專利名稱：一種數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種活性黑的制備方法，尤其涉及一種數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法。
背景技術(shù)：
數(shù)碼噴墨印花技術(shù)是一種非接觸式的打印技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高速度、高質(zhì)量、低噪聲的單色和彩色的文字和圖像的印刷。印刷介質(zhì)除普通用紙外，它還可以直接將圖像噴射到紡織品、塑料品等介質(zhì)的表面。近幾年數(shù)碼印花發(fā)展迅速，數(shù)碼印花墨水制造已成為一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。紡織品數(shù)碼噴墨印花墨水對原料質(zhì)量要求很高，所用高純?nèi)玖洗蟛糠中枰獜膰膺M(jìn)口，增加了生產(chǎn)成本，降低了企業(yè)在國際市場上的競爭力。目前，市場上的商品染料中雜質(zhì)主要包含無機(jī)鹽、沒有完全反應(yīng)的原料、少量染料中間體及其副產(chǎn)物。多數(shù)商品染料含鹽量在3(Γ40%，近幾年某些企業(yè)發(fā)展了低鹽染料，將含鹽量控制在1(Γ20%。根據(jù)墨水的制造及使用要求，用于制造高質(zhì)量墨水的染料必須具備以下性能(1)高生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)(使用安全)；( 在水性墨水中具有高的色度和溶解度；( 顏色鮮艷；(4)高表面張力；(5) 低粘度；(6)極低的氯和硫酸鹽含量；(7)&、1%離子含量為？ 111級。為了滿足數(shù)碼印花墨水制備的要求，除掉染料中的雜質(zhì)，提高其純度是關(guān)鍵。脫除染料中雜質(zhì)的方法有溶劑提純法、色譜分離法、膜分離提純法等。溶劑提純法一般采用DMF溶解、丙酮或者氯仿析出沉淀的方法；色譜柱分離法利用色譜柱提純；以上兩種方法操作復(fù)雜，分離效率低，制備微量的樣品尚可，但難以大量生產(chǎn)。膜分離技術(shù)具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，膜分離提純法發(fā)展較快，是目前研究的熱點(diǎn)。例如，荷蘭《脫鹽》雜志 (Desalination 2007，2006 :407 - 413)利用納濾膜對酸性紅114染料及NaCl的混合物進(jìn)行分離，該膜對染料的截留率為97. 2-98. ，其對NaCl的透過率在40%。荷蘭《膜科學(xué)雜志》(J Membrane Science, 2008，307 62 - 72)報(bào)道了以PES超濾膜為基膜，以磺化聚醚醚酮(SPEEK)為浸涂液，以浸涂法制備荷負(fù)電納濾膜。該膜對活性藍(lán)和落日黃染料的截留率可達(dá)90%以上，其對Na2S04的透過率為20 30%。華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(2004，30 (5) 595-604)利用聚酰胺(PA)納濾膜，將C. I.活性藍(lán)49染料中的無機(jī)鹽(以NaCl計(jì))含量從 7. 4%脫除到0.39%，在此過程中C. I.活性藍(lán)49的回收率達(dá)到98%。沙文波等利用DK膜對活性紫染料進(jìn)行精制，使其含鹽量降至0. 75%。上述研究處于實(shí)驗(yàn)室探索性研究階段。根據(jù)文獻(xiàn)，一般納濾膜可以從有機(jī)物中脫除Na+和Cl—等一價(jià)離子，但效率不夠高(透過率約為 50%);對于有機(jī)物中所存在的S042_等二價(jià)離子，常規(guī)納濾膜還無法實(shí)現(xiàn)分離。但是，荷電鑲嵌膜(中國專利公開號CN 101530748A )特別適宜于有機(jī)物與無機(jī)鹽的分離。也有相關(guān)專利文獻(xiàn)報(bào)道了一些低鹽染料的制備工藝，舉例如下日本公開特許公報(bào)(A)昭一61-225 采用三級膜分離。第一級為截留分子量20000的管式陶瓷膜除鹽水，得到的濃縮懸浮液再用2倍重量去離子水溶解，并進(jìn)入截留分子量40000的管式陶瓷膜過濾，去除雜質(zhì)，最后由截留分子量500的納濾膜濃縮。該精制染料可進(jìn)一步制成有貯藏穩(wěn)定性的液狀染料。該方法的缺點(diǎn)為分離膜的孔徑太大，染料損失量較大。中國專利(CN1634640A)采用兩級膜分離方法進(jìn)行處理將已經(jīng)預(yù)處理的染料粗制染料反應(yīng)液和經(jīng)第二級膜分離的回收液進(jìn)入第一級膜分離裝置進(jìn)行脫鹽、濃縮，得到只含有氯化鈉、硫酸鈉等無機(jī)鹽及部分副反應(yīng)物，幾乎不含染料的廢液及處理完成的染料濃縮液，從第一級膜中分離出來的廢液進(jìn)入第二級膜分離裝置進(jìn)行脫鹽，得到回收液及二次透出液，回收液進(jìn)入第一級膜分離裝置，重新處理。作者強(qiáng)調(diào)所用第一級管式膜特別適宜于處理有懸濁結(jié)晶的水溶性粗制染料，所得到高濃度、高純度染料，在添加必要助劑并標(biāo)準(zhǔn)化后，能成為適宜電子配色印染工藝用的液狀染料。該專利制備的產(chǎn)品，顯然還是用于印染工藝而非數(shù)碼噴墨印花工藝。對于數(shù)碼噴墨印花而言，所用染料主要依賴進(jìn)口，由于技術(shù)保密，且難以看到有價(jià)值的資料。實(shí)際上，由于染料種類繁多，每種原料的性質(zhì)不同，所需要采用的分離方法也有差異。所以，必須針對所處理染料的性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，確定分離方法、工藝流程、適宜的操作條件，才能得到希望的產(chǎn)品。利用荷電鑲嵌膜分離技術(shù)研究活性黑的提純技術(shù)和工藝，用于紡織品數(shù)碼噴墨印花高純?nèi)玖夏壳磅r見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，提供一種高純?nèi)玖系闹苽浞椒?，?shí)現(xiàn)有機(jī)物、無機(jī)鹽等雜質(zhì)的分離，滿足數(shù)碼噴墨印花墨水配制要求，特別是紡織品數(shù)碼噴墨印花高純?nèi)玖系囊?。為?shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明利用膜分離技術(shù)對數(shù)碼噴墨印花高純?nèi)玖系闹苽浞椒ㄟM(jìn)行研究，方法如下
