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CN108977282B - 一种低温无泡防沾皂洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种低温无泡防沾皂洗剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN108977282B CN201810996162.3A CN201810996162A CN108977282B CN 108977282 B CN108977282 B CN 108977282B CN 201810996162 A CN201810996162 A CN 201810996162A CN 108977282 B CN108977282 B CN 108977282B
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Abstract

本发明公开了一种低温无泡防沾皂洗剂及其制备方法和应用，包括乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶‑N‑氧化物的共聚物25‑30份，碱性物质2‑5份，阳离子改性剂10‑15份，有机硅消泡剂1‑3份，水45‑60份，具有良好的低泡及消泡能力，可以减少水洗次数，在低温下具有良好的防沾效果、耐水洗色牢度以及耐摩擦色牢度。

Description

一种低温无泡防沾皂洗剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及纺织印染技术领域，尤其涉及一种低温无泡防沾皂洗剂及其制备方法和应用。
背景技术
在织物或纤维素纤维染色时，大多数使用的染料都是活性染料，因为活性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、染色工艺成熟、色牢度较高、性价比高等优点。虽然活性染料包含均三嗪型，乙稀砜型，嘧啶型等不同的种类，但是活性染料的母体一般是简单的酸性或直接染料，具有较低的直接性，对纤维的上染率较低，导致染料不能与纤维素纤维完全反应，而且活性染料中含有的水溶性基团，在水中能电离成染料阴离子，而纤维素纤维在染浴中一般带有负电荷，故染色过程中染料与纤维之间存在着静电斥力，将会大大影响上染率。
同时，染色完毕后的织物上总会存在一些未参与反应的活性染料和水解染料，它们吸附在纤维素表面形成“浮色”，如果浮色不经皂洗去除，则会影响织物色牢度。此外，在染多色系织物或具有白底的织物过程中，深色未参与反应的染料会继续与浅色织物或白底织物相结合，造成反沾，会影响水洗色牢度和摩擦色牢度，因此，皂洗剂对织物的色牢度起到很重要的作用。
皂洗剂是印染行业常用的助剂之一，主要用于去除与纤维固着不牢的染料和水解染料。传统的皂洗工艺，采用95℃以上进行皂洗，并且需要经过多次的水洗后才能达到客户对织物的牢度要求，而且常规的皂洗剂只具有洗涤的作用，导致从织物上洗涤去除的浮色或固着不牢的染料有可能会重新返沾到织物上，影响皂洗的效果和效率。
中国专利CN105670833A公开了一种活性染料用无泡低温皂洗剂及其制备，以重量份计，包括以下组分：对羧基苯磺酰胺6-12份，聚环氧琥珀酸钠5-8份，马来酸酐10-15份，衣康酸7-12份，椰子油酸5-10份，丙烯酰胺10-20份，葡萄糖酸钠5-8份，聚丙烯酸钠3-8份，表面活性剂1-2份，引发剂0.5-1份，乳化剂1-1.5份，消泡剂1-2份，去离子水20-30份。本发明在皂洗剂中加入聚环氧琥珀酸钠、聚丙烯酸钠等，制备得到的皂洗剂与织 物上残留的助剂及未结合的染料有极大的溶解性，能有效软化洗涤用水，对固体污垢 有抗凝聚作用和分散作用，能有效的把残余在织物上的助剂及未结合的染料洗下来， 从而皂洗效果优异； 该皂洗剂在皂洗过程中不产生泡沫，防沾效果优异，皂洗温度低，且稳定性能优 异，制备方法简单，反应条件温和，对设备要求低，生产成本低。但是，其配方组成复杂，容易带来新的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温无泡防沾皂洗剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中所提出的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低温无泡防沾皂洗剂，按重量份数包括以下组分：乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物25-30份，碱性物质2-5份，阳离子改性剂10-15份，有机硅消泡剂1-3份，水45-60份。
作为优选地，所述乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物的结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中：m=3-10，n=3-10。
作为优选地，所述碱性物质为碳酸钠、碳酸氢钠、无水偏硅酸钠、五水偏硅酸钠、九水偏硅酸钠中的至少一种。
