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活性染料新型染色碱SN

来源:印染在线 发布时间:2015年03月24日

我国是一个纺织及出口大国,近几年出口一直保持逐年递增的态势。印染行业是用水大户,也是污染大户,尽管各级政府不断加大监管力度,但现仍有许多企业污水排放不达标,甚至还有大型印染厂污水不经处理直接偷偷排放的现象时有发生,造成我国的水域资源环境有进一步恶化的倾向。珠三角、长三角情况更为突出,受污染程度之深,实在令人担忧。尽管经济是繁荣发展了,但是人类赖以生存的资源环境却遭到了严重的破坏。作为染整工作者,我们有责任和义务为保护自己赖以生存的环境而努力探索、为实现我国染整业可持续发展做出贡献。

要发展经济,更要保护好环境,首先是要从源头上进行防治。目前印染行业实施“节能降耗、污染减排和资源节约”的突破,在技术层面上主要有两个方面:一是染整设备的技术改造,淘汰耗能耗水多、染化料用量大的旧设备。尤其是浸染设备,目前1:6甚至1:3.5浴比的染色设备日益成熟,可节约40%以上用水和大量染化料,同时废水量也大幅降低,但这类设备价格高,要在全行业普及还需要时间;二是革新工艺,采用对环境友好的助剂。新型染色碱SN就是染整加工中关键的染色工艺所大量使用的纯碱替代品,以减缓目前耗水多、染化料用量大、污水排放量大的突出问题,提供实现小浴比(少水染色)关键技术的创新产品。

新型染色碱SN是一种活性染料染色工艺优化剂。无纯碱用量大、不宜化料、尤其不适应小浴比的染色、染后水洗耗水多、对水域环境污染严重、其粉尘对工人身体健康有危害等缺陷。同浴比条件下可至少节约10%的洁净水和减少10%的污水排放;同时在染色废水中的COD可降低50%以上。如全行业用染色碱取代纯碱仅只需30万吨、每年可减少近300万吨固体碱排入祖国的江河湖海,使日益恶化的水域资源环境和土壤的盐碱化得以改善。经在全国各地一些印染厂使用,用户一致评价是:⑴比使用纯碱直接成本降低10%-30%,使用方便可靠。⑵对染色的产品质量、尤其是染色牢度有明显提高,降

低染厂返修率。⑶极大的减轻了工人的劳动强度,无粉尘污染,为实现清洁生产提供了一条可靠的技术途径。⑷综合成本降低:省时、省水、省电、省冰醋酸,废水中的COD也比纯碱降一半以上、降低了处理污水负荷和费用,具有很高的经济效益和社会效益。

新型染色碱SN是我公司近几年开发出的创新产品,2005年10月经省级鉴定国内专家一致认为:该项成果技术居国际领先水平,2006年度列为国家重点新产品。

1.SN的经济技术指标特性

1.1主要技术指标

1.1.1含有机羧酸的高浓缩缓冲复合碱

采取有机羧酸滴加聚合、与无机碱以及强碱分散剂等复合独特生产工艺技术,极大的提高了SN产品的有效成份的含量,更好的模拟了纯碱的pH曲线。

此图数据测试:在25℃温度条件下,去离子水配制各浓度碱液,采用美国Hanna公司HI98128pH/温度计测试。(精确到pH±0.01,I温度±0.1℃)

1.1.2密度1.70(20℃),-15-60℃密闭下存放一年。

染色碱取代纯碱必须要适用于各种不同结构活性染料的浅、中、深色的染色、与纯碱相比较获得更一致的色光甚至超过纯碱固色的得色深度。提高含固量、尤其是有效成份的含量,而又要保证产品稳定性,这是该产品大比例取代纯碱的难点,也是关键点。(目前市场代用碱名目繁多,良莠不齐,普达不到纯碱固色的得色深度,拼色红光不够)这也是SN与国内外同类产品相比较而最大的优势所在。(下列数据为江苏某公司所测)

