一种涤棉一浴皂洗剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织助剂领域，尤其是涉及一种涤棉一浴皂洗剂及其制备方法。

背景技术：

2.涤棉混纺织物是纺织服装行业应用最广泛的面料之一，涤棉混纺织物不仅拥有涤纶纤维高强度、尺寸稳定的特点，而且具有棉纤维吸湿亲肤的特点，市场占有率高。涤棉混纺织物传统染过程一般包括四个步骤：
①
分散染料染涤纶、
②
还原清洗、
③
活性染料染棉、
④
皂洗，其中步骤
②
还原清洗工序常用2g/l氢氧化钠和2g/l保险粉，85℃保温20min，清洗涤棉混纺织物表面未固着的分散染料，然后70℃热水洗，再用常温水洗，去除织物表面被还原的分散染料及还原清洗剂等其它杂质，提高织物牢度，为下一步活性染料套染棉做准备。而活性染料染棉后需要皂洗(常用0.5g/l马丙类皂洗剂，95℃保温20min)，热水洗、冷水洗等工序，织物才能达到客户需要的牢度要求。工艺流程长，耗能耗水量大，两道清洗工艺为后续污水处理增加负担；因此简化涤棉混纺织物染工艺流程，减少化学品使用，减少水资源的消耗很有必要。
3.随着生产技术的进步，将涤棉传统染工艺中还原清洗工序和皂洗工序合二为一成为可能。例如专利cn106012610a公开了一种涤棉混纺针织物的染方法，通过利用涤棉一浴皂洗剂，使涤纶部分清洗和棉部分皂洗一步进行，可省略涤纶部分的清洗，缩短操作时间。
4.目前棉织物染工艺多采用活性染料。活性染料含有一个或多个官能基团的反应基，种类繁多，化学结构多样，因此，反应效率也各不相同。但是，这些不同类型的活性染料有一个共同之处就是在染时不能完全与纤维素纤维反应，如活性染料印花未固着染料大概有30％。在印染、汽蒸处理后，纤维中含有∶a.已反应结合的活性染料，b.未固着的活性染料，c.碱、水作用产生的水解染料，d.残余助剂；布面上未固着的染料、水解染料、碱和残余的助剂等需要通过皂洗来去除。而且在高温碱性洗涤浴中易出现活性染料和纤维键合不稳定而断键的现象，染料本身也会水解，由于所产生的水解染料持有很大的亲和力，因此易引起染料再沾污等问题。未固着的染料或水解染料一般很难清洗干净，容易导致诸如渗、白地沾污、再沾污以及湿牢度和洗涤牢度不佳等问题。因此，用于清洗活性染料的皂洗剂必须具有强力的洗涤力和强力的防止再沾污的功能。而将还原清洗工序和皂洗工序合二为一后，对涤棉一浴皂洗剂的洗涤和防沾污能力要求更高。据此需要一种理想的解决方案。

技术实现要素：

5.本发明为了克服现有涤棉一浴皂洗剂防沾污性能差的问题，提供一种涤棉一浴皂洗剂，包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物中咔唑和苯磺酸钠的存在，提高了一浴皂洗剂的去污、防沾污能力和对涤棉织物的皂洗牢度。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种涤棉一浴皂洗剂，包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水。丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物与市场上常用的棉用皂洗剂马来酸丙烯酸聚合物相比，引入了咔唑和苯磺酸钠结构。咔唑的氮使分子结构具有阳离子性，防止洗脱的活性染料再沾污；而且咔唑作为芳香杂环，分子体积较大，参与聚合后增加聚合物分子间的空间，有利于聚合物链段的运动，可以提高一浴皂洗剂对分散染料的洗涤作用。单一的聚丙烯酸是一种水溶性高分子聚合物，但是聚合上乙烯基咔唑后，聚合物水溶性下降，所以进一步引入了苯磺酸钠，通过磺酸钠基团提升聚合物在水中的溶解力，无需在一浴皂洗剂中额外添加分散剂促溶。
7.虽然现有技术中有将丙烯酸、苯磺酸钠用于皂洗剂的先例，但是本发明将丙烯酸、乙烯基咔唑和乙烯基苯磺酸钠聚合形成一个整体聚合物分子，再以聚合物的形态加入一浴皂洗剂中，相比于各组分分别加入，一浴皂洗剂溶液更稳定。不加咔唑没必要加苯磺酸钠，加了苯磺酸钠后，苯环可以削弱聚合物分子间的作用力，进一步提高一浴皂洗剂对涤棉织物的皂洗牢度。可见，三个单体间相互配合取得了更好的效果。
8.丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的分子量大，而涤棉织物的结构又比较紧密，所以在一浴皂洗剂中加入渗透性好的异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚能渗透到涤棉纤维内部，将未固着的染料润湿后乳化分散在水溶液中，提高涤棉织物的皂洗牢度。
9.作为优选，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水的质量比为(20-22):(4-8):(63-73)。
