一种纺织用复合功能助剂及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及一种纺织用复合功能助剂及其制备方法与应用，具体涉及一种锦纶染色用复合功能助剂及其制备方法与应用，属于纺织品染整技术领域。


背景技术：

2.锦纶(又称“尼龙”)纤维具有耐磨、洗可穿、穿着舒适性好等优点，广泛地用作内衣、泳衣、运动服、作训服等各种高品质民用及军用纺织服装，近年来发展较快。锦纶纤维分子结构中含有较不稳定的酰胺基、氨基等特征基团，这些基团结构在赋予纤维特有物理性能的同时，也存在染色牢度差、易黄变等问题，对印染加工助剂及工艺提出了更高要求。
3.锦纶纤维主要用酸性染料进行染色，其染色原理是，在酸性条件下，锦纶纤维分子上的染座氨基带正电荷，对酸性染料分子的阴离子磺酸基有电荷吸引力，从而实现上染。但是，这种电荷作用力不牢固，在ph值偏中性或碱性皂洗时，染料分子易于从锦纶纤维上解吸下来，故锦纶纤维的色牢度较差，必须要用酸性固色剂进行固色处理来提升色牢度。
4.此外，锦纶纤维遇高温热处理及储存过程均易于发生黄变。高温热加工时，锦纶分子结构中的氨基、酰胺基在热能作用下易于被空气中的氮氧化物氧化变黄、甚至脆损，因此，对于需要高温热压模处理的做内衣模杯的锦纶织物，必须要预先用抗高温黄变剂进行处理，以保护锦纶纤维结构不受高温破坏。在储存运输过程中，锦纶纤维与含抗氧剂bht的聚乙烯膜等包装材料直接接触时，由于bht在聚乙烯中的溶解度很小，在贮存过程中会转移至织物或服装面料上，并与含氮的氧化物发生复杂的化学反应，形成黄色物质，从而引起锦纶纺织品的储存黄变。为了有效防止纺织品的储存运输黄变，染厂必须使用抗酚黄变剂对锦纶纺织品进行抗酚黄变整理。
5.由此可知，锦纶织物的印染加工相对于棉、涤纶织物，除了常规的前处理除油、染色、水洗外，还有固色、抗酚黄变、抗高温黄变等工序，加工工序冗长，能耗水耗及排污也较大。因此，开发同时具有固色、抗酚黄变及抗高温黄变性能的复合功能助剂，缩短工艺流程，对于尼龙印染加工环节的节能降耗减排具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种锦纶染色用复合功能助剂及其制备方法与应用，该复合功能助剂具有优异的固色、抗酚黄变及抗高温黄变性能，可将锦纶织物固色、抗酚黄变及抗高温黄变常规分步染整工序合三为一，提高生产效率，同时，实现印染加工的节能降耗减排，符合“双碳”绿色发展方向。
7.本发明所提供的锦纶染色用复合功能助剂，以质量百分含量计，它由下述组分组成：15％-30％芳香族磺酸化合物、0-15％酚类化合物、1-6％催化剂、5-15％甲醛水溶液、2-6％甲醛捕捉剂、10-30％胺类化合物和余量的去离子水。
8.上述锦纶染色用复合功能助剂中，所述的芳香族磺酸化合物可为苯酚磺酸、间甲酚磺酸、β-萘磺酸、2-萘酚-8-磺酸、2-萘酚-6,8-二磺酸中的一种或多种；
9.所述的酚类化合物可为苯酚、萘酚、双酚s中的一种或多种；
10.所述的催化剂可为质量分数大于98％的浓硫酸、对甲苯磺酸、二甲苯磺酸中的一种或多种；
11.所述的甲醛捕捉剂可为尿素、碳酰肼、2-咪唑烷酮中的一种或多种；
12.所述的甲醛水溶液为36-42％的工业甲醛；
13.所述的胺类化合物可为氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙胺、三乙胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、水合肼、甲基肼和偏二甲肼中的一种或多种。
14.本发明所提供的锦纶染色用复合功能助剂，通过包括如下步骤的方法制备得到：
15.1)将去离子水、芳香族磺酸化合物、酚类化合物及催化剂依次加入反应装置中；
16.2)搅拌，加热；
17.3)待物料温度升至80-98℃后，将转速调至150-250转/分钟；
18.4)向物料中滴加甲醛水溶液；
19.5)甲醛滴加完成后，恒温反应1-3小时；
20.6)升温至98-120℃，恒温反应4-10小时；
21.7)将物料温度降至70-90℃；
22.8)加入甲醛捕捉剂，恒温反应1-3小时；
23.9)将物料温度降至30-50℃；
24.10)加入胺类化合物，恒温反应0.5-2小时；
25.11)停止搅拌，过滤，出料，得到本发明所述的锦纶染色用复合功能助剂。
26.上述方法步骤2)中，所述搅拌的转速控制在40-80转/分钟；
27.步骤4)中，滴加时间控制在0.5-2小时；
28.步骤10)中，控制反应温度不超过70℃。
