防水防油整理的常见问题分析及对策

第23卷第9期 2006年9月 印染 助剂 TEXTILE AUXILIARIES Sep 3 No. 2006 防水防油整理的常见问题介析及对策 张 英，周向东，袁 炜 (浙江传化股份有限公司，浙江杭州 311215) 摘 要:对织物防水防油整理的初期效果、加工持续性、粘辊性、色变及回修等常见问题产生进行了分析，提出了解决的. 关健词:防水;防油;耐久性;织物;回修 中图分类号:TS195.5'7 文献标识码:B 文章编号:1004-0439(2006)09-0028-03 Analysisand countermeasures of the comm on problems waterproofing and oilpro Ying, ZHOU Xiang-dog, 0五ng finishing 隐口. nIAN Wei (Zhejiang Transfar Co., Ltd., Hangzhou 311215, China) Abstract二The initial effects, process continuousness, roll-sticking, color distortion and reparation, and the other common problems were analyzed. The countermeasures were proposed. Key words:waterproofing; oilproofing; durability; textiles; reparation 防水防油剂是特种整理助剂之一，对使用过程中 出现的许多问题必须进行原因分析及寻找解决的对 策.现将作者多年来在工作中遇到的问题进行总结和 分析. 1织物整理后初期防水防油较差原因及对策 1.1 防水防油剂性能 阳离子型防水防油剂的稳定性和对纤维的吸附 力都较好，防水防油性优于非离子型或阴离子型产品. 产品中所含助剂分子质量越小、添加的溶剂沸点越低， 成膜性越好.常用的溶剂有丙酮、二丙二醇甲醚(DPM), 三丙二醇(TPG)等，其中丙酮的成膜性最好，但属危险 化学品. 防水防油剂分子结构决定了防油性能的优劣.分 子中含有与纤维反应的活泼基团，产品的防油性好于 无反应基团的产品. 1.2 防水防油剂的使用A 正常加工条件下，防水防油效果随防水防油剂用 量的加大而提高.在成本范围内，可以适当提高用量 来提高防水防油性.但达到饱和后，随用量提高，防水 防油效果不再改善，产品性能已达极限. 1.3 焙烘条件 高分子防水防油剂需要高温才会交联成膜，焙烘 不充分会影响成膜性，防水防油效果就差.另外，焙烘 温度也很关键，温度越高，对防水防油加工越有利.为 避免织物产生较大的色变和黄变，温度应受到限制，但 能采用延长焙烘时间来提高防水防油性能.[1] 1.4 织物前道加工 织物前处理不完全，如油剂和蜡质去除不干净，容 易在织物面产生轻度防水效果，影响织物对于防水 防油剂的吸附量.即使采用干布浸轧或提高防水防油 剂用量，防水防油效果也不能提高. 织物前道加工:(1)普通涤纶织物常用聚丙烯酸醋 类上浆，纺丝时油剂量又少，可用碱加洗涤剂除去;;(2) 全涤超细织物的浆料是矿物油、酉旨化油、蜡类等复合 油剂.如果前处理不充分，油类物质容易残留在布面 收稿日期: 作者简介: 2006 张 -02-27 英(1976-)，女，浙江嗓州人，助理工程师，主要从事印染助剂的应用性能研究. 9期 张 英等:防水防油整理的常见问题分析及对策 上，烘干后织物表面拒水，防水防油效果不佳.解决办 法是强化织物的前处理，保持织物50%以上的轧余率， 或在防水工作液中添加溶剂如异丙醇(1020 g/L)、正 己醇(3-6 g/L),提高织物的轧余率;(3)全棉增白织物未 经固色处理，轧液时部分阴离子型增白剂脱离布面进 人混合液中，与防水防油剂大分子相互吸附，减小了 布面对于防水防油剂的吸附量，防水防油效果变差.增 加水洗工艺，去除布面上增白剂浮色可以提高防水防 油效果;;(4)全棉印花织物上，图形深色处常有沾水现 象，防水达不到AATCC-22100分或在印花处的 防油较差.原因是深色处上浆较多，成膜后防水剂难 渗人纤维内，防水效果不理想.部分浅色织物可以添 加反应性较强的封端异氰酸醋来改善.