作为优选地，所述阳离子改性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基聚氧乙烯基溴化铵中的至少一种。
作为优选地，所述有机硅消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
进一步的，本发明提供了低温无泡防沾皂洗剂的制备方法，所述方法包括：将乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物25-30份，碱性物质2-5份，阳离子改性剂10-15份，有机硅消泡剂1-3份加入反应釜中，加入水45-60份，在常温下充分搅拌，即得低温无泡防沾皂洗剂。
进一步的，本发明提供了低温无泡防沾皂洗剂的应用，所述低温无泡防沾皂洗剂的用量为0.3-1% o.w.f，应用温度为60-80℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物具有强分散、强吸附的作用，对活性染料可以进行很好的吸附和包裹，因此对活性染料可以有效的去除，并实现防沾；
（2）碱性物质的使用，可以将未参与反应的活性染料水解，使其与织物失去结合作用，易溶于工作液中，借助乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物共聚物的协同增效达到吸附和分散的作用。
（3）阳离子改性剂能够充分地与浮色染料结合，封闭染料的水溶性基团，降低其与织物的亲和力，以利于浮色染料在机械力的作用下从织物表面洗脱。
（4）乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物、碱性物质和阳离子改性剂能有效发挥协同作用，降低本皂洗剂发挥皂洗效果时的工作温度，工作温度60-80℃即可；有利于节约能源，符合环保要求。
（5）聚醚改性有机硅消泡剂的加入，能够大幅降低皂洗时的泡沫，利于充分洗净浮色，发挥本皂洗剂的皂洗效果，可减少皂洗后水洗次数，节约能源，符合环保要求。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的低温无泡防沾皂洗剂，按重量份数包括以下组分：乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物25-30份，碱性物质2-5份，阳离子改性剂10-15份，有机硅消泡剂1-3份，水45-60份；碱性物质为碳酸钠、碳酸氢钠、无水偏硅酸钠、五水偏硅酸钠、九水偏硅酸钠中的至少一种；阳离子改性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基聚氧乙烯基溴化铵中的至少一种；有机硅消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。下面结合制备方法实施例，对本发明的低温无泡防沾皂洗剂做进一步说明。
实施例1
在本实施例中，提供一种低温无泡防沾皂洗剂的制备方法，按照以下步骤进行配置：步骤S1)按重量份数配置以下组分：乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物30份，碳酸钠5份，十六烷基三甲基溴化铵13份，聚醚改性有机硅消泡剂2份，水50份；步骤S2)将步骤S1)中配置的乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物30份，碳酸钠5份，十六烷基三甲基溴化铵13份，聚醚改性有机硅消泡剂2份加入到反应釜中，加入水50份，在常温下充分搅拌，即得低温无泡防沾皂洗剂。
实施例2
在本实施例中，提供一种低温无泡防沾皂洗剂的制备方法，按照以下步骤进行配置：步骤S1)按重量份数配置以下组分：乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物25份，碳酸氢钠3份，十六烷基三甲基溴化铵10份，聚醚改性有机硅消泡剂2份，水60份；步骤S2)将步骤S1)中配置的乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物25份，碳酸氢钠3份，十六烷基三甲基溴化铵10份，聚醚改性有机硅消泡剂2份加入到反应釜中，加入水60份，在常温下充分搅拌，即得低温无泡防沾皂洗剂。
实施例3
在本实施例中，提供一种低温无泡防沾皂洗剂的制备方法，按照以下步骤进行配置：步骤S1)按重量份数配置以下组分：乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物28份，五水偏硅酸钠2份，十八烷基聚氧乙烯基溴化铵10份，聚醚改性有机硅消泡剂2份，水57份；步骤S2)将步骤S1)中配置的乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物28份，五水偏硅酸钠2份，十八烷基聚氧乙烯基溴化铵10份，聚醚改性有机硅消泡剂3份加入到反应釜中，加入水57份，在常温下充分搅拌，即得低温无泡防沾皂洗剂。
实施例4