表1不同碱剂浓度的相对色力度(%)

染料

结构

类型

纯碱

20g/L

代用碱

最大吸收波长nm)

1

2

3

4

活性红M-3BE

偶氮异双

活性基染料

100

107.08

101.26

95.45

92.41

550

活性翠蓝

B-BGFN

铜酞菁乙烯砜染料

100

105.49

117.22

113.63

110.26

670

活性黑

KN-B

双偶氮乙

烯砜染料

100

117.24

113.72

95.14

87.02

610


染色条件:2%o.w.f、六偏磷酸钠1.5

g/L、食盐40g/L、碱剂(见表)浴比1:40、65℃吸色30min;65℃固色40min→皂洗。DatacolorSF600X测色仪测试。
表-1显示:不同结构类型的活性染料,采用新型染色碱固色,其得色深度(固色率)可以达到甚至可以超过纯碱固色的得色深度。这与两年前“新型固色碱”的实际水平相比,是个了不起进步。然而,要获得较高的得色量(与纯碱相比),有一个前提条件,那就是实际用量必须“恰当”。


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1.2高的性价比

纯碱在过去的几年里,随着能源、以及燃油价格的上涨也上涨了50%,市场均价为1680元/吨,而染色碱平均以1/9的量取代,即110kg就替代一吨纯碱,可降低直接成本15%—25%。各个工厂均有一套成熟的工艺,我们向其推荐使用SN时均提供用量表、以及直接取代纯碱的比例。

表2SN参考用量表

染料%

≤0.05

0.1

0.5

1.0

2.0

3.0

4.0

6.0以上

g/L或%

0.8-1.2

1.0-1.4

1.3-1.8

1.5-2.6

1.8-2.8

2.0-3.2

2.5-3.4

2.5-3.8


说明:浴比≥1:8用量为0.8—3.8g/L,若配色中以B黑,R兰为主色,应选择对应纯碱浓度范围的下限(1/10);若配色中以翠兰、红为主色,应选择对应纯碱浓度范围的上限(1/8);黄为主或其它拼色,则选择中间值(1/9)。深黑色(1/8)

SN适用于各种型号的浸染工艺设备:如国产各种机型、进口的德国Than、Thies、意大利MCS以及希腊缸、而立信的GN和ECO各系列染缸则优势更为显著,更能体现多、快、好、省的优势;适应各种纤维材料包括莫代尔、天丝、人棉莱卡;各种纤维型态包括散纤、筒子纱、绞纱等;适应各种染料染色工艺如升温法、降温法、恒散温法;加料方式也非常灵活简捷,可手动三次、也可一次曲线加入;与纯碱比较更易控制色花疵病,得色浓艳丰满,并且湿摩和白布沾色有明显提高。近三年来,在全国各

地近50家染厂长期使用,至今无一例投诉。

1.3环保特性

SN产品经国际纺织环保协会秘书处(瑞士)纺织检定公司检测,符合OEKO-Tex100-200标准,并颁发ECO证书(ECO-PassportforChemicais,AuxiliariesandDyestuffsNo.SHXA044219Testex-zurich),第ZHXA044219号检验报告如下:

Oeko-Tex活性染料染经染色处理

表--3100-200标准色碱SN产品过的绿色织物

pH值

(符合.EN1413,1998)号,

水提取物[pH]

4.0-7.5

12.9

6.6

甲醛分析(符合JISL-1041)号

无甲醛[ppm]


九种重金属测定毫克/千克

(OEKO-Tex)金属检测

<58.52

<22.15


酚(加氯和OPP)

(符合OEKO-Tex200)号

五氯苯酚四氯苯酚联苯酚

<50.1

<0.03


有机锡混合物(符合OEKO-Tex200)

<1.5

<0.06


加氯的苯/甲苯(16种衍生物)

(符合OEKO-Tex200)