[21 1.5与其他助剂(如柔软剂、抗静电剂等)复配 复配柔软剂常选用非离子型和阳离子型，而不选 用阴离子型.非离子型柔软剂对防水防油影响较小，但 手感不理想;少量使用阳离子型有机硅柔软剂，会产 生较好的手感. 不宜复配柔软剂的情况:(1)防油要求较高时，添加 柔软剂会降低防油性能;;(2)防水防油剂(自交联型)分 子结构中没有与纤维反应的活泼基团，有机氟化合物 分子中如果含有与纤维反应的活泼基团，有机硅化合 .物分子中硅氧烷链上的活泼氢就可以与防水防油剂 分子中的双键加成，也可以与纤维中的经基脱水反应， 在纤维表面形成混合膜.有机氟化合物的表面张力低 于有机硅化合物，混合膜的表面张力提高引起织物防 油性能下降.自交联型防水防油剂中添加有机硅化合 物，有机硅分子中的活泼氢与纤维发生脱水反应，影响 防水防油剂的成膜均匀性和完整性. 抗静电剂常用非离子型，阳离子型虽具有较好的 抗静电效果，但与防水防油剂同浴使用后，防水防油 性明显下降，不宜选用. 1.6 织物组织结构 某些全涤高密织物带液率常在30%以下，常规用 量下防水<<100分.增加防水防油剂用量、添加防水防 油增效剂或升高定形温度等都能提高防水防油效果. 混纺类织物如锦涤纺，单独使用防水剂时，布面有 水痕，添加三聚氰胺树脂3-5 g/L就可改善此现象. 锦纶织物只有在等电点以上，布面显示的电位才 是负电荷，方能较好地吸附带正电荷的防水防油剂分 子，显示出较好的防水防油效果. 2.1 防水防油剂的差异 防水防油剂间有效有机氟质量分数不一，表面电 位也不同，加工持续性就有差异.有效有机氟量越高， 表面电位越低，加工持续性就越好，成本越低. 阳离子型产品的表面电位高于非离子型，表现为 正值，随pH值变化影响不大;大多纤维表面电位都呈 负值，,pH值降低，涤纶纤维的表面电位有向零靠近的 趋势，尼龙的表面电位从负值向正值变化，棉的变化 最小.防水防油剂与纤维的表面电位相差越大，吸附 越快，加工持续性下降就越快.为此可添加10%冰醋 酸0.51.5 g/L来提高其性能. 2.2 湿布加工 许多印染厂用刚染完色的湿布离心脱水后直接 进行防水防油加工，如果织物的带液率较大，布面优 先吸附防水剂大分子，布面所带的水分经轧车后部分 回流到工作槽中，使得布面水量被带人轧槽的速度远 大于防水剂被吸附的速度，造成防水防油剂质量分数 下降，防水防油效果也随之下降.因此，连续加工时必 须适时补充新鲜的防水防油剂工作液. 2.3 织物结构 织物结构越疏松或克重越大，吸液量也越大，连续 加工时防水效果下降也较快;反之，就会好一些. 2 整理织物防水防油持续性较差原因及对策 3 织物整理时粘辊的原因及对策 3.1 防水剂产品的稳定性差异 相同工艺条件下，用不同的防水防油剂，产生粘辊 的概率大不相同.低品质防水防油剂中添加了填充剂 来满足固体质量分数的要求，导致产品的稳定性变差. 3.2 设备 使用表面较粗糙的轧辊浸轧防水防油剂工作液 时，轧辊表面很容易被析出物沾污，而且随着织物的 颜色不同，沾污物色光也相异，如落后的蒸汽烘筒产 生粘辊的概率会明显增加. 3.3 织物表面残留助剂 涤纶织物前处理时如水洗不完全，残留较多阴离 子型表面活性剂，发生粘辊的概率大大增加.有加工 单位曾经出现这样的现象:本白涤纶布进行防水防油 处理时出现较多白点，粘辊现象很严重;而同样规格 的染色布，使用相同的防水防油加工工艺就没有出现 类似的粘辊现象.其原因是前处理退浆中使用的液碱 为全棉织物丝光工艺后的回收碱，虽经沉淀处理，但仍 有大量的表面活性剂和杂质存在，吸附到布面上难以 清洗，造成本白布的粘辊;而染色布经过高温染色后， 印染 助剂 23卷 布面残留物高温下已大部分分解，且增加了水洗过程， 布面相对较干净.解决办法是加强布面水洗. 3.4 加工环境 粘辊现象具有季节性，在夏秋二季比较集中.防水 防油加工时，环境温度超过35℃，粘辊概率就会明显 提高.同时，受气候影响，水质变化较大.使用地下水的 单位尤其要注意水处理质量，尽管水的硬度得到了控 制，但所含有机物超标也容易引起粘辊.解决办法是 使用自来水并及时清理轧车上的沾污物. 氰胺类交联剂，使织物的黄光增强、红光减少.因此，加 工浅色织物需要控制用量.