活性翠兰和艳蓝的匀染剂TF-210B

1、  活性翠蓝和艳蓝的匀染剂TF-210B                        侯范军，孙清森，金鲜花，王静昌                   &#

2、160;(浙江传化股份有限公司，浙江杭州311215)    摘要:活性翠蓝KN-G和艳蓝KN-R染料染棉织物时，由于盐和碱的加入，会使染料析出，从而出现色花、色点等疵病。通过合成缩聚物，复配以特种表面活性剂等，制成活性翠蓝艳蓝匀染剂TF-210B。在活性翠蓝KN-G或艳蓝KN-R染液中添加0520 g/L匀染剂TF-210B，可显著减少此类问题的产生。    关键词:染色;活性染料;匀染剂    中图分类号:TS193.222文献标识码:B文章编号:1000401

3、7(2011)14003304    0·前言    活性翠蓝KN-G(CIReactive Blue 21)和活性艳蓝KN-R(CIReactive Blue 19)是两种应用广泛的蓝色系列活性染料。前者具有色泽鲜艳、成本较低等优点而经常用于拼染艳绿、翠绿、湖蓝等颜色;后者则具有艳亮的宝蓝色，用其它染料很难拼出，在中温型蓝色活性染料中占有独特的地位。    活性翠蓝KN-G是铜酞菁结构的染料，结构如下:  

4、;              该染料分子母体由4只异吲哚啉缩合后与铜离子络合而成，分子结构呈立体形态。其在水溶液中呈溶胶状态，对电解质盐相当敏感，有盐存在时，其溶胶逐渐凝聚成团状，且盐超过一定浓度后，这种凝团会脱水形成沉淀盐析出来。此时，染液中若有碱存在，因其分子中含有-乙基砜基硫酸酯，随溶液pH值的升高而逐渐发生消除反应，脱去硫酸酯基而转化为乙烯砜基，从而使水溶性基团减少，导致染料的溶解度瞬间下降，染料的盐析现象更加严重。一旦出现盐析，染色必定出现色花、

5、色点、染色不匀和色牢度差等问题。活性艳蓝KN-R是含有硫酸酯乙基砜基的蒽醌结构的染料，结构如下:               此染料母体蒽醌型结构的平面性很好，且整个染料分子中只有2个亲水性基团，疏水性较强，分子间的疏水性超分子作用力明显，分子容易发生聚集，尤其是染色时因碱和电解质盐同时存在，其情况与活性翠蓝KN-G染料类似，分子中的-乙基砜基硫酸酯随溶液pH值的升高而逐渐发生消除反应，脱去硫酸酯基转化为乙烯砜基，从而使水溶性基团减少，导致染料的

6、溶解度瞬间下降，染料出现分子间的缔合而从染液中盐析出来1-3。    为了使此两种染料达到增溶、匀染、减少水解及防止盐析之目的，需要加入具有增溶、分散、耐碱作用的染色助剂，使染料在电解质浓度较高以及碱存在的情况下，提高溶解度，减少凝聚，从而减轻或克服由于染料的凝聚盐析而使被染织物产生色花、色点、染色不匀、色牢度差等质量问题。基于此，浙江传化公司开发了匀染剂产品TF-210B，并已工业化生产。    1·试验部分    11匀染剂TF-210B的制备 

7、60;  111试剂和仪器    试剂甲基萘(工业级，含-甲基萘1281%，-甲基萘5389%，萘563%，其它2767%)，98%浓硫酸(工业级)，36%37%甲醛溶液(工业级)，30%氢氧化钠溶液(工业级)等仪器GS12-2型电子恒速搅拌器，PL2002型电子天平(瑞士梅特勒公司)，PHS-3C型pH计(上海雷磁公司)，ZNHW-型智能恒温电热套，DHG-9123型电热恒温鼓风干燥箱，AVATAR 360型傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司)    112合成方法

8、0;   (1)磺化反应     将计量好的甲基萘加入带有回流冷凝管、电子恒速搅拌器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中，缓慢升温至150，滴加浓硫酸，用量为甲基萘的15倍，温度控制在160，连续搅拌3 h，进行磺化反应。    (2)水解反应       将磺化反应液降温至100，在反应液中滴加水进行水解反应，根据酸度(22%)滴加水量，连续搅拌1 h进行水解反应。  &

9、#160; (3)缩合反应    待水解反应结束后，立即滴加甲醛溶液，用量根据相对分子质量进行控制，滴加时间控制在05 h左右，滴加结束后在105进行保温缩合反应4 h。    (4)中和反应    将反应液倒入烧杯中，水浴冷却至30，加入适量的水，在搅拌下加入计量好的30%氢氧化钠溶液及固体氢氧化钙，加完后继续搅拌，充分反应，过滤，收集滤液。在滤液中加入适量的碳酸钠，将滤液中的钙离子转化成不溶于水的碳酸钙，再过滤除去钙离子，滤液调至pH=78，

10、即制得缩聚物液体。    113产品的配制    将合成的缩聚物液体加入烧杯中，在搅拌下缓慢加入一定量的特种表面活性剂及添加剂，常温下搅拌均匀，将pH值及含固量等调至设定的指标，即得匀染剂TF-210B。    12匀染剂TF-210B的应用试验    121试剂和仪器    试剂活性翠蓝KN-G，活性艳蓝KN-R，匀染剂(市场样)，匀染剂TF-210B，皂洗剂TF-130，元明粉，纯碱，硫酸铁，

11、氢氧化钠水溶液等仪器AL204型电子天平(瑞士梅特勒公司)，恒温振荡染样机，循环水式真空泵，电子测色配色仪(美国Datacolor公司)    122耐碱增溶分散性能试验    (1)染料处方/(g·L1)    活性染料       20    匀染剂         

