透明,并逐渐出现蓝光,当蓝光消失时,即可认为反应达到终点。因此,添加微溶性镁盐或不溶性镁盐不但能够起到辅助分散乳化的效果,还能指示反应进程。

可选的,所述乳化剂为异丙苯磺酸钠和异构十醇聚氧乙烯醚按照质量比1:(1-2)的混合物。

通过采用上述技术方案,相较于一般的乳化剂烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚醚硫酸钠,异丙苯磺酸钠和异构十醇聚氧乙烯醚都属于低泡型的乳化剂,与微溶性镁盐或不溶性镁盐协同,使皂洗剂制备过程中的聚合物半成品低泡甚至无泡,大大降低泡沫对合成过程的影响。此外,低泡的合成过程还能降低对丙烯酸类聚合物反应终点判定的干扰。

可选的,所述微溶性镁盐或不溶性镁盐为碳酸镁、氢氧化镁、磷酸镁、亚硫酸镁中的一种或多种。

通过采用上述技术方案,添加微溶性镁盐或不溶性镁盐可以更加清晰的观察合成过程的终点,使反应的终点有更统一的标准,而反应终点可控意味着聚合物的分子量可再现性高,并实现一定的窄分布,从而提高丙烯酸类聚合物的再现性和稳定性。

可选的,所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸癸酯的一种或多种。

可选的,所述抗凝聚助剂为聚乙烯吡咯烷酮和脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷按照质量比1:(0.5-1)的混合物。

通过采用上述技术方案,聚乙烯吡咯烷酮和脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷均具有良好的分散效果,从而使皂洗时洗脱的浮色和杂质更好的分散在洗液中,而不易发生返沾的问题。

此外,脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷和乳化剂中添加的异构十醇聚氧乙烯醚能够形成对染料的包覆,从而形成包含胶束结构的染料聚集体,而聚乙烯吡咯烷酮具有保护胶体和络合染料的作用,大大提高染料在水中的溶解性。且聚集后的染料粒径大、扩散速度慢,更加不易返沾到织物上。也即是说,抗凝聚助剂中的两种组分不但自身具有协同减少返沾的效果,还能与乳化剂中的组分产生协同减少返沾的效果。

可选的,所述丙烯酸类聚合物的制备工艺包括以下工艺步骤:

s1:按照质量比,将乳化剂和微溶性镁盐或不溶性镁盐加水搅拌分散,得到分散体;

s2:按照质量份,将丙烯酸酯类单体和马来酸酐放入步骤s1中得到的分散体中搅拌分散,升温到80-90℃,并在此温度下滴加丙烯酸盐水溶液溶液和双氧水,滴加完成后保温2小时,降温至室温即得丙烯酸类聚合物。

通过采用上述技术方案,特殊选用本工艺,由于加入了微溶性镁盐或不溶性镁盐,能够对合成过程进行监控,也能十分便捷的对反应终点进行判定。而由于反应终点的可观察、可监控,能够更有效的控制丙烯酸类聚合物的分子量分布在较窄的范围内,以大大提高成品的稳定性和可再现性。

可选的,所述步骤s2中,升温速度为4-5℃/min。

通过采用上述技术方案,步骤s2中的升温速度十分关键,若升温速度过慢,则整个反应耗时过长;若升温速度过快,由于分散体的热导率并不高,极易产生升温不均匀的问题。将升温速度控制在4-5℃/min的范围内,可以有效减少分散体在聚合之前,因为升温速度过快,升温不均匀而加速运动,从而导致后续聚合物均匀性变差的问题。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.通过对皂洗剂的组成和配比进行特定的选择和限定,通过丙烯酸类聚合物和聚乙烯亚胺乙氧基化合物的协同效果能够额外得到突出的悬浮分散效果,以改善返沾的问题;而添加的聚马来酸酐和聚丙烯酸协同不但能够软化洗液的硬度,还能调节丙烯酸类聚合物的ph值,以进一步提高皂洗效果;

2.通过加入微溶性镁盐或不溶性镁盐,与低泡型的乳化剂协同,在制备过程中通过物理碰撞细化乳液颗粒,并进一步提高消泡效果;进一步的,微溶性镁盐或不溶性镁盐随着反应的进行被具有螯合能力的反应产物螯合溶解,以指示反应的进程,使反应终点更统一且更可控;

3.通过选用特定的抗凝聚助剂,不但自身能够产生协同减少返沾的效果,还能进一步与乳化剂产生协同减少返沾的效果,从而大大提高了单次洗除效果。

具体实施方式

本申请中的各组分原料除特殊标注外均为常规市售。

丙烯酸酯类聚合物的制备例

制备例1

丙烯酸酯类聚合物由包括以下质量份数的组分制备得到:

