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分散染料分子較小,結構上不含水溶性基團,借助于分散劑的作用在染液中均一分散而進行染色。它能上染聚酯纖維,醋酯纖維及聚酰胺纖維,成為滌綸的專用染料。

分散染料大致可分為分散橙、分散藍、分散黃、分散紅組成,可以幾種不同分散染料進行按一定的比例進行搭配,得到分散黑、分散綠、分散紫等分散染料。

分散染料在商品加工化過程中,為了使商品染料能在水中迅速分散成為均勻穩(wěn)定的膠體狀懸浮液,染料顆粒細度必須達到1微米左右,在砂磨過程中加入分散劑和濕潤劑,分散染料的后處理加工一般有砂磨、調料、噴霧干燥、包裝組成。后處理加工過程中要用到很多助劑,比如木質素、MF、防沉劑(SOS)、防塵劑、分散劑NNO,還要加元明粉進行調強度。

分散染料是染料行業(yè)里最重要和主要的一大類,不含強水溶性基團,在染色過程中呈分散狀態(tài)進行染色的一類非離子染料。其顆粒細度要求在1μm左右。在制得原染料后,需經(jīng)后處理加工,包括晶型穩(wěn)定,與分散劑一起研磨等商品化處理,才能制得商品染料。主要用于滌綸及其混紡織物的印染。也可用于醋酸纖維、錦綸、丙綸、氯綸、腈綸等合成纖維的印染。

一種微溶于水,在水中借分散劑作用而呈高度分散狀態(tài)的染料。分散染料不含水溶性基團,分子量較低,分子中雖含有極性基團(如羥基、氨基、羥烷氨基、氰烷氨基等),仍屬非離子型染料。這類染料后處理要求較高,通常需要在分散劑存在下經(jīng)研磨機研磨,成為高度分散、晶型穩(wěn)定的顆粒后才能使用。分散染料的染液為均勻穩(wěn)定的懸浮液。分散染料于1922年由德國巴登苯胺純堿公司開始生產(chǎn),主要用于聚酯纖維和醋酯纖維的染色。當時主要用于醋酯纖維的染色。20世紀50年代后隨著聚酯纖維的出現(xiàn),獲得了迅速發(fā)展,成為染料工業(yè)中的大類產(chǎn)品。 分類 分散染料(見表)按分子結構可分為偶氮型、蒽醌型和雜環(huán)型三類,它們按一定的原則命名(見染料),按《染料索引》(簡稱C.I.)統(tǒng)一編號。①偶氮型的色譜較劑全,有黃、橙、紅、紫、藍等各種色澤。偶氮型分散染料可按一般偶氮染料合成方法生產(chǎn),工藝簡單,成本較低。②蒽醌型具有紅、紫、藍等色。③雜環(huán)型為新近發(fā)展起來的一類染料,具有色彩鮮艷的特點。蒽醌型及雜環(huán)型分散染料的生產(chǎn)工藝較復雜,成本較高。

分散染料按應用時的耐熱性能不同,可分為低溫型、中溫型和高溫型。

低溫型染料

耐升華牢度低,勻染性能好,適于竭染法染色,常稱為E型染料;

高溫型染料

耐升華牢度較高,但勻染性差,適用于熱熔染色,稱為S型染料;

中溫型染料

耐升華牢度介于上述兩者之間,又稱為SE型染料。

用分散染料對滌綸進行染色時,需按不同染色方法對染料進行選擇。

分散染料結構簡單,在水中呈溶解度極低的非離子狀態(tài),為了使染料在溶液中能較好地分散,除必須將染料顆粒研磨至2μm以下外,還需加入大量的分散劑,使染料成懸浮體穩(wěn)定地分散在溶液中。

由于聚酯纖維具有疏水性強、結晶和整列度高、纖維微隙小和不易潤濕膨化等特性,要使染料以單分子形式順利進入纖維內部完成對滌綸的染色,按常規(guī)方法是難以進行的,因此,需采用比較特殊的染色方法。采用的方法有載體法、高溫高壓法和高溫熱溶法等三種染色方法。這些方法利用了不同的條件使纖維膨化,纖維分子間的空隙增大,同時加入助劑以提高染料分子的擴散速率,使染料分子不斷擴散進入被膨化和增大的纖維空隙,而與纖維由分子間引力和氫鍵固著,完成對滌綸的染色。由于分散染料在水中的溶解度極低,故要依靠加入染料和溶液中的分散劑組成染液。為防止分散染料及滌綸在高溫及堿作用下產(chǎn)生水解,分散染料的染色常需在弱酸性條件下進行。

1、載體染色法

載體染色法是在常壓下加熱進行。它是利用一些對染料和纖維都有直接性的化學品,在染色時當這類化學品進入滌綸內部時,把染料分子也同時攜入,這種化學藥品稱為載體或攜染劑。

