研磨与分散:液体分散染料应用难题如何破?

发布时间 | 2025-12-08 14:03 分类 | 粉体应用技术 点击量 | 18
磨料 干燥 砂磨机 氧化锆 纳米材料
导读:本文小编将会详细介绍液体分散染料,并梳理它在实际应用过程中出现的问题和相应的解决方案。

在低碳环保的发展理念下,水资源的巨大消耗和污染排放已然成为制约纺织印染行业可持续发展的重要因素。相较粉状染料,液体分散染料不仅不需要喷雾干燥,还能显著降低粉尘污染,符合当下绿色、环保、健康的产业需求。因此,了解、熟悉液体分散染料的相关特性是十分重要的。接下来,小编将会详细介绍液体分散染料,并梳理它在实际应用过程中出现的问题和相应的解决方案。


图源:天威新材

什么是液体分散染料?

液体分散染料是分散染料滤饼经特殊商品化加工后,在水中呈稳定分散状态的分散染料水分散体,是分散染料商品化的一种剂型。因液体分散染料加工过程中添加的分散剂量远少于粉状分散染料添加量,在染色过程中,染浴中分散剂形成的胶束少,胶束对染料的增溶少,印染加工后残留在染色浴和染色织物纤维表面的染料少,可减轻后续水洗强度,减少废水排放,具有非常明显的节能减排优势。除此之外,其粒径较小,对纤维的吸附和渗透性好,具有染料利用率高、废水色度轻、耐摩擦、皂洗色牢度高、印花均匀效果好、可免还原清洗工序等特点,是当前非常具有开发前景的一种染料。然而,在实际的应用过程中,液体分散染料会存在研磨时效差、贮存或长途运输时染料粒径波动大等问题,而这也是目前制约液体分散染料市场发展的重要因素。

解决方案

1、研磨问题

分散染料研磨是改善染料应用性能和标准化染料强度的基础,研磨助剂研磨设备是决定分散染料研磨效率的关键。随着纳米材料制备技术的进步,适合分散染料研磨的设备得到快速发展,除常规的玻璃球砂磨装置外,以氧化锆球等来提高染料磨效的卧式砂磨机和立式砂磨机得到染料制造商的重视,但因生产效率和产量问题,卧式或立式砂磨机仅作为染料研磨的一种补充设备,用于染料预磨的连续进料或染料研磨半成品的连续出料,能显著提高分散染料粒径分布的均匀性和缩短染料研磨时间,制备的液体分散染料粒径为220~500nm。

(1)磨料:选择硬质磨料(如氧化锆微球)能加速颗粒状染料成纳米级染料分布,由于染料分子间较强的吸引力,超细化分散和聚集可同时存在,研磨效率与研磨助剂、硬质磨料与染料质量比有关。硬质磨料与染料质量比值越高,越有利于缩短纳米级液体染料的生产时间。

(2)研磨助剂:研磨助剂的合理选择是制备液体分散染料的关键,对染料研磨质量和研磨效率影响很大,也是改善液体分散染料放置稳定性及印染废水“近零排放”的应用性能的关键。据现有的资料及专利信息显示,研磨助剂可选择阴离子型和非离子型表面活性剂,而加入适量高分子化合物可改善液体分散染料稳定性和应用性能。

*如阴离子助剂可选择醇醚磷酸酯盐、醇醚羧酸盐、月桂基磷酸酯钾盐、萘系磺酸盐、木质素磺酸盐等,磺化度低的木质素磺酸盐分散性好,高磺化度的木质素磺酸盐热稳定性好。非离子助剂可选择脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构脂肪醇聚氧乙烯醚等,非离子助剂具有较好的亲水性且易与染料分子形成氢键,能与阴离子助剂配合使用,提高液体染料的磨效、放置稳定性和上染性。另外,具有分散性的聚羧酸盐能提高染料粒子细度和稳定性。

2、分散问题

液体分散染料的分散可分为化学法和物理法两类。

(1)化学法:化学法是将有机材料通过化学方法,沉积吸附于分散染料表面形成包覆层,从而改变分散染料表面性质,使其获得良好的润湿性能、分散性能和分散稳定性能。化学法虽然能制备稳定的液体分散染料,但该方法大多需要使用大量有机溶剂,且制备方法繁琐、可控性差,工艺技术产业化推广和应用比较困难。

(2)物理法:物理法多采用分散染料滤饼为原料,添加相应的分散助剂,以水为分散介质,经湿式研磨粉碎或均质分散等工序加工而成,形成众多微小颗粒的分散染料水分散体。该过程主要包括以下环节:

润湿问题:针对高分子量、疏水性的分散染料,可以在较强机械研磨作用下,添加一些具有较强润湿作用的表面活性剂,以改善染料与水的界面相容性。

研磨粉碎:通过施加一定外力(如研磨机的研磨机械作用、超声波的“空化”作用、高速剪切机械力作用、超重力作用或上述作用力复合等),打破染料分子间的作用力,使分散染料颗粒产生裂缝而分离细化。

稳定分散:细化后的纳米染料粒子在水分散介质中容易因疏水力、染料分子间范德华力或氢键的作用而重新团聚。为了防止此类现象的发生,需要在分散过程中加入合适的分散剂,使其吸附于颗粒表面,通过静电斥力或空间位阻效应阻止颗粒聚集,从而保持分散体系的长期稳定。

 

参考文献:

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3、张茜.超细液体分散染料一步法合成工艺研究[D].大连理工大学.

4、殷连博,李家炜,段慧敏,等.液体分散染料染色废水的循环染色[J].纺织学报.

5、艾丽,朱亚伟.液体分散染料研发技术现状及其应用前景[J].纺织学报.

 

粉体圈 Alice整理

作者:Alice

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