10.作为优选，所述丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的制备方法为：按质量份数计，将100份丙烯酸、10～20份乙烯基咔唑、10～20份乙烯基苯磺酸钠和溶剂加入反应器中；氮气氛围下升温使乙烯基咔唑和乙烯基苯磺酸钠溶解，然后加入0.1-0.2份偶氮二异引发聚合反应，得丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物。丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的上述制备方法，一方面原料易得，因为丙烯酸、乙烯基咔唑、乙烯基苯磺酸钠均已实现工业化生产；另一方面，采用一步合成法，工艺简单。丙烯酸、乙烯基咔唑、乙烯基苯磺酸钠3者的用量比例对聚合物的性能有很大影响。通过实验发现，乙烯基咔唑用量偏低，合成的皂洗剂防沾性差；乙烯基咔唑用量偏高，对继续提高皂洗剂防沾性作用不大，且成本增加。乙烯基咔唑和乙烯基苯磺酸钠也需要在合适的比例范围内，如果乙烯基咔唑偏多，反应速率低；乙烯基苯磺酸钠偏多，对皂洗剂防沾性提升作用不大。
11.作为优选，所述聚合反应温度为70-80℃、反应时间为4-5h。聚合温度低，节能环保。
12.作为优选，所述异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构中，氧乙烯基的个数为5-8个、氧丙烯基的个数为2-3个。
13.作为优选，所述一浴皂洗剂中还包括葡萄糖酸钠，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、葡萄糖酸钠的质量比为(20-22):(3-7)。葡萄糖酸钠对重金属和杂质具有螯合作用，防止这些杂质重新吸附到涤棉表面，进一步增加一浴皂洗剂的防沾污性能。
14.本发明还提供上述涤棉一浴皂洗剂的制备方法，将包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、葡萄糖酸钠和水的各组分混合，搅拌下加热至溶解，冷却至室温，得涤棉一浴皂洗剂。因为本发明涤棉一浴皂洗剂的各组分相容
性好，不需额外添加分散剂，组分简单混合、加热后即可得到均一稳定的一浴皂洗剂。作为进一步优选，所述加热温度为60-70℃。
15.因此，本发明的有益效果为：(1)丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物中咔唑和苯磺酸钠的存在，提高了一浴皂洗剂的去污、防沾污能力和对涤棉织物的皂洗牢度；(2)丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合后相比于各单独组分，提高了一浴皂洗剂的溶液稳定性；(3)含丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的一浴皂洗剂中加入异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，提高渗透性，有利于清除涤棉纤维内部的未固着染料。
具体实施方式
16.下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
17.本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
18.总实施例一种涤棉一浴皂洗剂，包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、葡萄糖酸钠和水，质量比为(20-22):(4-8):(0-7):(63-73)。
19.所述丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的制备方法为：按质量份数计，将100份丙烯酸、10～20份乙烯基咔唑、10～20份乙烯基苯磺酸钠和溶剂加入反应器中；氮气氛围下升温使乙烯基咔唑和乙烯基苯磺酸钠溶解，然后加入0.1-0.2份偶氮二异，70-80℃下反应4-5h，得丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物。
20.所述异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构中，氧乙烯基的个数为5-8个、氧丙烯基的个数为2-3个。
21.上述涤棉一浴皂洗剂的制备方法为：将包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、葡萄糖酸钠和水的各组分混合，搅拌下加热至60-70℃溶解，降至室温，得均一稳定的涤棉一浴皂洗剂。
22.实施例1一种涤棉一浴皂洗剂，由丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水组成，质量比为21g:6g:73g。
23.所述丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的制备方法为：按质量份数计，将100份丙烯酸、15份乙烯基咔唑、14份乙烯基苯磺酸钠和溶剂甲苯加入反应器中；氮气氛围下升温至60℃使乙烯基咔唑和乙烯基苯磺酸钠完全溶解，然后加入0.1份偶氮二异，升温至70℃反应5h；反应结束后，抽滤除去甲苯，得固体丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物。
24.所述异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构中，氧乙烯基的个数为6个、氧丙烯基的个数为3个。