12、; 2    元明粉        3070    纯碱          020    注:活性染料(翠蓝KN-G艳蓝KN-R=12)，匀染剂(空白样、TF-210B、市场样)。    (2)操作程序    

13、将计量好的活性染料、匀染剂和水依次加入250 mL锥形瓶中，配制成100 mL染液，置于65恒温水浴中振荡，待染料全溶后加入不同用量的元明粉及纯碱，开始计时并振荡，30 min后用真空泵抽滤，观察滤纸上染料析出情况，滤纸烘干后称量并记录数据。    123耐碱螯合性能试验4    (1)螯合钙离子能力    称取l g匀染剂TF-210B样品于250 mL锥形瓶中，用移液管移取不同质量浓度的碱液100 mL加入锥形瓶

14、中，用磁力搅拌器充分搅拌，加入少量质量分数为2%的草酸钠溶液，用01 mol/L醋酸钙标准溶液滴定，至溶液产生永久性白色沉淀为终点。按式(1)计算该样品对钙离子的螯合能力(以CaCO3计算)，每克螯合剂所螯合的CaCO3的毫克数即为钙离子的螯合值(mg/g):    螯合钙值=c×V×10009/m(1)    式中:c醋酸钙标准溶液浓度/(mol·L1)    V消耗醋酸钙标准溶液的体积/mL   

15、60;m匀染剂样品的质量/g    10009CaCO3的摩尔质量    (2)螯合铁离子能力    称取l g样品于250 mL锥形瓶中，用移液管移取不同质量浓度的碱液100 mL于锥形瓶中，用磁力搅拌器充分搅拌，用01 mol/L硫酸铁铵标准溶液滴定至溶液产生永久浑浊为终点。按式(2)计算对铁离子的螯合能力，每克螯合剂所螯合的铁离子毫克数即为该样品对铁离子的螯合值(mg/g):    

16、0;  螯合铁值=c×V×5584(2)    式中:c硫酸铁铵标准溶液浓度/(mol·L1)    V消耗硫酸铁铵标准溶液的体积/mL    m匀染剂样品的质量/g    5584铁离子的摩尔质量    124染色匀染性试验    纯棉针织布染色工艺流程:    &#

17、160;            注:浴比120;匀染剂为02 g/L，与染料和元明粉同时加入。    处方    染料/%(omf)               x    元明粉/(g·L1

18、)          60    纯碱/(g·L1)            20    染色后处理50，冲洗10 min50，用醋酸中和10 min95，用2 g/L TF-130皂煮15 min50，冲洗10 min冷水冲洗10

19、 min    将染色后处理完的布样烘干后，电子测色配色仪测K/S值，进而判断匀染性。    2·结果与讨论    21匀染剂TF-210B的红外光谱    将112节合成方法得到的缩聚物烘干后，采用傅里叶变换红外光谱仪检测，见图1。               

20、60;  由图1可看到，3 450 cm1是羟基伸缩振动吸收峰，3 054 cm1处是萘环CH的伸缩振动吸收峰，1 6351 597 cm1处是萘环骨架振动吸收峰，1 450cm1是亚甲基碳氢键的弯曲振动吸收峰，1 3571 037 cm1是磺酸根的吸收区域，1 190 cm1和1 129 cm1的振动峰表明芳基磺酸钠的存在，895 cm1、833 cm1和756 cm1分别是萘环上孤氢、二个相邻

21、氢和三个相邻氢碳氢键的弯曲振动吸收峰。由此可得知，缩聚物分子中有萘环及磺酸基存在，所合成的产物即为所需要的目标产物甲基萘磺酸盐类缩聚物。    22匀染剂TF-210B的应用性能    221耐碱增溶分散性能   注:(1)表1中以滤纸质量(g)变化表示染料的析出情况。(2)滤纸质量大于06 g，说明滤纸上有不同程度的染料析出;滤纸质量小于06 g说明无染料析出。数据在0506 g之间波动，主要是由于抽滤时滤纸有一定的染液带液量所致。一般染料不析出时波动较

22、小(滤纸本身质量也在0506 g)，不影响结果判断。    从表1可以看出，在不加纯碱的情况下，染料水解程度较小，染料分子中有大部分硫酸酯基。元明粉用量3070 g/L、纯碱020 g/L时，不加匀染剂，染料也不会析出。在碱性条件下，未加匀染剂的空白样中染料水解加剧，染料的硫酸酯基逐渐从染料分子中脱离，使溶解度迅速降低。元明粉的存在，则使染料逐渐盐析析出，而且随着元明粉及纯碱用量的增加，染料析出更明显。加入匀染剂市场样及TF-210B的试样，在元明粉质量浓度为3070 g/L、纯碱质量浓度为020 g/L

23、时，均无染料析出。    222耐碱螯合性能                从图2看，匀染剂市场样及TF-210B对钙离子、铁离子均具有一定的耐碱螯合能力，两者的螯合能力基本相当。氢氧化钠质量浓度低于20 g/L时，碱用量对螯合力影响比较缓和，比较适宜常规的活性染料染色条件，且其螯合力也比较适中，不会对染料产生不良影响。    223匀染性

24、0;   染色过程中匀染剂质量浓度变化对上染情况的影响用K/S值表示，见表2。                由表2可见，随着匀染剂TF-210B质量浓度的提升，织物表面得色深度(K/S值)逐渐降低，说明随着匀染剂质量浓度增加，缓染的效果越来越明显，有利于染料均匀地上染织物，减少或避免产生色花、色点现象。匀染剂质量浓度1 g/L，不同染色时间时上染情况用K/S值表示，见表3。