Композиция для крашения арамидных волокнистых материалов

 

Изобретение относится к области крашения и заключительной отделки текстильных устойчивых к термоокислению высокопрочных материалов защитной одежды и может быть реализовано на текстильных отделочных предприятиях. Техническим результатом заявляемого решения является устранение указанных недостатков, а именно повышение устойчивости к термическому окислению и физико-механических свойств волокна при одновременном достижении равномерных и интенсивных окрасок широкой цветовой гаммы за счет использования в качестве интенсификаторов алкилфосфатов натрия в композиции с индивидуальными красителями и их смесями. Поставленная цель достигается тем, что в качестве интенсификтора композиция содержит алкилфосфаты натрия общей формулы ROPO3Na2, где R - алкильный радикал С3Н7-, С4Н9-, С5Н11-, С6Н13-, С7Н15-, C8H17-, при следующем составе, г/л: катионный краситель 0,1-0,5; алкилфосфат натрия 0,5-2,0; вода остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области крашения и заключительной отделки текстильных устойчивых к термоокислению высокопрочных материалов защитной одежды и может быть реализовано на текстильных отделочных предприятиях.

Известны составы для крашения и отделки термоогнестойких арамидных материалов, например ткани артикула “Надежда” на основе полиамидобензи - мидазольных (ПАБИ) волокон, приведенных в описании к А.с. СССР №1765269 А1 [Громов В.Ф., Федорова Н.С. Композиция для пигментного крашения целлюлозосодержащих материалов. - А.с. №1765269 А1, (46) 30.09.92. Бюл. №36. С.12], включающая латекс сополимера винилиденхлорида с бутадиеном в массовом соотношении мономеров 70:30, или латекс сополимера винилиденхлорида с винилхлоридом 65:35 или 80:20 соответственно, или их смесь при соотношении 1:1; полиэтиленовую эмульсию; антимигратор на основе манутекса RS или смеси крахмала с сольвитозой, поверхностно-активное вещество превоцелл WOF 100 или лейканол и водную дисперсию пигментного красителя. Предлагаемые составы позволяют получить прочные окраски лишь при крашении в светлые тона, что соответствует содержанию красителя в пропиточной суспензии 0,1-0,3% (1-3 г/л), при повышении интенсивности окраски до уровня средних тонов, увеличении концентрации пигмента в суспензии выше 0,3% прочность окраски резко снижается. Кроме того, пропиточная суспензия не обладает устойчивостью, что в условиях производства приводит к налипанию коагулюма на поверхность пропиточных валов и, как следствие, к неровности крашения материала. Наносимая композиция содержит вещества (полиэтиленовая эмульсия, манутекс RS), применение которых приводит к снижению устойчивости, к термоокислительной деструкции волокна по сравнению с уровнем этих свойств у исходных материалов.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является композиция для крашения волокнистых материалов из полигетероарамидов [Дянкова Т.Ю., Михайловская А.П. и др. Композиция для крашения материалов на основе ароматических гетероциклических волокон. Пат. 2158793. MПК7 D 06 Р 1/08, 1/62. Бюл. №31, 2000] из водного раствора катионным красителем в присутствии интенсификатора и уксусной кислоты. В качестве интенсификатора предложено использовать алкилсульфаты натрия: C12H25OSO3Na, или C15H31OSO3Na, или C16H33OSO3Na. Состав красильной ванны включает, г/л воды: краситель катионный 0,1-0,5; алкилсульфат натрия 0,5-2; уксусная кислота 2-5. Композиция обеспечивает достижение равномерных и интенсивных окрасок широкой цветовой гаммы, улучшение гигиенических характеристик, применение составов красильных растворов, соответствующих экологическим требованиям при сохранении физико-механических и огнезащитных характеристик волокнистого материала из полигетероарилена относительно неокрашенного образца.

Недостатком является сорбция полимером алкилсульфата в кислой среде и, как следствие, снижение термостойкости волокна, устойчивости к термо-окислительной деструкции. Кроме того, высокое содержание кислоты в красильном растворе (2-5 г/л) в условиях обработки при температуре 100С в течение 30 мин вызывает гидролиз ароматического полиамида, разрушение полимера волокна.

Техническим результатом заявляемого решения является устранение указанных недостатков, а именно повышение устойчивости к термическому окислению и физико-механических свойств волокна при одновременном достижении равномерных и интенсивных окрасок широкой цветовой гаммы за счет использования в качестве интенсификаторов алкилфосфатов натрия в композиции с индивидуальными красителями и их смесями.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве интенсификатора при крашении катионными красителями из водных растворов используют алкил-фосфаты натрия: С3Н7OРO3Na, С4Н9OРО32, С5Н11ОРО32, С6Н13ОРО32, С7Н15ОРО32, С8Н17ОРО32. Состав красильной ванны включает, г/л:

Краситель катионный 0,1-0,5

Алкилфосфат натрия 0,5-2,0

Вода Остальное

Модуль ванны - 200. Волокнистый арамидный материал окрашивают при температуре 95-100С в течение 30 мин, промывают 10 мин горячей и холодной водой и сушат. Композиция обеспечивает получение ровных окрасок средних и темных тонов на арамидных, в том числе гетероциклических, волокнистых материалах средних и темных тонов, устойчивых к мокрым обработкам и сухому трению при одновременном достижении более высоких показателей физико-механических свойств, устойчивости к термоокислительной деструкции и соблюдении санитарно-гигиенических и экологических требований (на уровне прототипа). Как и в прототипе, при крашении волокнистых материалов из полигетероариленов в цвет "Хаки" может быть использован краситель бриллиантовый зеленый. Требуемый оттенок получается в результате наложения колористических характеристик красителя и волокна, обладающего естественной желто-коричневой окраской. Используемый краситель применяется в медицине ("зеленка") для обеззараживания травмированных участков кожи, что особенно важно для одежды, защищающей от пулевых ранений и травм. Для получения равноинтенсивных окрасок по протопипу требуется использовать катионный краситель синий О в количестве 1 г/л и додецилсульфат натрия C12H25OSO3Na - 2 г/л в присутствии уксусной кислоты 5 г/л, что соответствует значению функции Гуревича-Кубелки-Мунка, характеризующей интенсивность окраски 2,91; по предлагаемому нами рецепту при том же количестве красителя концентрацию интенсификатора изопропилфосфата натрия можно снизить до 0,5 г/л. Кроме того, в отличие от прототипа при использовании алкилфосфата натрия в качестве интенсификатора процесса крашения арамидного материала не требуется применение кислотного агента уксусной кислоты, что способствует повышению физико-механических свойств окрашенной ткани СВМ на 5-22% по сравнению с исходным материалом. Температура начала термического окисления окрашенного материала возрастает на 30-40С, при этом потеря массы полимера уменьшается на 2-3% по сравнению с неокрашенным образцом, испытанном в том же режиме (скорость нагрева на воздухе 10С /мин), что свидетельствует о повышении устойчивости арамидного материала к термическому окислению. Применение алкилфосфатов натрия позволяет повысить прочность окраски к мыльно-содовому раствору и сухому трению по сравнению с прототипом с 4 до 5 баллов. Полученные окраски с применением алкилфосфатов натрия в отсутствие кислоты характеризуются равномерностью, наблюдается нивелирование природной разнооттеночности и неоднородности структуры нити, составляющих отличительную особенность арамидных гетероциклических волокон и проявляющуюся в виде "зебристости" и "полосатости" ткани или меланжевости пряжи. Отличительной особенностью предлагаемого состава является придание материалу улучшенных эксплуатационных свойств, а также исключение компонентов, представляющих опасность для здоровья персонала, обслуживающего красильное оборудование. Используемая по прототипу уксусная кислота вызывает повреждение эмали зубов.

Алкилфосфаты C3H7ОРО32, С4Н9OРО32 широко используются в качестве антистатиков [Патент России 1639001]. Используемые алкилфосфаты натрия экологически безопасны и входят в состав обрабатывающей ванны в малых концентрациях (0,5-2,0 г/л). Синтез алкилфосфатов натрия может быть осуществлен по известной методике в условиях химической станции отделочного производства или химической лаборатории, так как реакция протекает без выделения вредных веществ, отличается простотой технологии и аппаратурного оформления.

Для сравнения технического уровня показателей качества окраски и основных эксплуатационных характеристик (прочность на разрыв и относительное удлинение при разрыве) в таблице приведены данные испытаний и условия обработки, соответствующие предлагаемому техническому решению (примеры 4-6, 9-11, 13), и прототипу (примеры 1-3).

Сущность технического решения раскрывается в примерах.

Пример 1 (прототип). Готовят красильный раствор состава, г/л:

Краситель катионный розовый 2С 0,5

Лаурилсульфат натрия С12Н25ОSО3Nа 2,0

Уксусная кислота 5,0

Вода (MB 200) 992,0

MB - 200. Моток комплексной нити СВМ в количестве 0,5 г окрашивают при температуре 95-100С в течение 30 мин, промывают 10 мин горячей (80-85С) и холодной водой и сушат.

Пример 2 (Прототип). Окрашивают образец (0,5 г) ткани из волокна Тулен (артикул: “Надежда”) красителем катионным розовым 2С в присутствии интенсификатора алкилсульфата C15H31OSO3Na (2 г/л). Остальные условия обработки соответствуют примеру 1.

Пример 3 (Прототип). Окрашивают образец (0,5 г) пряжи из волокна Терлон красителем бриллиантовым зеленым, в качестве интенсификатора используют алкилсульфат С15Н33ОSО3Nа (2 г/л). Остальные условия обработки соответствуют примеру 1.

Ниже приведены примеры 4-6, 9-11, 13 реализации предлагаемого технического решения и анализ его эффективности.

Примеры 4-6 (оптимальные условия). Готовят 100 мл красильного раствора состава, г/л:

Краситель катионный

розовый 2С 0,5

Пентилфосфат натрия

С5Н11ОРО32 0,5-2,0

Остальное вода (MB 200)

Остальные условия обработки соответствуют примеру 1.