利用載體對滌綸染色的原理是滌綸中的苯環(huán)與染料分子中的芳核間有較大分子間引力,滌綸能吸附簡單的烴類、酚類等,這些化學品就成為載體。由于載體與滌綸之間的相互作用,使滌綸分子結構松弛,纖維空隙增大,分子易進入纖維內部。同時由于載體本身能與纖維及染料分子產(chǎn)生直接吸引力,不但能幫助染料溶解,把染料單分子帶到纖維表面,增加染料在纖維表面的濃度,而且能減少纖維的表面張力,使運動著的染料分子迅速進入纖維空隙區(qū)域,提高了染料分子的擴散率,促使染料與纖維結合,從而完成染色步驟。染色結束后,利用堿洗,使載體完全去除。常用載體有鄰苯基苯酚、聯(lián)苯、水楊酸甲酯等,由于大都具有毒性,對人體有害,已很少應用,故這里只作一般介紹。

2、高溫高壓染色法

高溫高壓染色法是在高溫有壓力的濕熱狀態(tài)下進行。染料在100℃以內上染速率很慢,即使在沸騰的染浴中染色,上染速率和上染百分率也不高,所以必須加壓在2atm(2.02×105Pa)以下,染浴溫度可提高到120~130℃,由于溫度提高,纖維分子的鏈段劇烈運動,產(chǎn)生的瞬時孔隙也越多和越大,此時染料分子的擴散也增快,增加了染料向纖維內部的擴散速率,使染色速率加快,直至染料被吸盡而完成染色。

分散染料的高溫高壓染色方法是一種重要的方法,適合升華牢度低和分子量較小的低溫型染料品種。用這類染料染色勻染性好,色澤濃艷,手感良好,織物透芯程度高,適合于小批量、多品種生產(chǎn),常用于滌棉混紡織物的染色。

分散染料的高溫高壓染色可在高溫高壓卷染機和噴射、溢流染色機上進行,適宜于染深濃色澤,染色pH值一般控制在5~6,常用醋酸和磷酸二氫銨來調節(jié)pH值。為使染浴保持穩(wěn)定,染色時尚需加入分散劑和高溫勻染劑。

溢流染色機染色工藝舉例:

染色處方:

分散染料 X

高溫勻染劑 0.2~1.2g/L

擴散劑O 0.5~1g/L

醋酸(98%) 0.5~1.5g/L

還原清洗:

燒堿

燒堿(360Be) 6ml/L 保險粉

保險粉 2.5g/L 分散劑 0.1~0.5g/L

工藝流程:

染色機

坯布縫頭→前處理→染色→還原清洗→熱水洗→水洗→脫水→定形。 一般可在50~60℃始染,大約1h后逐漸升溫至130℃,染色1~2h,然后充分水洗。染深色時進行還原清洗代替皂洗,可保持染色成品色澤鮮艷。

3、熱熔染色法

分散染料染滌/棉織物采用熱熔法染色與一般浸軋染色相似,先經(jīng)浸軋染液后即行烘干,隨即再進行熱熔處理。在200℃高溫作用下,沉積在織物上的染料可以單分子形式擴散進入纖維內部,在極短的時間內完成對滌綸的染色。若是滌棉混紡織物,則可通過熱熔處理使沾在棉上的染料以氣相或接觸的方式轉移到滌綸上。熱熔染色法是滌棉混紡織物染色的主要方法,以連續(xù)化軋染生產(chǎn)方式為主,生產(chǎn)效率高,尤其適用于大批量生產(chǎn)。熱熔染色法的缺點是設備占地面積大,同時對使用的染料有一定的條件限制,染料的利用率較高溫高壓法低。

熱熔染色工藝舉例如下(45×45支,淺藍色,65/35滌/棉細紡織物):

①染色處方

分散藍2BLN 1.5g/L.

潤濕劑JFC lml/L

擴散劑 1g/L

3%海藻酸鈉漿 5~1Og/L

使用時,用醋酸或磷酸二氫銨調節(jié)pH5~6。

②工藝流程

軋染

(二浸二軋,軋余率65%,室溫)→預烘(8O~120℃)→熱熔(180~210℃,2~1min)→套染棉。

在高溫熱熔染色中要注意防止染料在預烘和焙烘中產(chǎn)生泳移,熱熔焙烘階段是棉上的分散染料向滌綸轉移的重要階段,要根據(jù)染料的耐熱性能,即染料的升華牢度,選擇適當?shù)臒崛蹨囟群蜁r間。在實際染色時,染料的轉移不可能是完全的,在棉上總殘留有一部分染料,造成棉的沾色,可采用還原清洗或皂洗進行染后處理。若在熱熔法染色后還要進行棉部分的套染,則可在套染后選行后處理。

分散染料在使用中又有新的進展:

①多組分分散染料,通常由兩個(也有三四個)分散染料按一定比例混合,使用時由于染料的增效作用而提高上染率。

②轉移印花,將分散染料制成印刷油墨后,印花于織物上,再經(jīng)過高溫壓燙染色。這種工藝又稱為非水相印花,具有節(jié)能、省時、方便等優(yōu)點。

③分散染料和反應性染料混合使用,可使滌棉、滌粘等混紡織品一浴一步染色,簡化了印染過程,提高了印染質量。