在本实施例中，提供一种低温无泡防沾皂洗剂的制备方法，按照以下步骤进行配置：步骤S1)按重量份数配置以下组分：乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物30份，碳酸氢钠5份，十八烷基聚氧乙烯基溴化铵13份，聚醚改性有机硅消泡剂2份，水50份；步骤S2)将步骤S1)中配置的乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物30份，碳酸氢钠5份，十八烷基聚氧乙烯基溴化铵13份，聚醚改性有机硅消泡剂2份加入到反应釜中，加入水50份，在常温下充分搅拌，即得低温无泡防沾皂洗剂。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：不含有乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：不含有碳酸钠。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于：不含十六烷基三甲基溴化铵。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于：不含聚醚改性有机硅消泡剂。
应用实施例
为了验证本发明的低温无泡防沾皂洗剂在织物染色后皂洗工序中的作用，在本应用实施例中，将本发明的低温无泡防沾皂洗剂与市售常规的皂洗剂进行防沾色、耐摩擦牢度、耐水洗色牢度以及水洗后染色棉织物的色差变化进行对比，其中，低温无泡防沾皂洗剂的用量为0.3-1% o.w.f，应用温度为70℃。
本发明应用实施例效果测试中，采用的织物为棉纤维织物。
棉织物用C.I. 活性兰198染色后，分别取同等质量的染色后棉织物和同等质量的未染色标准白棉布放入同一圆底烧瓶中进行皂洗，将低温无泡防沾皂洗剂加入皂洗液中。
皂洗工艺试验条件如下：
皂洗剂：1g/L，或不加皂洗；
浴比：1:20；
皂洗温度：70℃或50℃或90℃。
皂洗时间：20min。
皂洗后测试未染色标准白棉布的K/S值，用于评价皂洗剂的防沾色效果，K/S值越大，则沾色情况严重，防沾色效果差；K/S值越小，则沾色情况不明显，防沾色效果好。测试结果如表1所示。
表1：实施例中低温无泡防沾皂洗剂、对比例产品及市面上马丙类皂洗剂的防沾色测试结果。
50℃ K/S值 70℃ K/S值 90℃ K/S值
实施例1 0.163 0.141 0.149
实施例2 0.172 0.154 0.159
实施例3 0.168 0.147 0.153
实施例4 0.152 0.137 0.146
对比例1 0.405 0.478 0.569
对比例2 0.283 0.259 0.276
对比例3 0.316 0.286 0.292
对比例4 0.162 0.143 0.151
市售马丙类皂洗剂 0.374 0.423 0.522
空白 0.426 0.511 0.589
以下给出表1的有关说明：
（1）本发明所涉及的低温无泡防沾皂洗剂与对比例以及市售马丙类皂洗剂相比，具有更好的防沾效果；
（2）实施例1和实施例4的防沾效果要好于另外两个实施例，因为实施例1和实施例4具有较高的有效物含量；
（3）70℃是本发明所涉及低温无泡防沾皂洗剂的较佳工作温度；
（4）K/S测试仪为dotacolor测试仪（500UV），测试温度为室温。
耐水洗色牢度试验
测试工艺：参照标准GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》。
每升水中含4g标准皂粉和1g无水碳酸钠，浴比1:50，工艺温度为60℃，工艺时间为30min。
测试水洗后标准棉贴衬的K/S值，准棉贴衬的K/S值越大，沾色越严重，通过水洗工艺洗脱的色素越多，说明皂洗工艺效果差，即皂洗剂的耐水洗色牢度差；反之，K/S值越小，说明皂洗剂的耐水洗色牢度好。测试结果如表2所示。
表2：实施例、对比例及市面上马丙类皂洗剂的耐水洗色牢度测试结果。
50℃ K/S值 70℃ K/S值 90℃ K/S值
实施例1 0.165 0.144 0.155
实施例2 0.176 0.161 0.169
实施例3 0.178 0.156 0.167
实施例4 0.159 0.142 0.151
对比例1 0.249 0.243 0.246
对比例2 0.217 0.208 0.213
对比例3 0.224 0.212 0.219
对比例4 0.163 0.147 0.158
市售马丙类皂洗剂 0.234 0.281 0.273
空白 0.262 0.271 0.295
以下给出表2的有关说明：
（1）本发明所涉及的低温无泡防沾皂洗剂与对比例以及市售马丙类皂洗剂相比，具有更好的耐水洗色牢度；
（2）实施例1和实施例4的耐水洗色牢度要好于另外两个实施例，因为实施例1和实施例4具有较高的有效物含量；
（3）70℃是本发明所涉及低温无泡防沾皂洗剂的较佳工作温度；
（4）K/S测试仪为dotacolor测试仪（500UV），测试温度为室温。
耐摩擦牢度试验
参照标准GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》。测试结果如表3所示。
