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液体分散染料的制备工艺和染色性能研究
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【摘要】在我国，有着很大的染料生产量，在节能环保的理念下，粉状染料生产过程中造成的尾气和粉尘污染也成为关注重要的问题。和粉状染料比起来，液体染料有着不可比拟的优势，例如染料利用率高，并且工艺简单，节省了能源，从源头上消除了粉尘污染等等。本文主要是对液体染料制备工艺进行了分析和试验研究，然后分析产品粒径和稳定性以及印染性能等等。希望为相关研究提供参考，促进染料制备工艺的不断改革和发展。
【关键词】液体分散染料；制备工艺；染色性能
1、引言
中国是全球最大的染料生产国，目前年产量已达100万吨以上，占到全球总产量的60%～70%。在染料生产过程中大量使用喷雾干燥塔来进行染料成品的干燥。这些喷雾干燥塔所排放的尾气有机物成分复杂，有特征异味，伴有粉尘，浓度低，风量大，污染范围广。虽然染料行业废气污染问题一直备受关注，经过多次整治，无机废气比如氮氧化物、氯化氯和氨气等得到了较好的洽理，但VOCs废气和喷塔干燥废气整治效果不明显。现有生产工艺及废气处理设备存在不符合规范的情况，导致废气收集及处理存在较明显的问题，直接无组织废气的扩散，而这样物质大部分具恶臭味，对周围居民身体健康及大气环境危害较大。
浙江杭州湾上虞工业园区已建成区面积已达21平方公里，是全球染料生产最大的生产基地，占全球染料产量的60%以上。园区内有大小染料生产企业十多家，特别是浙江龙盛集团和闰土股份两家全球最大的染料生产企业占了全球染料产量的近50%。这些巨头染料公司有尾气排放风量在35000m3/h以上的喷雾干燥塔五六十支，再加上园区内其他染料生产企业，染料行业内的喷塔尾气处理问题非常严峻。
目前，染料商品主要是固体粉末状染料，这些染料要求其能在水中迅速扩散，并成为稳定的胶体悬浮液，因此在出厂前，必须对染料要进行商品化处理，分散染料最主要的加工是选择适当的助剂将染料充分研磨制成易于在水中高度分散和稳定悬浮的染料商品。研磨前将染料、分散剂和其它助剂与水混合均匀，再置于研磨机中进行研磨，直到取样并测试细度及扩散性能达到合格，然后喷雾干燥，最终经混配、标准化达到商品规格。
与粉状分散染料相比，液状分散染料具有诸多无法比拟的优点：①液状分散染料使用较少的分散剂即可达到良好的分散效果，节约成本且提高了染料利用率；②省去喷雾干燥过程，简化了工艺，节省了能源，减少VOCs和粉尘污染；③便于自动取料，大大降低下游印染企业工作强度，无需化料，减少大量VOCs和粉尘的无组织排放，改善了劳动强度；④从源头上消除了粉尘污染等等，这使其作为分散染料的一种商品剂型近年来又逐渐受到重视。
2、实验方法
2.1实验试剂与仪器
分散蓝2BLN染料滤饼，分散剂AS-3，分散剂Reax-85A，分散剂MF均为市售工业品，其它助剂均为市售化学纯试剂，球磨介质：φ1mm氧化锆珠，φ1-3mm玻璃珠。
AX搅拌球磨机（无锡市海波干燥机械设备厂）；1001L-PANDAAZK高压均质机（意大利NiroSoavi公司）；MASTERSIZER2000型激光粒度仪（美国ParticleSizingSystems公司）。
2.2实验操作
第一步球磨：取50g分散蓝染料，按比例加入分散剂和复合助剂，在球磨机中进行研磨2～4h，得到均匀稳定的乳状液。第二步再分散：在球磨机中加入120g水和一定量的分散剂，搅拌球磨下缓慢滴加已制备好的乳状液50g，滴完后继续球磨5～7h。第三步高压均质：得到的染料液经高压（800～1200bar）均质循环3～6次后得纳米级分散蓝2BLN染料液，平均粒径约70nm，D90小于100nm。
3．结果与讨论
论文重点讨论液体染料制备工艺各种参数对产品粒径、稳定性及印染性能的影响。
3.1有机溶剂种类对粒径的影响
在球磨步骤中加入各种有机溶剂，其中染料滤饼/有机溶剂＝1:1（其它参数不变），最后染料粒径如表1所示。
表1不同有机溶剂球磨后的染料粒径结果
编号
染料/g
分散剂/g(reax85A:MF=2:1)
有机溶剂
水/g
D50/nm
D90/nm
1
100
100
乙醇
100
84
≤144
2
100
100
乙二醇
100
65
≤104
3
100
100
甘油
100
60
≤95
4
100
100
丙酮
100
59
≤98
5
100
100
DMF
100
58
≤92
6
100
100
混合溶剂
100
57
≤88
注：混合溶剂为：乙二醇：DMF：乙醇＝1:3:1（重量比）
由表1可以发现，球磨可以有效地减小染料的粒径，加入不同的有机溶剂有着不同的效果。溶解能力越好的溶剂，最后的粒径也越小。乙醇、乙二醇和甘油属于多羟基
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