29.上述锦纶染色用复合功能助剂在含锦纶成分纺织品的复合功能处理中的应用也属于本发明的保护范围。
30.具体地，所述应用为锦纶染色用复合功能助剂在提升含锦纶成分纺织品的固色牢度、抗高温黄变性能及抗储存黄变性能中的应用。
31.其中，所述的含锦纶成分纺织品可为锦纶织物、锦氨纶弹性织物等。
32.本发明还提供上述锦纶染色用复合功能助剂的使用方法，所述的锦纶染色用复合功能助剂可通过浸渍工艺施加到锦纶及其混纺纺织品上。
33.上述的锦纶染色用复合功能助剂的使用方法，所述的浸渍工艺可为，复合功能助剂用量1-5％(对织物重)，醋酸用量0.2-1g/l，浴比1:10-20，处理温度60-85℃，处理时间10-40min。
34.本发明的锦纶染色用复合功能助剂具有如下有益效果：
35.1)本发明的锦纶染色用复合功能助剂，具有优异的固色、抗高温黄变和抗酚黄变等多种复合功能，在有效提升锦纶织物水洗、水浸及汗渍等色牢度的同时，赋予织物优异的耐黄变性能，有助于提升织物品质及附加值；
36.2)本发明的锦纶染色用复合功能助剂，可将常规的固色、防酚黄变及抗高温黄变3道工序合三为一，在提高生产效率的同时，节能省水减排，有益于印染工艺的清洁化生产；
37.本发明的锦纶染色用复合功能助剂是环保型产品，处理的纺织品符合国家生态纺
织品的最高a级标准要求。
具体实施方式
38.下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
39.下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
40.实施例1
41.将22.3份苯酚磺酸、8.7份双酚s、1.5份硫酸(质量分数98％)、4.5份对甲苯磺酸和20份去离子水加入带有搅拌器、温度计、平衡加料器和冷凝器的反应装置中，开启搅拌，控制转速在60转/分钟，加热升温至80℃；调节搅拌转速至200转/分钟，滴加12.5份甲醛水溶液(37％的工业甲醛)，1.5小时内滴加完成后，升温至98℃，保温回流反应10小时；开启冷却水，降温至90℃后，加入6份碳酰肼，继续保温反应2小时；加入12.2份去离子水，再次通入冷却水给反应物料降温；降温至40℃后，加入6.5份乙醇胺和5.8份二乙基乙醇胺，继续保温反应1小时，过滤，出料，即制得锦纶染色用复合功能助剂。
42.实施例1复合功能助剂各组分百分含量为：芳香族磺酸化合物22.3％，酚类化合物8.7％，催化剂6％，甲醛水溶液12.5％，甲醛捕捉剂6％，胺类化合物12.3％。
43.实施例2
44.将20份苯酚磺酸、6份间甲酚磺酸、4.5份苯酚、1.8份硫酸(质量分数98％)、4份二甲苯磺酸和24.4份去离子水加入带有搅拌器、温度计、平衡加料器和冷凝器的反应装置中，开启搅拌，控制转速在80转/分钟，加热升温至98℃；调节搅拌转速至200转/分钟，滴加5.5份甲醛水溶液(37％的工业甲醛)，0.5小时内滴加完成后再保温反应1.5小时；升温至110℃，保温回流反应6小时；开启冷却水，降温至80℃后，加入4份碳酰肼，继续保温反应1小时；再次通入冷却水给反应物料降温，降温至55℃后，加入29.8份三乙醇胺，继续保温反应0.5小时，过滤，出料，即制得锦纶染色用复合功能助剂。
45.实施例2复合功能助剂各组分百分含量为：芳香族磺酸化合物26％，酚类化合物4.5％，催化剂5.8％，甲醛水溶液5.5％，甲醛捕捉剂4％，胺类化合物29.8％。
46.实施例3
47.将26.2份β-萘磺酸、11份双酚s、2份硫酸(质量分数98％)和26份去离子水加入带有搅拌器、温度计、平衡加料器和冷凝器的反应装置中，开启搅拌，控制转速在40转/分钟，加热升温至90℃；调节搅拌转速至150转/分钟，滴加9.8份甲醛水溶液(37％的工业甲醛)，1.5小时内滴加完成后，保温反应2小时；升温至120℃，保温回流反应4小时；开启冷却水，降温至70℃后，加入2份尿素、2份碳酰肼和2份2-咪唑烷酮，继续保温反应2小时；再次通入冷却水给反应物料降温，降温至40℃后，依次加入5份二乙胺、7份二乙醇胺和7份二甲基乙醇胺，继续保温反应2小时，过滤，出料，即制得锦纶染色用复合功能助剂。
48.实施例3复合功能助剂各组分百分含量为：芳香族磺酸化合物26.2％，酚类化合物11％，催化剂2％，甲醛溶液9.8％，甲醛捕捉剂6％，胺类化合物19％。
49.实施例4