Пример 10. Окрашивают образец (0,5 г) ткани из волокна Тулен (артикул: “Надежда”) красителем катионным розовым 2С в присутствии интенсификатора октилфосфата натрия С8Н17ОРО32 (2 г/л). Остальные условия обработки соответствуют примеру 1.

Пример 11. Окрашивают образец (0,5 г) пряжи из волокна Терлон красителем бриллиантовым зеленым, в качестве интенсификатора используют октилфосфат С8Н17ОРО32 (2 г/л). Остальные условия обработки соответствуют примеру 1.

В примерах 4, 7, 8 приведены показатели интенсивности окраски, подтверждающие оптимальные значения концентраций алкилфосфата натрия в растворе. При концентрации, превышающей 2 г/л, интенсивность окраски (пример 8) соответствует интенсивности окраски образца при использовании октилфосфата натрия в количестве 2 г/л (пример 6), т.е. превышение концентрации интенсификатора выше верхнего концентрационного предела не приводит к увеличению интенсивности окраски. Снижение концентрации интенсификатора ниже 0,5 г/л (пример 7) не обеспечивает содержания красителя наволокне, соответствующего нижнему порогу чувствительности глаза к цветовому отличию от неокрашенного образца арамидного волокна,

В примерах 9, 10 показана возможность использования алкилфосфатов с длиной углеводородного радикала от С3 до С8. Значения функции ГКМ, характеризующие интенсивность окраски, достигают значений 2,5 и 6,5 соответственно для случаев крашения нити СВМ красителем марки Синий О и ткани Тулен - Розовый 2С. При использовании алкилфосфатов большей молекулярной массы существенно снижается растворимость алкилфосфата даже при повышенных температурах, значение функции ГКМ уменьшается до 0,1 (пример 12). Низкомолекулярные (менее трех атомов углерода) алкилфосфаты натрия использовать нецелесообразно, так как их синтез связан с применением токсичных и легколетучих спиртов.

Примеры 6, 9, 10, 11, 13 иллюстрируют эффект повышения физико-механической прочности арамидного волокна по сравнению с прототипом (примеры 1-3). Повышение прочности составляет 5-22% соответственно в примерах 8, 9.

В примерах 4-6 показано, что по сравнению с прототипом (пример 1) прочности окраски повышаются на 1 балл.

Данные дифференциального термического анализа, полученные на дериватографе “Р. и P.Erdeys” образцов комплексных нитей Тулен, СВМ и пряжи Терлон, окрашенных в оптимальных условиях, показывают, что устойчивость к термоокислительной деструкции повышается по сравнению с неокрашенным и окрашенным по прототипу волокном. Температуры начала разложения исходного и окрашенных по прототипу образцов (примеры 1-3) примерно одинаковы и составляют соответственно 470, 482 и 500С (при прогреве на воздухе со скоростью - 5С/мин). Температуры начала разложения образцов, окрашенных в присутствии алкилфосфатов натрия (примеры 4-6) - 512, 515 и 520С.

Испытания устойчивости окраски к физико-химическим воздействиям определяли согласно стандартам: ГОСТ 9733.0-83 - ГОСТ 9733.27-83.

Разрывную нагрузку определяли согласно ГОСТ 6309-80.

Для характеристики неровноты крашения использовали обобщенный показатель, учитывающий одновременное различие по цвету и светлоте в системе Г.Вышецкого [Кириллов С.А. Цветоведение, М. - 1987].

Интенсивность окраски оценивали по величине функции ГКМ (Гуревича-Кубелки-Мунка) и рассчитывали по значениям коэффициентов отражения, которые определяли на приборе ФМШ-56 в соответствии с ГОСТ 18054-72.

Формула изобретения

Композиция для крашения арамидных волокнистых материалов, состоящая из водного раствора катионного красителя и интенсификатора - натриевой соли алкилпроизводных минеральных кислот, отличающаяся тем, что в качестве интенсификатора содержит алкилфосфаты натрия общей формулы ROPO3Na2, где R - алкильный радикал С3Н7-, С4Н9-, С5Н11-, С6Н13-, C7H15-, C8H17-, при следующем составе, г/л:

Катионный краситель 0,1-0,5

Алкилфосфат натрия 0,5-2,0

Вода Остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения окрашенных термо- и огнестойких арамидных волокон, используемых для изготовления защитной спецодежды

Изобретение относится к области художественно-колористического оформления текстильных изделий способами низкотемпературной ручной росписи (холодный батик) и фотофильмпечати
Изобретение относится к красильно-отделочному производству, в частности к способу крашения натурального шелка или смеси его с хлопком прямыми красителями без использования электролита

Изобретение относится к красильно-отделочному производству ,в частности, к способам отварки и крашения натурального шелка

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть реализовано в производстве термоогнестойких высокопрочных волокнистых материалов на основе ароматических гетероциклических полимеров (ПГА) с высокими гигиеническими характеристиками
Изобретение относится к области технологии получения окрашенного полиарамидного волокна, в частности к способу крашения волокна из метапараарамидбензимидазола, и может быть применено в текстильной промышленности
Изобретение относится к области технологии получения окрашенных термо- и огнестойких арамидных волокон и может быть использовано на текстильных отделочных предприятиях
Наверх