一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物及其使用方法。采用在硫化染料/葡萄糖/氢氧化钠体系中添加重量比为0.1％～20.0％的有机磷酸盐化合物，用于硫化染料染色。硫化染料通过葡萄糖/氢氧化钠体系的还原作用，形成可溶性的隐色体，上染纤维素纤维，添加有机磷酸盐化合物可以有效的稳定还原体系中的还原电位，并实现染色性能的稳定。与不添加有机磷酸盐相比，在90℃下延长6h的还原电位降低率由6‑8％降低到1‑2％，颜色深度提升20％以上，织物的色光和染色深度在内保持基本稳定。该发明专利技术为解决硫化染料染色过程中的环境污染，实现葡萄糖在染色过程中连续和稳定的工业化应用提供了有效的途径。

A group of compounds used to stabilize the reducing potential and dyeing properties of the dye system of vulcanized dyes and their use methods

【技术实现步骤摘要】
一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物及其使用方法
本专利技术属于纺织品染色领域，具体涉及一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物及其使用方法。
技术介绍
硫化染料是纤维素纤维染色应用中的主要染料之一，年消耗量排在活性染料之后，居第二位。硫化染料价格低廉、日晒牢度和水洗牢度良好、适用性强，不含有偶氮基、重金属和可吸附有机卤化物，无过敏性和致癌性，被认为是一种无毒染料，是蓝，黑等深色织物染色最重要的染料。硫化染料本身不溶于水,不能上染纤维，染色时需要加入还原剂将其还原成与纤维有亲和力的水溶性形态-隐色体，上染纤维后再氧化成原来的染料形态固着在纤维上。目前世界上90％左右的硫化染料应用时采用过量的硫化钠作为还原剂，硫化钠本身价格便宜，染色后得色量高，颜色饱满鲜亮。但采用硫化钠作为还原剂存在严重的污染问题：(1)染色过程中产生硫化氢有毒气体，在空气中达到一定含量时，能引起眩晕、心悸、恶心，污染环境，损害染色工人的身体健康,车间的硫化氢气体对电子元件损伤严重，同时残留在织物上的硫化氢气味影响了后续加工和消费者的健康。(2)染色后产生大量的含硫废水，纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-2012)规定，废水中硫化物的最高排放量为1mg/L，COD200mg/L，采用硫化钠作为还原剂，硫化染料染色废水中的硫化物含量一般为400～1500mg/L,COD在1000～1300mg/L左右，严重超标。(3)废水中S2-浓度较高，S2-是生化毒性物质，易造成废水处理系统的崩溃，废水用活性污泥法和凝聚沉淀法都不能充分处理好，排放水质难达要求。由于环保的压力，传统的还原剂硫化钠及其染色方法已不能满足清洁生产的需要，为了减少污染，染色过程中采用对环境无污染(无硫或低硫)的还原剂来取代硫化钠是最重要的途径。在研发人员所做过的工作中，被用来替代硫化钠的还原剂包括还原糖、二氧化硫脲、β-巯基乙醇等。还原糖类包括树胶醛糖、果糖、半乳糖、葡萄糖、乳糖和麦芽糖等，其中应用较多的是葡萄糖，如关超等采用各种还原糖在硫化染料浸染染色中应用，阮加根等用葡萄糖作为还原剂生产液体硫化黑染料并申报专利(CN102108215A)，这类还原糖物质均可生物降解，与使用硫化钠比较，不产生硫化氢气体，但还原电位不稳定，导致连续化轧染生产时颜色波动，同时染色后织物的颜色深度和饱和度也不及硫化钠。二氧化硫脲作为还原剂时的染色排放液毒性更低、对环境更为友好，容易生物降解，但二氧化硫脲相比硫化钠价格昂贵，同时染色的深度远不及硫化碱，不能满足织物染色性能的要求。β-巯基乙醇由于价格和气味的原因，没有应用价值。工业上为了提升葡萄糖的染色性能，部分生产厂家采用葡萄糖与二氧化硫脲，保险粉等混合使用，但还原电位和染色稳定性的问题仍未解决。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的问题，提供一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物及其使用方法，通过在以葡萄糖为基础的硫化染料染色体系中，添加一定量有机磷酸盐实现生产过程中还原电位和上染率的稳定，可以满足工业大生产的要求，并具有效果显著、性能稳定、操作方便等特点。本专利技术的原理为硫化染料通过葡萄糖/氢氧化钠体系的还原作用，形成可溶性的还原态染液(隐色体)，上染纤维素纤维。还原态的染液在90℃左右长时间暴露在空气中，染液中的还原氢容易氧化消耗，导致还原电位降低并相应造成染色性能的不稳定。通过在硫化染料/葡萄糖/氢氧化钠体系中，添加有机磷酸盐，避免了由于染料的还原态长时间暴露高温空气中，氧化作用造成的还原电位的降低，同时通过有机磷酸盐对金属离子的络合作用，防止了由于金属离子在碱性条件下形成沉淀沉积降低染料的上染性能。本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物，所述组物中各组份按重量份比为：硫化染料：0.01～40.0葡萄糖:0.005～20.0氢氧化钠：0.1～10.0有机磷化合物0.001～8.0水：22.0～99.769。优选的，所述组物中各组份按重量份比为：硫化染料：0.01～20.0葡萄糖:0.005～10.0氢氧化钠：0.1～8.0有机磷化合物0.001～4.0水：42.0～99.769。