<1.0


汗渍牢度(符合ISO105/E04)号,

耐酸:色变性等级

上染率等级

耐碱:色变性等级

上染率等级

3-4

3-4


4-5

4-5

4-5

4-5

摩擦牢度(符合ISO105/X12:12003)

干摩擦牢度测试等级

湿摩擦牢度测试等级

4


4-5

3-4

水洗牢度(符合ISO105/E01)

色变性等级

上染率等级

3


4-5

4-5



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2.节能降耗、污染减排的显著效果

2.1节能降耗、资源节约

在众多用户中,普遍反映使用SN后达到节能降耗、增收节支、污染减排的效果。有染厂老板高度评价SN为三省产品,即“老板省钱、干部省事、工人省力、还环保。”现就某上市集团公司在使用SN近两年,所提供的生产实例数据进行分析。

表4染色处方

工艺处方

雷玛唑黑B133%(owf)

3.5

3.5

雷玛唑红3BS%(owf)

0.5

0.5

雷玛唑黄3RS%(ow

f)

0.5

0.5

元明粉g/l

70

70

纯碱g/l

30

__

SNg/l

__

3.0

冰醋酸%

0.5

__


纯碱与SN对比工艺(全棉32S单面布立信GN-28缸浴比1:10)

2.1.1省时、省水、节约能源、成本降低

纯碱工艺加碱时间很长,而且必须分三次加入,加碱速度的控制对产品质量起着决定性的作用。而用染色碱SN工艺,虽然固色阶段的时间稍长,但加碱可以一次性(曲线)加入,无需考虑色花问题。染色后水洗次数少,工艺时间缩短一小时。

在图2中,与纯碱比较SN工艺在染后减少一次水洗和一次HAc的热水处理。这样在中深色染色中一吨布可节约20吨水,也节省HAc(70℃)的加热蒸汽。在染色阶段省去了超过20%清洁水。从表4中Ⅱ缸省去了0.5%(owf)的HAc。

纯碱与SN工艺成本对比:表--5

纯碱工艺

SN工艺

项目

用量

成本(元/吨布)

项目

用量

成本(元/吨布)

雷马唑黑B133

3.5%

910

雷马唑黑B133

3.5%

910

雷马唑红3BS

0.5%

160

雷马唑黄3BS

0.5%

160

雷马唑黄3RS

0.5%

190

雷马唑黄3RS

0.5%

190

元明粉

70g/l

455

元明粉

70g/l

455

纯碱

30g/l

450

SN

3.0g/l

360

冰醋酸

0.5g/l

46

皂洗剂

1g/l

61

皂洗剂

1g/l

61

90(吨/吨布)

180

70(吨/吨布)

140

302(度/吨布)

166

250(度/吨布)

137

合计

2618元/吨布

合计

2413元/吨布


表-6摘自《印染》2006第7期《染色碱SN在筒子纱染色中的应用》

筒子纱染色成本比较(以深咖啡为例)表-6

项目

试样1

试样2

试样3

用量g/L

金额/元

用量g/L

金额/元

用量g/L

金额/元

染料%

8.0

2880.00

8.0

2880.00

6.8

2448.00

其它助剂

1046.41

978.17

978.17

纯碱

20

306.00

染色碱SN

2.5

255.00

255.00

冰醋酸

68.24

合计<

4300.65

4113.17

3681.17


由表-6可知,使用染色碱SN染色工艺,成本低于纯碱染色工艺,试样2比试样1减少直接成本187.48元/吨纱。试样3比试样1减少工艺综合成本619.48元/吨纱


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2.1.2染化料、助剂的节约

在一些港资企业中,有较多地地使用Na2CO3-NaOH混合碱工艺,从表面上看用碱的成本是大幅下降了,但只要我们通过大批量生产全面对比分析,就会出现这种工艺综合成本并没降低,而是提高了,并且带来了质量不稳定的可能性。
混合碱与SN的工艺比较:(全棉32支汗布立信E-38浴比1:9)