天然纤维织物上添加异氰 酸醋后显示出较好的耐久性，但分子中含有N元素，高 温定形时会有黄变，加工白色和鲜艳织物时用量不宜 加大，最好预先进行小试确认. 4 织物的色牢度和色变原因及对策 4.1 防水防油剂 不同类型的防水防油剂产品会引起同一种织物 的不同色变.原因是不同产品的防水剂分子结构不同， 所含的溶剂和乳化剂也不一含VCM(氯乙烯)基团的 防水防油剂对色牢度影响大于不含VCM基团的防 水防油剂.在酸性条件下，VCM基团遇水后，C1原子容 易游离出来生成HC1，并残留在布面上，质量分数越高， 色牢度影响越大.因此，对于质量要求高的产品必须 进行小试及工艺调整. 4.2 染料 敏感染料染色的织物，在防水防油加工中需要注 意工艺条件的控制.如分散紫染色的织物，高温(180- 200℃)定形时蓝光加深、红光减少，色变在1级以上. 解决办法是降低温度至130-150 9C，同时降低防水防 油剂的用量.另外，分散染料3B红染色的织物在酸性 较强的工作条件下，织物浸轧后再经高温定形会有很 明显的蓝点或蓝条出现.分散染料3B红不耐酸，防水 防油稀释液pH保持在6-7较理想，不宜过多添加冰 醋酸、稀硫酸等酸性助剂. 4.3 织物加工 对于一些加工要求不高的色织装饰布，为了降低 成本，印染单位常采用坯布直接进行防水防油加工，引 起较大的色变.因为织物坯布表面有较多的浮色，浸轧 防水防油剂工作液时布面浮色被大量洗下;同时所用 染料的升华牢度较差，成品布的色光变浅也就不可避 免.建议防水防油加工前对织物进行水洗. 4.4 复配 防水防油剂对织物有增深效果，复配柔软剂后增 深效果更为明显.配方中宜选用高质量分数的防 水防油剂产品，尽可能减少用量对色变的影响.另外， 耐久防水防油加工需要添加交联剂和催化剂来满足 织物多次水洗的防水防油要求北纤织物常添加三聚 5 防水防油织物的回修 在防水防油加工过程中，回修加工不可避免，常规 工艺较难去除完全，这要求剥除剂能使防水防油剂先 在纤维表面溶胀脱落，在高碱条件下破乳，再进一步 乳化脱落的防水防油剂分子，防止再回沽到纤维上. 6 结论 防水防油加工是一种提高织物附加值的功能整 理，加工时必须重视织物加工中各工序的质量，才能 避免防水防油织物的回修. 参考文献: Ill罗巨涛，姜维利.纺织品有机硅有机氟整理[MIA京:中国纺织出版 社，1999.119-122;129. [2l王菊生，孙 恺.染整工艺原理(第一册)[Ml.北京:纺织工业出版社， 1990.163-166. .州卜.州卜.州卜一卜一叫卜一州卜”州卜.州卜.州卜一卜.州卜.~卜一刊卜一州卜一州卜一州卜.州卜.州卜.叫卜.叫卜.叫卜一州卜。 位接21页) 白色，含有对甲苯胺的珠滴.当馏出液约60 mL时再 向蒸馏烧瓶中加人50 mL水，继续蒸馏，馏出液总量 约为120 mL.用重氮滴定法测定馏出液中的对甲苯胺 质量分数，测得洗脱对甲苯胺量0.454 g,洗脱率34.1%. 将洗脱后的活性炭再次用滤纸吸干，重复以上操作，第 二次洗脱0.18 g,洗脱率25%.2次共洗脱0.634 g，总洗 脱率为48%. 对甲苯胺吸附量为67 g/kg的活性炭进行上述稀 酸浸提操作，一次洗脱率为18.7%. 3 结论 活性炭吸附法可有效分离4B酸溶液中的少量 对甲苯胺;稀酸可以有效地使活性炭再生;活性炭的 吸附量越大，再生效率越高. 参考文献: [1l潘志信，减剑ifi，离子交换膜隔膜法间接精制4B酸[[J].膜科学与技 术，2004,24(3):36-38. [2]国家环保局《水和废水监测分析》编委会.水和废水监测分析 方法(第三版))[Ml.北京:中国环境科学出版社，1989.422-423. [3] B"A拉宾诺维奇著.尹承烈等译.简明化学手册【M].北京:化学工业 出版社，1983.24. [4]邓 忠，康天源北学工程师手册「MI-At京:机械工业出版社，1998. 832. 印染前处理新宠 脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 及其磺酸盐 FMES 脂肪酸甲酯的乙氧基化物（FMEE）是近年新 兴的非离子表面活性剂，具有无与伦比的低泡、 乳化、分散、净洗功能，在国外已得到了广泛的 应用，在纺织领域尤其是织物的精练前处理工艺 更是得到了成功的应用。 