优选的，所述组物中各组份按重量份比为：硫化染料：0.01～20.0葡萄糖:0.005～10.0氢氧化钠：0.1～6.0有机磷化合物0.001～1.0水：62.0～99.769。优选的，所述有机磷化合物为有机磷酸盐。优选的，所述有机磷酸盐为羟基乙叉二磷酸盐、氨基三甲叉膦酸盐、乙二胺四甲叉膦酸盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐中的一种。优选的，所述有机磷酸盐为钠盐或钾盐。优选的，所述一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物的使用方法，其特征是包括以下步骤：在带有加热和搅拌装置的反应器中，首先按配比加入水，然后加入规定量的氢氧化钠，搅拌至氢氧化钠完全溶解后，加入有机磷酸盐和葡萄糖，继续搅拌至完全溶解后加入所需量的硫化染料，边搅拌边升温，升温至70～90℃后，保温30～60min，得到还原态水溶性的染液(也称隐色体)，染液可以直接导入到开放式染槽或封闭式染缸中，在90～100℃进行轧染或浸染。优选的所述一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物的使用方法，还包括以下步骤：当硫化染料的重量份比为30～40时，将经过还原后的染液(隐色体)降温至室温后，装入包装桶中，作为液体预还原硫化染料商品染料出售和使用。优选的，所述隐色体还原温度为80℃，保温时间为45min。优选的，所述轧染或浸染的温度为95℃。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果为：本专利技术在硫化染料还原体系中通过添加有机磷酸盐解决了葡萄糖作为硫化染料还原剂应用过程中还原电位不稳定、染色过程中颜色波动等问题，并具有效果显著、性能稳定、操作方便等特点，可以满足工业大生产的要求，具体为：(1)通过在硫化染料/葡萄糖/氢氧化钠体系中，添加有机磷酸盐，避免了由于染料的还原态长时间暴露高温空气中，氧化作用造成的还原电位的降低，同时通过有机磷酸盐对金属离子的络合作用，防止了由于金属离子在碱性条件下形成沉淀沉积降低染料的上染性能。(2)大幅提升了硫化染料隐色体还原电位和染色性能的稳定性。与不添加有机磷酸盐相比，硫化染料/葡萄糖/氢氧化钠添加有机磷酸盐，在90℃下延长6h的还原电位降低率由6-8％降低到1-2％，颜色深度提升20％以上。添加有机磷酸盐的硫化染料/葡萄糖/氢氧化钠体系织物的色光和染色深度在内保持基本稳定。(3)有机磷酸盐既可以在染色过程中直接添加，也可以预添加在葡萄糖中，或加到液体预还原染料中。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术实验采用的煮练纯棉斜纹织物(克重135g/m2)优选自河北宁纺集团。本专利技术实验采用的粉状硫化黑BR180％,硫化红棕B3R(100％)，硫化淡黄5G(100％)，硫化蓝BRN(100％)，硫化亮绿，优选自天津美捷通化工有限公司,葡萄糖优选自河北玉锋化工集团。本专利技术实验采用的羟基亚乙基二膦酸四钠(HEDP·Na4),羟基亚乙基二膦酸钾(HEDP·Kx),氨基三甲叉膦酸四钠(ATMP·Na4),乙二胺四甲叉膦酸五钠(E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物，其特征是，所述组物中各组份按重量份比为：硫化染料：0.01～40.0葡萄糖:0.005～20.0氢氧化钠：0.1～10.0有机磷化合物0.001～8.0水：22.0～99.769。

【技术特征摘要】
1.一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物，其特征是，所述组物中各组份按重量份比为：硫化染料：0.01～40.0葡萄糖:0.005～20.0氢氧化钠：0.1～10.0有机磷化合物0.001～8.0水：22.0～99.769。2.根据权利要求1所述的一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物，其特征是：所述组物中各组份按重量份比为：硫化染料：0.01～20.0葡萄糖:0.005～10.0氢氧化钠：0.1～8.0有机磷化合物0.001～4.0水：42.0～99.769。3.根据权利要求1所述的一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物，其特征是：所述组物中各组份按重量份比为：硫化染料：0.01～20.0葡萄糖:0.005～10.0氢氧化钠：0.1～6.0有机磷化合物0.001～1.0水：62.0～99.769。4.根据权利要求1所述的一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物，其特征是：所述有机磷化合物为有机磷酸盐。5.根据权利要求4所述的一组用于稳定硫化染料染色体系还原电位和染色性能的化合物，其特征是：所述有机磷酸盐为羟基乙叉二磷酸盐、氨基三甲叉膦酸盐、乙二胺四甲叉膦酸盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐中的一种。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚继明，张玲，
申请(专利权)人：石家庄美施达生物化工有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13