25.上述涤棉一浴皂洗剂的制备方法为：将丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水按比例混合，搅拌条件下加热至70℃使各组分溶解，得均一稳定的涤棉一浴皂洗剂。
26.实施例2与实施例1的区别在于，涤棉一浴皂洗剂由丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠
聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、葡萄糖酸钠和水组成，质量比为21g:6:5g:68g。
27.实施例3与实施例1的区别在于，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的制备方法中，将100份丙烯酸、30份乙烯基咔唑、14份乙烯基苯磺酸钠和溶剂加入反应器中。
28.实施例4与实施例1的区别在于，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的制备方法中，将100份丙烯酸、15份乙烯基咔唑、32份乙烯基苯磺酸钠和溶剂加入反应器中。
29.对比例1一种涤棉一浴皂洗剂，由丙烯酸、乙烯基咔唑、乙烯基苯磺酸钠、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水组成，质量比为16g:2g:2g:21g:6g:73g。
30.所述异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构中，氧乙烯基的个数为6个、氧丙烯基的个数为3个。
31.上述涤棉一浴皂洗剂的制备方法为：将丙烯酸、乙烯基咔唑、乙烯基苯磺酸钠、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水按比例混合，搅拌条件下加热至60℃使各组分溶解，得到涤棉一浴皂洗剂。
32.对比例2与实施例1的区别在于，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物中的乙烯基咔唑用(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵替代，聚合物制备过程中，乙烯基咔唑用等量的(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵替代即可。
33.对比例3与实施例1的区别在于，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物用丙烯酸-乙烯基咔唑聚合物替代，聚合物制备过程中，乙烯基苯磺酸钠用等量的乙烯基咔唑替代即可。
34.性能测试将各实施例、对比例制得的涤棉一浴皂洗剂应用于涤棉染后的皂洗工艺中，分析涤棉一浴皂洗剂的防沾、耐皂洗牢度、耐摩擦牢度等性能。
35.涤棉一浴的皂洗工艺为：染涤
→
染棉
→
染排液
→
冷水洗
→
60℃中和
→
冷水洗
→
皂洗(涤棉一浴皂洗剂用量为1g/l，皂洗温度95℃
×
20min，浴比1:20)
→
热水洗
→
冷水洗
→
脱水烘干。
36.传统工艺为：染涤
→
染排液
→
还原清洗(保险粉2g/l，氢氧化钠2g/l，浴比1:20，80℃
×
20min)
→
排液
→
热水洗
→
染棉
→
染排液
→
60℃中和
→
皂洗(95℃
×
20min，马丙类皂洗剂1g/l，浴比1:20)
→
热水洗
→
冷水洗
→
脱水烘干。
37.其中染涤配方为：分散黑eco 300％
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3％owf(对织物的重量比)ph值(醋酸调)
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5-6浴比
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1:20130℃保温30min染棉配方为：活性黑wnn100％
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2％owf(对织物的重量比)元明粉
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60g/l纯碱
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20g/l浴比
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1:20
60℃保温45min所用织物为：涤棉混纺织物t/c 36s汗布(65/35)测试项目皂洗牢度：按照gb/t 3921-2008《纺织品牢度试验耐皂洗牢度》的c(3)试验方法采用多纤维贴衬织物进行测试。
38.耐摩擦牢度：按照gb/t3920-2008《纺织品牢度试验耐摩擦牢度》进行评级。
39.皂洗剂防沾性效果的测定：将一块染后未洗涤的织物与一块白布放入皂洗剂的洗液中进行洗涤(染未洗涤织物2.5g、白布2.5g、涤棉一浴皂洗剂用量为1g/l，皂洗温度95℃
×
20min，浴比1:20)，洗后脱水烘干对比白布沾情况，测定沾白布k/s值以及染布的皂洗牢度，并与普通洗涤剂的洗液作对比试验。皂洗后染布皂洗牢度越高、沾白布k/s值越小，其防沾污能力就越好。