其中,丙烯酸盐水溶液为丙烯酸钠水溶液,且配置方法为,用氢氧化钠(32%)水溶液将丙烯酸中和到ph=8即可。苯丙酸为3-苯丙酸并购自南通添香生物工程有限公司。

分散助剂为江苏海安石油化工的jfc-2分散剂。

丙烯酸酯类单体为丙烯酸正丁酯并购自南通润丰石油化工有限公司。

马来酸酐购自南通润丰石油化工有限公司。

丙烯酸类聚合物的制备工艺具体包括以下步骤:

按照质量份,将丙烯酸酯类单体和马来酸酐放入分散助剂中搅拌分散,以4℃/min的升温速度,将体系升温到80℃,并在此温度下滴加丙烯酸钠溶液和双氧水,滴加完成后保温2小时,降温至室温即得丙烯酸类聚合物。

制备例2

制备例2与制备例1的区别在于,分散助剂并非使用常规市售的jfc-2分散剂,分散助剂包括以下质量份数的组分:

乳化剂2kg;

微溶性镁盐或不溶性镁盐5kg;

水133kg。

其中,乳化剂为异丙苯磺酸钠并购自广州市创恩化工科技有限公司;而微溶性镁盐或不溶性镁盐为氢氧化镁。

丙烯酸类聚合物的制备工艺具体包括以下步骤:

s1:按照质量比,将乳化剂和微溶性镁盐或不溶性镁盐加水搅拌分散,得到分散体;

s2:按照质量份,将丙烯酸酯类单体和马来酸酐放入步骤s1中得到的分散体中搅拌分散,以4℃/min的升温速度,将体系升温到80℃,并在此温度下滴加丙烯酸钠溶液和双氧水,滴加完成后保温2小时,降温至室温即得丙烯酸类聚合物。

制备例3

制备例3与制备例2的区别在于,分散助剂中,乳化剂为等质量比的异丙苯磺酸钠和异构十醇聚氧乙烯醚的混合物。异构十醇聚氧乙烯醚购自江苏海安石化。

制备例4

制备例4与制备例2的区别在于,分散助剂中,乳化剂由异丙苯磺酸钠和异构十醇聚氧乙烯醚按照质量比为1:2的混合物。

制备例5

制备例5与制备例3的区别在于,微溶性镁盐或不溶性镁盐为等质量比的碳酸镁和磷酸镁。

制备例6

制备例6与制备例3的区别在于,微溶性镁盐或不溶性镁盐为等质量比的碳酸镁和亚硫酸镁的混合物。

制备例7

制备例7与制备例3的区别在于,丙烯酸酯类单体为等质量比的丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸癸酯的混合物。丙烯酸-2-乙基己酯购自济南恒诚新材料有限公司;丙烯酸癸酯购自上海迈瑞尔化学技术有限公司。

制备例8

制备例8与制备例3的区别在于,丙烯酸酯类单体为等质量比的丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异丁酯和丙烯酸正辛酯的混合物。丙烯酸异丁酯购自南通润丰石油化工有限公司;丙烯酸正辛酯和丙烯酸叔丁酯购自济南普莱华化工有限公司。

制备例9-13与制备例3的区别在于,丙烯酸类聚合物中各物质的配比及制备工艺计为下表:

制备例14

制备例14与制备例3的区别在于,分散助剂的添加量为130kg,并按照质量百分比适应性调整分散助剂中各组分的量。

制备例15

制备例15与制备例3的区别在于,分散助剂的添加量为150kg,并按照质量百分比适应性调整分散助剂中各组分的量。

实施例

本申请实施例公开一种中和皂洗剂。

实施例1

中和皂洗剂由包括以下质量份的组分复配而成:

其中,丙烯酸酯类聚合物购自美国陶氏,且型号为aculyn33。

其中,所述聚乙烯亚胺乙氧基化合物为巴斯夫的sokalanhp20。

其中,聚丙烯酸购自山东泰和水处理科技股份有限公司,且型号为th-1100。

其中,聚马来酸酐购自山东泰和水处理科技股份有限公司,且相对分子量为600。

其中,抗凝聚助剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷并购自上海天坛助剂有限公司,型号为wa。

实施例2与实施例1的区别在于,丙烯酸酯类聚合物采用制备例1中制备得到的丙烯酸酯类聚合物。

实施例3与实施例1的区别在于,丙烯酸酯类聚合物采用制备例2中制备得到的丙烯酸酯类聚合物。

实施例4与实施例1的区别在于,丙烯酸酯类聚合物采用制备例3中制备得到的丙烯酸酯类聚合物。

实施例5与实施例1的区别在于,丙烯酸酯类聚合物采用制备例4中制备得到的丙烯酸酯类聚合物。

实施例6与实施例1的区别在于,丙烯酸酯类聚合物采用制备例7中制备得到的丙烯酸酯类聚合物。

实施例7与实施例1的区别在于,丙烯酸酯类聚合物采用制备例9中制备得到的丙烯酸酯类聚合物。

实施例8与实施例1的区别在于,丙烯酸酯类聚合物采用制备例14中制备得到的丙烯酸酯类聚合物。

实施例9与实施例4的区别在于,抗凝聚助剂为聚乙烯吡咯烷酮和脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷等质量比的混合物。聚乙烯吡咯烷酮为攻碧克新材料科技上海有限公司生产的k17型号;脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷为上海天坛助剂的wa型号。

