[发明专利]一种粘胶原液着色用有机颜料水性色浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种粘胶原液着色用有机颜料水性色浆及其制备方法。

背景技术

粘胶纤维是一种极为重要的再生纤维素纤维。粘胶纤维的生产过程是将不能直接纺纱的木材或棉短绒等天然纤维素，经烧碱浸渍、二硫化碳化合、溶解于稀碱等化学加工工艺制成粘胶纺丝原液，再把粘胶通过喷丝孔喷到纺丝酸浴中，经凝固、分解、再生得到粘胶纤维。粘胶纤维虽然强力较低、织物易于褶皱变形，但其具有很好的吸湿性和透气性，织物质地柔软、穿着舒适度高，很好的弥补了涤纶、腈纶等合成纤维的不足，是纺织工业最为常用的纤维品种之一。

目前，针对粘胶纤维的着色仍以传统的纤维染色工艺为主，该工艺用水量大、能耗高，日晒牢度较低，染色过程会产生大量废水，在能源和水资源日益枯竭、环保压力日益增大的社会背景下，传统的粘胶纤维染色工艺面临越来越大的节能减排和环保压力。

粘胶纤维的原液着色工艺是在粘胶的纺丝原液中，加入着色剂进行纺丝直接制成有色粘胶纤维的工艺。将颜料颗粒稳定分散在水性体系中形成的水性色浆，是粘胶原液着色工艺中使用的主要着色剂。粘胶原液着色工艺中，使用水性色浆作为着色剂，不仅省去了后续染色工序，减少了因染色、清洗等工艺而产生的“三废”污染和巨大能耗，有利于推进粘胶纤维生产过程中的节能减排；该工艺还解决了染料染色存在的纤维日晒牢度和色泽不匀、着色剂使用效率低等问题，具有良好的发展前景。

水性色浆又名水基颜料分散体，现有的粘胶原液着色用水性色浆几乎都是由颜料、分散剂、水等原料经分散、研磨、消泡、过滤等工艺制备而得，利用分散剂吸附在颜料颗粒的表面，形成对颜料颗粒的分散和稳定作用，例如，美国专利US3156574A公开了由颜料、水和分散剂制备水性色浆用于粘胶原液着色的方法。但是，粘胶原液着色用水性色浆的性能要求较为苛刻，该色浆不仅要求极高的分散稳定性和较低的粒径分布，还要求能够经受粘胶生产过程中的强酸、强碱和高速搅拌过程。然而，在原液着色粘胶纤维的制造过程中，在强烈的酸、碱变化和搅拌产生的高剪切力作用下，由于有机颜料表面不易吸附分散助剂，色浆在纺丝过程中容易出现因分散剂在颜料表面吸附作用差导致的颜料颗粒过大、颜料颗粒团聚等现象，进而导致纺丝喷头堵塞、无法纺丝等问题，同时，分散剂从颜料表面的解吸附也会严重影响颜料颗粒与粘胶纤维的相容性，进而影响成品的耐皂洗牢度，因而制备稳定性高、可纺性好、成品耐皂洗牢度高的水性色浆是实现粘胶纤维原液着色的重要前提。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种粘胶原液着色用有机颜料水性色浆的制备方法。采用本发明所述的方法制备得到的水性色浆具有储存稳定性高和可纺性高，纺出的色丝耐皂洗色牢度优异等优点。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明的第一方面，首先涉及一种粘胶原液着色用聚合物包覆有机颜料的制备方法，具体来说所述方法包括以下步骤：

步骤a：将占单体质量0.5～5wt％的乳化剂溶解于去离子水中，配成质量分数为0.2～0.5wt％的溶液，得到水相体系；其中，所述乳化剂含有可与所述单体聚合的基团；

步骤b：将占单体质量30～50wt％的有机颜料，占单体质量1.0～4.0wt％的助乳化剂在转速不低于500r/min搅拌速率下分散到单体中，得到油相体系；

步骤c：在500r/min以上转速下将步骤b所得油相体系加入到步骤a所得水相体系中，搅拌不低于30min，得到混合均匀的预乳化液，再在5000～24000r/min的搅拌速度下均质分散5～20min或者经超声分散至少10min，使乳状液细乳液化，随后转移到带有搅拌器、回流冷凝器、控温设备的反应器中，在氮气保护下，持续搅拌加热到50～60℃，再加入单体质量0.2～0.6wt％的引发剂，然后升温至70～80℃，反应3～5小时，经过滤、洗涤、干燥，得到聚合物包覆有机颜料。

其中，步骤a中所述乳化剂中含有可聚合的基团，为可聚合乳化剂，申请人发现马来酸类乳化剂反应活性适中，而且不易发生均聚，倾向于与单体发生共聚，而且在碱性条件下保持很好的稳定性，因此，本发明中选择马来酸类乳化剂，该乳化剂具有通式(I)的结构：