配色处方(深宝兰色为例)表-7


Ⅱ(染料-15%)

活性黄3RN%(owf)

1.158

0.985

活性红3BSN%(owf)

1.06

0.901

活性黑B%(owf)

4.5

3.825

NaCl(g/l)

80

80

Na2CO3(g/l)

6

__

NaOH(g/l)

0.9

__

SN(g/l)

__

2.8

HAC(98%)(g/l)

0.7

0.2


给色量的检测对比

在测色仪上进行检测,以Ⅰ号样为标准(力度100%),Ⅱ号样(力度99,89%),色泽差异见表-8,而染厂控制标准允许差值为±0.4

色光的检测对比表-8

光源

DL*

Da*

Db*

Dc*

Dh*

De*

FO2

0.00

0.17

0.08

-0.09

0.17

0.19

D65

-0.01

0.22

0.08

-0.08

0.22

0.24

A

0.03

0.27

0.15

-0.12

0.28

0.31


DatacolorSF600X测色仪测试

从表7-8看出,同比Ⅱ尽管减少染料15%,但给色量差异仅0.11%.,色光控制也好于控制标准;湿摩擦牢度高半级。混合碱两次加碱时间长达70min,造成工艺时间延长,而加完NaOH后的时间仅30min,(如时间过长,会造成染料大量水解)这样有三个负面效应,一是染料浪费、二是水洗负荷加重对牢度不利,三是污水处理负荷和费用增加。虽然SN的直接

成本高出近180元/t,但省10kg染料的费用却远不止180元。而SN省时、省水、省染料、省HAC等,综合成本是降低的。最重要的是质量有保证,用NaOH很危险,易产生色花。

表9《印染》2006第7期《染色碱SN在筒子纱染色中的应用》表-9

处方/%(owf)

试样1

试样2

试样3

菲诺红S-3BF

2.00

2.00

1.55

菲诺黄S-3RF

3.80

3.80

3.25

玛德素元青N150

2.20

2.20

2.00

NaClg/L

80

80

80

Na2CO3g/L

20

染色碱SNg/L

2.5

2.5

浴比

1:13

1:13

1:13

温度/℃

60

60

60

时间/min

60

75

75


表9处方染色结果表明,3只色纱试样着色均匀未发现阴阳色或色斑。试样2比试样1偏深偏红10%,试样3在减少染料用量10%—20%情况下,颜色深浅与试样1相同。固色用染色碱SN较纯碱得色量高10%左右。另外,大红色、黑色,结果与上述情况相似。

2.2污染减排

2.2.1废水中COD大幅降低

表10纯碱工艺与SN工艺染色废水COD对比

化学需氧量CODcr/(mgl)

试验条件

纯碱工艺

染色碱SN工艺

染色残液

2641

1216

一次水洗

1348

564

二次水洗

923

356

三次水洗

793

208


注:以上数据是取二缸残液测量的平均值。

2.2.2在低浴比染色机上的优势

加强环保和节约资源在经济生活中越来越显重要,人们已从末端治理改为源头防治,低浴比染色机将在浸染方面逐步占为主导地位。由于浴比小电解质浓度高,染料初始上染率高而不容易扩散转移,极易造成色花。而SN以其电解质浓度小易扩散转移的特点,在小浴比染色机上容易控制色花。在许多工厂所引进德国、意大利、希腊的小浴比染色机上的长时间使用均展现出其卓越的优势。无论是色花抑制、浴比的精确控制、都很便利。
3.技术措施

纯碱替代产品在在行业中是个令人瞩目的研究项目,产品在市场上也越来越多地出现。这是好事情,有竞争才会有进步,才会让

用户有更多地选择。但不同牌号产品的质量最终反映在匀染性、上色率、重现性、产品自身稳定性、以及环保特性却是千差万别;价格也是非常混乱,同一公司这样的产品质量会好吗?因此,染厂准备使用该类产品时一定要谨慎,必须经过充分对比,有比较才会有鉴别,才会作出正确的决定。