实施例10与实施例9的区别在于,抗凝聚助剂为聚乙烯吡咯烷酮和脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷按照质量比为1:0.5混合得到的混合物。

实施例11-14与实施例9的区别在于,各组分的重量份计为下表:

对比例

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于,使用等质量的水替换丙烯酸酯类聚合物,制备得到丙烯酸-马来酸酐共聚物作为皂洗剂。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于,使用等质量的水替换抗凝聚助剂制备得到皂洗剂。

对比例3

对比例3为绍兴惟勤纺织助剂有限公司的wq-20型低泡皂洗剂。

性能测试

1、皂洗色变级数试验方法

1.1配制20g/l的皂洗工作液200ml。

1.2取5片活性翠蓝kn-g染色后的棉织物10g,在50℃的皂洗工作液中浸泡10s,然后在轧车上轧液,轧余率为80%。

1.3将浸轧后的织物水洗,浴比为1:30,80℃热水洗5min。室温水洗5min。脱水,在烘箱中以100℃烘5min。冷却,以gb/t65292008规定的条件下调湿4h,然后观察皂洗前后织物色变情况,色变最小评选为1级,色变最大评选为5级。

1.4对同一块棉织物进行不同次的重复皂洗试验,判定皂洗剂的皂洗效果,判断皂洗次数对皂洗性能的影响。按照每次皂洗后脚水的深浅来判定洗除浮色的能力,脚水最浅评选为1级,脚水最深评选为5级。

测试结果计为下表:

2、防沾色试验

2.1配制10g/l的皂洗剂溶液,待用。

2.2活性水解染料的配制:称10g活性翠蓝kn-g,置于染杯中,加入185g水再加入3g烧碱,于100℃下保温60min,冷却后,用0.1mol/l的稀盐酸中和至ph值为7,再定容至500ml,待用。

2.3往5个染杯内分别加入20g步骤2.1中配置的皂洗剂溶液,再加入步骤2.2中配置的水解染料溶液,使染料浓度为0.5%(owf),最后加水至100g,配成2.0g/l的皂洗剂防沾色试验工作液。

2.4取活性翠蓝kn-g染色后并充分净洗无浮色的棉织物10g,分别投入到盛有皂洗剂防沾色试验工作液的染杯中,使浴比为1:10。

2.5以3.0℃/min的升温速率将工作液升温至95℃,并在此温度下保温20min进行防沾色性能试验。

2.6将防沾色性能试验后的织物以1:30的浴比室温水洗3次,每次水洗5min,脱水,在烘箱中以100℃烘5min。冷却后,以gb/t65292008规定的条件下调湿4h,然后观察判断皂洗前后织物色变情况,色变最小评选为1级,色变最大评选为5级。

测试结果计为下表

结论

通过对比上表中实施例1-4和对比例1-3的数据可以看出,依照本申请的方案制备得到的皂洗剂一次皂洗效果良好,返沾效果同样良好。

分析实施例1-4的数据可以得出:

1、一次皂洗前后织物色差很大,说明一次皂洗就将大量浮色洗净。

2、1次皂洗后的脚水颜色深度大,2次皂洗后脚水颜色深度急剧下降,5次皂洗后脚水的颜色深度已经变化不大,这说明1次皂洗时就已经将浮色基本洗净,后续皂洗时能够洗脱的浮色自然减少,这就导致了后续皂洗时脚水颜色较浅。

3、防沾色性能试验主要用于模拟充分净洗后的织物放置在较高浓度的染液中是否还会返沾,返沾越严重,织物前后的色差就越大,用于考察皂洗剂的返沾能力。显然,实施例1-4中的返沾效果均并不严重。

分析对比例1-3的数据可以得出:

1、一次皂洗前后织物色差较大,说明皂洗效果也较为优良。

2、1次皂洗后的脚水颜色深度大,2次皂洗后脚水颜色深度仍然较大,5次皂洗后脚水颜色深度才有较为明显的下降,不论是因为洗涤效果较差还是防返沾效果较差,都意味着对比例1-3中的皂洗剂必须进行多道皂洗才能达到所需的洁净度。

3、对比例1-3中进行返沾性能试验后,织物前后色差较大,这说明有较多染料返沾到织物上,说明对比例1-3中的皂洗剂防返沾效果较为一般。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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