FMEE 是 18 碳的脂肪酸甲酯接上不同 EO 数 目的环氧乙烷，因为脂肪酸甲酯具有与油脂和蜡 质相类似的酯基分子结构，根据相似相溶的机 理，脂肪酸甲酯乙氧基化物在各种表面活性剂中 是最优秀的除油、除蜡产品，根据美国洗涤协会 Tom Senwelo 博士发表在《国际洗涤标准专刊》 上的文章，脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 的去油 能力是脂肪醇聚氧乙烯醚 1.5 倍，是三乙醇胺油 酸皂的 2.5 倍。在除蜡方面， FMEE 的除蜡能力 是脂肪醇聚氧乙烯醚 1.6 倍，是三乙醇胺油酸皂 的 1.4 倍。 FMEE 具有以下特点： 1，分子式中具有酯基，类似于油脂和蜡质结构， 根据相似相溶的原理，对油脂、矿物油和石蜡有 极强的溶解和去除能力。 2，浊点在大于 100℃，由于非离子的表面活性 剂在浊点附近的温度具有最佳的使用性能，浊点 附近具有最低的泡沫性能和最高的净洗能力。 FMEE 可直接使用于高温工艺条件。 3，具有较强的分散性能，能将油、蜡、污垢等分 散在工作液中，防止反沾污，因此也适用于低温 条件下除油与除蜡，弥补低温导致工作液分散力 下降。 FMEE 在印染领域中的应用： 1，针织物的精练剂 目前针织前处理常用的是 AEO 系列，AEO 很大的缺 陷是分散性能差，在小浴比的工作液中由于油污 等杂质的反沾污导致精练效果变差，毛效不均匀 等缺陷，而 FMEE 具有极佳的除油性能同时，亦有 低泡、良好的分散性，特别适用于针织物的间歇 式前处理工艺，净洗效果明显好于脂肪醇醚系列。 2，化纤的低温除油剂 由于 FMEE 具有极佳的分散净洗性能，因此低温条 件亦有优异的除油性能，适用于涤纶、氨纶等化 纤织物的低温\常温除油，并可实现不排液直接染 色的工艺。 3，棉纤维的除蜡剂 随着棉花价格高居不下，纱线及其所用浆料的质 量则越来越差，导致坯布出现棉蜡去除不净等问 题，FMEE 对棉蜡去除彻底，可以用作织物除蜡剂， 可有效杜绝布面蜡丝与蜡斑。 与所有非离子产品一样，FMEE 耐碱性较差， 为了提高其耐碱性能，将 FMEE 磺酸化，得到其 阴离子的磺酸盐即 FMES。FMES 继承了 FMEE 高效 除油和除蜡的特点以外，磺酸化后又具有很高的 耐碱性能，FMES耐100℃热碱可达50g/L,耐40℃ 热碱达到 150g/L。 FMES 适用于梭织物的强碱退浆精练前处理 工艺，梭织物的前处理是比较古老的话题，看似 没有新意，但是随着前处理流程越来越短，以及 人们期望对片碱的使用越来越少，梭织物的前处 理又成为新的挑战。 目前的梭织前处理剂多为非离子脂肪醇醚 类（AEO、TX、异构醇醚）与阴离子（仲烷基磺 酸钠 SAS、十二烷基苯磺酸钠 LAS）等复配，为 了提高其耐碱性，继续复配磷酸酯类产品。 在以上原料中，脂肪醇醚的除蜡性能远远不够， 对浆料的去除也不彻底，尤其在轧槽或水洗槽中 导致浆料凝聚与反沾污。仲烷基磺酸钠由于分子 量小，渗透性能很好，但是净洗性能特别是乳化 力较差。LAS 价格便宜但是泡沫很高、耐硬水性 能很差，对水质要求较高。 与以上原料相比，FMES 则是性能全面的精练 原料，如耐碱性能优异，因此不需要复配磷酸酯 类产品，而磷酸酯类产品如 OEP 净洗力非常差， 过多使用会降低毛效。FMES 最大的优点是对各种 浆料的退浆率高，对棉蜡去除彻底，能有效的防 止轧液槽和水洗槽中浆料与其它杂质的凝聚。 因此 FMES 具有低泡、耐碱、高退浆率、高毛 效等诸多优点，特别适用于机织布前处理工艺。 FMEE 与 FMES 的生产现状： FMEE 主要用到的原料是 18 碳硬脂酸甲酯，是 石油的第一道裂化产物，因此世界范围内 FMEE 的 生产主要集中在喜赫石油、碧辟石油、墨菲石油 等石化公司中，其中以喜赫石油的产量最大。 脂肪酸甲酯与环氧乙烷加成反应复杂，催化 剂效率低反应时间漫长，尤其目标产物的转化率 较低，国内对催化与合成工艺都做了不懈的努力， 但是关键的催化工艺始终没有突破，得到的产品 纯度较差，至今没有产业化。笔者认为造成这种 现状，是中国整个化工体系跟国外相比处于落后 状态，从石油的炼制到最终形成精细产品，中间 有很多环节，每个环节都差一点点，所有的环节 的差距积累起来，便造成了这种现状。 浩瀚的海洋，是生命的摇篮、资源的宝库。 保护海洋，人人有责。 公益广告︱编辑部