50.将19.3份苯酚磺酸、10.7份2-萘酚-6,8-二磺酸、1份硫酸(质量分数98％)、3份对甲苯磺酸和23.8份去离子水加入带有搅拌器、温度计、平衡加料器和冷凝器的反应装置中，开启搅拌，控制转速在80转/分钟，加热升温至85℃；调节搅拌转速至180转/分钟，滴加12.2份甲醛水溶液(37％的工业甲醛)，1.5小时内滴加完成后，保温反应1.5小时；升温至115℃，保温回流反应5小时；开启冷却水，降温至85℃后，加入2份碳酰肼和2份2-咪唑烷酮，继续保温反应2小时；再次通入冷却水给反应物料降温，降温至30℃后，依次加入3.5份氨水、5.5份偏二甲肼和17份二甲基乙醇胺，继续保温反应2小时，过滤，出料，即制得锦纶染色用复合功能助剂。
51.实施例4复合功能助剂各组分百分含量为：芳香族磺酸化合物30％，酚类化合物0％，催化剂4％，甲醛溶液12.2％，甲醛捕捉剂4％，胺类化合物26％。
52.实施例5
53.将15份苯酚磺酸、15份萘酚、1份硫酸(质量分数98％)、4份二甲苯磺酸和18.3份去离子水加入带有搅拌器、温度计、平衡加料器和冷凝器的反应装置中，开启搅拌，控制转速在60转/分钟，加热升温至92℃；调节搅拌转速至210转/分钟，滴加8.7份甲醛水溶液(37％的工业甲醛)，1小时内滴加完成后，保温反应2小时；升温至105℃，保温回流反应6小时；开启冷却水，降温至75℃后，加入3份碳酰肼，继续保温反应2小时；加入12份去离子水，再次通入冷却水给反应物料降温，降温至45℃后，依次加入3.5份三乙醇胺、4.5份甲基肼和15份二乙基乙醇胺，继续保温反应2小时，过滤，出料，即制得锦纶染色用复合功能助剂。
54.实施例5复合功能助剂各组分百分含量为：芳香族磺酸化合物15％，酚类化合物15％，催化剂5％，甲醛溶液8.7％，甲醛捕捉剂3％，胺类化合物23％。
55.实施例6
56.将8份苯酚磺酸、12份2-萘酚-8-磺酸、5份萘酚、7份双酚s、2份硫酸、4份二甲苯磺酸和23.5份去离子水加入带有搅拌器、温度计、平衡加料器和冷凝器的反应装置中，开启搅拌，控制转速在60转/分钟，加热升温至95℃；调节搅拌转速至230转/分钟，滴加13.5份甲醛水溶液(37％的工业甲醛)，2小时内滴加完成后，保温反应3小时；升温至102℃，保温回流反应7小时；开启冷却水，降温至85℃后，加入2份尿素和2份碳酰肼，继续保温反应3小时；加入6份去离子水，再次通入冷却水给反应物料降温，降温至50℃后，依次加入3.5份水合肼、8份三乙胺和3.5份乙醇胺，继续保温反应2小时，过滤，出料，即制得锦纶染色用复合功能助剂。
57.实施例6复合功能助剂各组分百分含量为：芳香族磺酸化合物20％，酚类化合物12％，催化剂6％，甲醛溶液13.5％，甲醛捕捉剂4％，胺类化合物15％。
58.将实施例的复合功能助剂应用于锦氨纶织物的染整处理，并以未处理织物为参照样，对比测试经处理织物的固色牢度、酚黄变及高温黄变，具体实验方法及测试结果如下：
59.一、处理工艺
60.1)织物：玫红色锦氨纶织物；
61.2)处理条件：复合功能助剂用量3％，醋酸用量0.5g/l，浴比1:20，处理温度70℃，处理时间30min，脱水，烘干。
62.二、测试方法
63.1、织物的固色牢度，参照国际标准iso 105-e04:2003《纺织品色牢度试验第e04部
分耐汗渍色牢度》进行测试。
64.2、织物的酚黄变参照国际标准iso 105-x18:2007《纺织品酚黄变色牢度测试试验》进行测试。
65.3、织物的高温黄变采用如下方法进行测试：将待测织物在定型机上进行热定型处理(定型工艺：190℃
×
200sec)，然后采用gb/t 250-2008《纺织品色牢度试验评定变色用灰色样卡》进行色变评级。
66.4、甲醛含量参照gb/t 2912.1-2009《纺织品甲醛的测定第1部分游离和水解的甲醛(水萃取法)》进行测试。
67.三、测试结果
68.本发明实施例的各项性能测试结果如下：
69.项目固色牢度/级酚黄变/级高温黄变/级甲醛含量/ppm实施例1444未检出实施例23-44-54未检出实施例33-44-53-4未检出实施例444-53-4未检出实施例53-444未检出实施例6444未检出空白样1-222-3未检出
70.由上表可知，经本发明复合功能助剂一步处理的锦氨纶织物，相比未处理织物在固色牢度、抗酚黄变及抗高温黄变性能方面得到了显著提升，说明本发明的复合功能助剂同时具有提升锦纶织物固色牢度、改善酚黄变和高温黄变等复合功能，有助于缩短印染工序，提高生产效率和节能减排。
71.以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本技术欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本技术中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。