本發(fā)明以商品活性黑為原料，采用微濾膜對染料溶液進(jìn)行預(yù)處理，以脫除染料溶液中的顆粒雜質(zhì)；按照界面聚合反應(yīng)制備復(fù)合荷電鑲嵌膜的方法(中國專利公開號CN 101530748A )制備荷電鑲嵌膜；微濾得到的粗染料溶液進(jìn)入荷電鑲嵌膜，無機(jī)鹽和小分子量的有機(jī)物透過荷電鑲嵌膜進(jìn)入透過液使染料純化，控制染料純度使其達(dá)到分離要求；然后采用納濾膜進(jìn)行濃縮，待濃度達(dá)到要求時(shí)，得到高純度液體染料，以用于數(shù)碼噴墨印花墨水的制備。為了便于保存和運(yùn)輸，該高純液體染料也可以通過噴霧干燥制備成高純固體染料。另外，采用CaO- MgSO4為復(fù)合絮凝劑處理膜分離過程中產(chǎn)生的含有微量染料的廢水， 可以達(dá)到國家二類污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。所處理的活性黑主要成份的結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，包括如下步驟以活性黑為原料，首先采用微濾膜對原料溶液進(jìn)行預(yù)處理，然后將得到的粗染料溶液進(jìn)入荷電鑲嵌膜純化；最后采用納濾膜進(jìn)行濃縮，得到高純度液體染料。
2.權(quán)利要求1所述的數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，其特征在于將原料配制成質(zhì)量百分濃度為29TlO%的水溶液，通過孔徑為0. I-Ium微濾膜，操作壓力0. 05、. 3 Mpa ；純化所用荷電鑲嵌膜截留分離量為500 3000，操作壓力為0. 6_2. 5MPa ；溫度為 20-40°C;pH值5. 5-7. 0 ；濃縮所用納濾膜截留分離量為300 1000，操作壓力0. 8 3. OMPaJj^ 度為 20-400C ；pH 值 5. 5-7. 0。
3.權(quán)利要求2所述的數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，其特征在于用荷電鑲嵌膜純化時(shí)操作壓力優(yōu)選0. 8^2. OMPa ；用納濾膜濃縮時(shí)操作壓力優(yōu)選1. (Γ2. 4MPa。
4.權(quán)利要求1-3其中之一所述的數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，其特征在于用復(fù)合絮凝劑CaO- MgSO4 · 7H20處理高純?nèi)玖现苽溥^程產(chǎn)生的廢水。
5.權(quán)利要求4所述的數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，其特征在于在 pH=l(Tl3，復(fù)合絮凝劑總加入量為廢水重量的0. 5 3%，CaO- MgSO4 · 7Η20的質(zhì)量比例取 0. 2 1:1。
6.權(quán)利要求1-3其中之一所述的數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，其特征在于各種膜的清洗方法為用水洗濾膜0. 5^1小時(shí)，然后用pH值1(Γ13的堿性清洗劑洗膜 0. 5^1小時(shí)；然后用水沖洗至中性。
7.權(quán)利要求1-3其中之一所述的數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，其特征在于該高純液體染料通過噴霧干燥制備成高純固體染料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)碼噴墨印花用高純活性黑的制備方法，屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。該方法以活性黑為原料，采用微濾膜脫除顆粒雜質(zhì)、荷電鑲嵌膜脫鹽純化和納濾膜濃縮的工藝，制備高純度液體染料，用于數(shù)碼噴墨印花墨水的制備。為了便于保存和運(yùn)輸，該高純液體染料也可以通過噴霧干燥制備成高純固體染料。產(chǎn)品雜質(zhì)含量很低，以噴霧干燥所得固體高純?nèi)玖嫌?jì)算，Cl-≤200ppm；SO42-≤400ppm；Ca++≤800ppm；Mg++≤400ppm；Fe++≤100ppm，適宜于數(shù)碼印花墨水的配制。該方法簡單、可行，便于工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，可替代進(jìn)口產(chǎn)品，降低企業(yè)成本，推動(dòng)國內(nèi)數(shù)碼印花業(yè)的發(fā)展。
文檔編號C09B67/54GK102485803SQ20101057273
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月4日
發(fā)明者劉金盾, 単盼娣, 張亞濤, 張婕, 張敬一, 張浩勤, 曹華偉, 梁朝民, 白雪, 秦國勝, 胡喻飛 申請人:鄭州大學(xué), 鄭州鴻盛數(shù)碼科技股份有限公司