3.1用量的确定

SN的用量是根据颜色来决定取代纯碱的。红与翠兰G用量最高,是纯碱用量的1/8、R兰与B黑为最少是纯碱用量的1/10、切切不可搞错,红黄黑三拼色用量相当则1/9、深黑色的用量为上限(1/8)。(如咖啡红多一些,黑B少些也可用1/8.5、反之,深宝兰B黑多一些,红少则用1/9.5。)

特浅色(纯碱用量不足6g/l)SN用量偏大、可能超过1/8—1/10的用量,因SN产品最低用量为0.8g/l,如原工艺纯碱为5g/l、那么红色1/8取代就仅有0.6g/l,小于SN产品的最低用量.特浅色用碱量极少对生产成本影响也小。

SN用量计算、称量要准确,容器要一定专用干净。

3.2打小样(仿色)

SN的稀释一定以重量百分比10%(wt),具体方法:将三角烧瓶放在电子秤上回零。用干净的移液管吸取,如加入为25.8g,则将水补充至258g即可(10%wt)。工艺曲线的选用同纯碱一样,考虑到SN促染的功能较纯碱弱一些,建议打小样固色时间较纯碱要延时10min(增加10min对于大生产可忽略不计,更何况用SN染后水洗要省时很多)。

染厂在与纯碱进行充分对比染色试验后,制定出符合厂情的工艺用量表,并且针对工艺特点、设备状况和工人操作习惯,制订相应的措施;说到底很简单就是统一标准。

3.3大生产

3.3.1浴比的控制

SN用量少,平均仅只纯碱用量的1/9,染液中离子强度低,促染的功能要弱一些(上色缓慢,不易色花是优点),浴比的变化所造成波动要比纯碱大一些,尤其是超水比易造成色浅。例如:500㎏缸只生产230㎏布,又如原是常温J缸(1:10)生产,复染

到KU—133类的拉缸上进行(1:18的浴比,用纯碱也会色浅并考虑染料加成,用SN更不能忽略)。要注意浴比变化,复样浴比与生产浴比尽可能相近。由于生产时,经常有染缸变更或不满载情况,工艺员及时调整工艺,如浴比增加20%—50%,则需延长固色时间;浴比如增加50%以上,必须调整处方。

3.3.2SN的注入方式:

如配置有电脑曲线加料系统可一次性注入,但必须是先慢后快,即使是电脑设定了速率=70%,但一定要在初加碱时确认速率=70%。立信染缸在许多工厂使用时,经常会遇到设定速率与实际执行不相符的情况.应立即由设备人员最好请设备厂家技术人员来调试。

在未配置电脑自动曲线加料装置的设备上,敏感色的加碱则应分批加入,先慢后快。有的用户采用一些小窍门,做到又快又好又省。

4.结束语

近年来纯碱替代品在印染厂的使用也越来越多,在提高上色率、改善匀染性能、以及稳定性和环保性能等方面都取得了突破性的进展,越来越多的染厂从中获得了实惠和收益。染色碱SN的广泛推广应用,国家也给予了充分地肯定;四个部委批复了染色碱SN为2006年度国家重点新产品,同时也给予了政策上的扶持。可以予见未来几年染色碱工艺取代纯碱将成为染厂的常规工艺。因为:

1.客观上,实施“节能降耗、污染减排”战略已成为基本国策,它充分反映了广大人民群众的强烈诉求、体现国家要实现可持续发展、创建合谐社会的坚强决心。各级政府也相应出台了治理考核指标和硬性管理措施。促使印染厂更多地去关注和寻求新的、高性价比的环保型产品,以求适应不断变化的社会环境。

2.印染企业要在激烈的市场中,打破欧美的绿色壁垒,将会更多地使用绿色环保型产品;同时也将更有利于企业节能降耗、提高质量、增加经济和社会效益。


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