40.结果分析测试结果如上表所示，由上表数据可知，在相同条件下，本发明制得的涤棉一浴皂洗剂皂洗后的被沾白布k/s值明显低于传统工艺和其他对比例皂洗剂，说明制得的具有一定阳离子性的涤棉一浴皂洗剂具有出的防沾作用、良好的洗涤效果。其主要原因是：咔唑的氮使分子结构具有阳离子性，防止洗脱的活性染料再沾污；而且咔唑作为芳香杂环，分子体积较大，参与聚合后增加聚合物分子间的空间，有利于聚合物链段的运动，可以提高一浴皂洗剂对分散染料的洗涤作用，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物中的多羧基结构对溶液中的金属离子有螯合分散作用，可以改善水质，改善活性染料在水中的溶解性，提高涤棉一浴皂洗剂对织物表面未固着的染料和其它杂质的洗涤作用。
41.实施例2在实施例1的基础上加了葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠对重金属和杂质具有螯合作用，防止这些杂质重新吸附到涤棉表面，可以进一步增加一浴皂洗剂的防沾污性能。
42.实施例3和实施例1相比，乙烯基咔唑用量超出优选范围，丙烯酸、乙烯基咔唑、乙烯基苯磺酸钠聚合反应进行了8h，相比于实施例1的5h反应速率降低，且成本增加；实施例4和实施例1相比，乙烯基苯磺酸钠用量超出优选范围，效果增加不明显。所以本发明通过实验筛选出乙烯基咔唑、乙烯基苯磺酸钠的合理用量。
43.对比例1中丙烯酸、乙烯基咔唑、乙烯基苯磺酸钠不聚合，直接与其它组分混合，效果不如实施例1。而且对比例1制得的涤棉一浴皂洗剂放置1-3天后会分层，不能像实施例1的涤棉一浴皂洗剂始终保持均一稳定的状态。
44.对比例2中用(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵替代咔唑，效果远不如实施例1。防沾污剂的弱阳离子与浮染料阴离子结合，可以使浮染料不重新沾污纤维，但是对比例2使用其他弱阳离子代替咔唑参与聚合，效果不如咔唑，因为咔唑特殊的分子结构使其除了具有阳离子性，还有共轭效应和大分子促进聚合物链段运动的作用。
45.对比例3未添加乙烯基苯磺酸钠，效果不如实施例1，因为苯环可以削弱聚合物分子间的作用力，提高涤棉一浴皂洗剂对涤棉的皂洗牢度。而且对比例3制得的涤棉一浴皂洗剂放置3-5天后会分层，因为实施例1中磺酸钠基团还起到提升聚合物在水中的溶解力的作用。
46.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种涤棉一浴皂洗剂，其特征在于，包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水。2.根据权利要求1所述的一种涤棉一浴皂洗剂，其特征在于，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水的质量比为(20-22):(4-8):(63-73)。3.根据权利要求1所述的一种涤棉一浴皂洗剂，其特征在于，所述丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物的制备方法为：按质量份数计，将100份丙烯酸、10~20份乙烯基咔唑、10~20份乙烯基苯磺酸钠和溶剂加入反应器中；氮气氛围下升温使乙烯基咔唑和乙烯基苯磺酸钠溶解，然后加入0.1-0.2份偶氮二异引发聚合反应，得丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物。4.根据权利要求3所述的一种涤棉一浴皂洗剂，其特征在于，所述聚合反应温度为70-80 ℃、反应时间为4-5 h。5.根据权利要求1所述的一种涤棉一浴皂洗剂，其特征在于，所述异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构中，氧乙烯基的个数为5-8个、氧丙烯基的个数为2-3个。6.根据权利要求1所述的一种涤棉一浴皂洗剂，其特征在于，所述一浴皂洗剂中还包括葡萄糖酸钠，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、葡萄糖酸钠的质量比为(20-22):(3-7)。7.权利要求1-6任一所述的一种涤棉一浴皂洗剂的制备方法，其特征在于，将包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、葡萄糖酸钠和水的各组分混合，搅拌下加热至溶解，冷却至室温，得涤棉一浴皂洗剂。8.根据权利要求7所述的一种涤棉一浴皂洗剂的制备方法，其特征在于，所述加热温度为60-70 ℃。

技术总结

本发明涉及纺织助剂领域，针对涤棉一浴皂洗剂防沾污性能差的问题，提供一种涤棉一浴皂洗剂及其制备方法，包括丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物、异构十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水，丙烯酸-乙烯基咔唑-乙烯基苯磺酸钠聚合物中咔唑和苯磺酸钠的存在，提高了涤棉一浴皂洗剂的去污、防沾污能力，使洗涤后织物的皂洗牢度达到生产要求。的皂洗牢度达到生产要求。