表3：实施例、对比例及市面上马丙类皂洗剂的耐摩擦色牢度测试结果。
干磨 湿磨
实施例1 4-5 4-5
实施例2 4-5 4-5
实施例3 4-5 4-5
实施例4 4-5 4-5
对比例1 3-4 2-3
对比例2 3-4 2-3
对比例3 3-4 2-3
对比例4 4-5 4-5
市售马丙类皂洗剂 4-5 4
空白 2-3 2
以下给出表3的有关说明：
（1）本发明所涉及的低温无泡防沾皂洗剂与对比例以及市售马丙类皂洗剂相比，耐干摩擦牢度相当；
（2）本发明所涉及的低温无泡防沾皂洗剂与对比例以及市售马丙类皂洗剂相比，耐湿摩擦牢度更优。
水洗后染色棉纤维的色差变化实验
测试水洗后染色棉纤维的K/S值。水洗后染色棉纤维的K/S值越大，说明皂洗剂对织物的色差变化影响越小；反之，K/S值越小，说明皂洗剂对织物的色差变化影响越大。测试结果如表4所示。
表4：实施例、对比例及市面上马丙类皂洗剂的水洗后染色棉纤维的色差变化测试结果。
50℃ K/S值 70℃ K/S值 90℃ K/S值
实施例1 26.095 26.136 26.116
实施例2 25.269 25.473 25.304
实施例3 25.386 25.651 25.414
实施例4 26.165 26.397 26.298
对比例1 26.736 26.748 26.739
对比例2 26.382 26.387 26.376
对比例3 25.981 26.006 25.983
对比例4 26.139 26.147 26.142
市售马丙类皂洗剂 26.108 26.215 26.153
空白 26.896 26.915 26.937
以下给出表4的有关说明：
（1）本发明所涉及的低温无泡防沾皂洗剂与对比例及市售马丙类皂洗剂相比，水洗后染色棉纤维的K/S值相差不大，色差基本无变化，与空白相当。
（2）70℃是本发明所涉及低温无泡防沾皂洗剂的较佳工作温度。
（3）K/S测试仪为dotacolor测试仪（500UV），测试温度为室温。
消泡能力测试
参照标准 GB/T 21885-2008《纺织印染助剂 消泡剂 消泡效果的测定》。
用量筒量取50mL皂洗工作液于100mL具塞量筒中，盖上盖子，剧烈摇动30次，记录初始数值h，静置，同时开启秒表，记录泡沫量小于5mL时所需的时间t，以初始数值h判定起泡性能，h越大，泡沫越高，起泡性好，无泡性能越差；反之，h越小，无泡性能越差，以时间t来判定消泡能力，t越大，时间越长，消泡能力越差；反之，t越小，消泡能力越好。测试结果如表5所示。
表5：实施例、对比例及市面上马丙类皂洗剂的消泡能力测试结果。
h（mL） t（s）
实施例1 11 3.22
实施例2 9 3.15
实施例3 11 3.19
实施例4 12 3.28
对比例1 11 3.21
对比例2 10 3.19
对比例3 10 3.21
对比例4 13 16.76
市售马丙类皂洗剂 22 14.63
以下给出表5的有关说明：
（1）本发明所涉及的低温无泡防沾皂洗剂与对比例及市售马丙类皂洗剂相比，起泡能力小，泡沫少。
（2）本发明所涉及的低温无泡防沾皂洗剂与对比例及市售马丙类皂洗剂相比，消泡能力好。
综上所述，本发明适用于60-80℃的皂洗工艺，与对比例及市售常规皂洗剂相比，具有更好的低泡、消泡能力，减少水洗次数；在皂洗效果上，本发明具有更好的防沾效果、耐水洗色牢度以及耐摩擦色牢度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种低温无泡防沾皂洗剂，其特征在于，按重量份数包括以下组分：乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物25-30份，碱性物质2-5份，阳离子改性剂10-15份，有机硅消泡剂1-3份，水45-60份；
所述乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物的结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中：m=3-10，n=3-10；
所述碱性物质为碳酸钠、碳酸氢钠、无水偏硅酸钠、五水偏硅酸钠、九水偏硅酸钠中的至少一种；
所述阳离子改性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种；
所述有机硅消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
2.一种低温无泡防沾皂洗剂的制备方法，其特征在于，其组分配比按权利要求1所示，将乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡啶-N-氧化物的共聚物、碱性物质、阳离子改性剂、有机硅消泡剂、加入反应釜中，加入水，在常温下充分搅拌，即得低温无泡防沾皂洗剂。
3.一种基于权利要求1所述的低温无泡防沾皂洗剂的应用，其特征在于，所述低温无泡防沾皂洗剂的用量为0.3-1% o.w.f，应用温度为60-80℃。
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