本發明屬于印染助劑染色技術領域，具體涉及一種新型代用堿及其制備方法。
背景技術：
活性染料是含有活性基團的水溶性染料，是目前用于纖維素纖維染色最重要的一類染料，它能在堿性條件下與纖維素分子上的羥基發生共價交聯而達到固色的目的。傳統活性染料染色工藝中使用的固色堿劑主要是一些無機物，常見的有碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽等。實踐中發現使用純堿具有對染色織物重現性好、染液的pH值穩定等特性。但純堿使用過程中存在易產生粉塵、水溶性差、易結塊堵塞設備濾網等缺陷，科學家們著手研究用于活性染料固色的代用堿，以期解決純堿等使用過程中存在的諸多缺陷。
研究發現，代用堿不僅可以明顯地解決純堿在使用中存在的問題，而且能夠提高生產效率、節約成本、減少廢水排放等具有優良的應用性能。一般來說，代用堿主要由供堿組份、緩沖劑組份和添加劑組份等組成。設計代用堿配方的首要原則是選擇合適的堿來獲得足夠高的總堿度，并保證特定的固色反應所需的緩沖能力。但已有代用堿在使用過程中仍存在某些染料上染率欠穩定、染色織物色光與純堿固色的織物色光有偏離等問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種新型代用堿，同時提供其制備方法是本發明的另一發明目的。
為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：
一種新型代用堿，由以下重量百分比的原料制成：有機堿和碳酸鉀73％～82％，緩沖劑10％～15％，添加劑8％～12％。
所述有機堿和碳酸鉀的重量比為(10～20):(80～90)。
所述有機堿為三乙醇胺。
緩沖劑為偏硅酸鈉，所述添加劑為氫氧化鈉。
所述的新型代用堿的制備方法，將有機堿與碳酸鉀、緩沖劑和添加劑按比例混合，室溫攪拌至無色透明液體即得。
本發明代用堿推薦染色棉織物的工藝：
先將染料按需要濃度配制好，取計量好的染液、元明粉和堿劑加入到染液杯中，室溫下加入潤濕后的棉織物，攪拌升溫至60℃左右，染、固色60min左右后取出水洗；然后皂洗，皂洗的工藝條件為：在溫度約為90℃下皂洗，之后取出棉織物水洗烘干即可。推薦工藝配方：染料2％(o.w.f)，元明粉50g/L，代用堿1.5-5g/L，浴比1:(15-20)。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：
1、本發明的新型代用堿和純堿的耐濕摩擦牢度值接近，且將其用于活性深藍SGE、活性藍SPR染料染色、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值均達到4級，達到或優于高濃縮染色代用堿及純堿的固色性能；
2、本發明的新型代用堿使用簡便，且用量約為純堿的十分之一，可節省儲存空間，降低運輸成本，針對目前日益嚴峻的環保要求，采用代用堿工藝能夠帶來良好的經濟效益和社會效益。
具體實施方式
下面以具體實施方式對本發明作進一步說明。
實施例1
一種新型代用堿，由以下重量百分比的原料制成：有機堿和碳酸鉀82％，緩沖劑10％，添加劑8％。所述有機堿和碳酸鉀的重量比為10:90。所述有機堿為三乙醇胺，緩沖劑為偏硅酸鈉，所述添加劑為氫氧化鈉。
所述的新型代用堿的制備方法，將有機堿與碳酸鉀、緩沖劑和添加劑按比例混合，室溫攪拌至無色透明液體即得。
實施例2
一種新型代用堿及其制備方法，同實施例1，不同之處在于，所述新型代用堿由以下重量百分比的原料制成：有機堿和碳酸鉀73％，緩沖劑15％，添加劑12％。其中，有機堿和碳酸鉀的重量比為20:80。
實施例3
一種新型代用堿及其制備方法，同實施例1，不同之處在于，所述新型代用堿由以下重量百分比的原料制成：有機堿和碳酸鉀77％，緩沖劑15％，添加劑8％。其中，有機堿和碳酸鉀的重量比為20:80。
性能測試：
1、不同組份用量對本發明代用堿應用性能的影響
為了獲得一種性能較優的本發明代用堿，分別考察自制的有機堿與碳酸鉀、緩沖劑和添加劑用量對棉織物染色、固色性能的影響。
(1)有機堿用量對本發明代用堿應用性能的影響
我們認為：有機堿的組份是本發明代用堿能否應用于生產實際的關鍵指標。在其它條件固定時，同時固定總堿量僅改變本發明代用堿體系中有機堿與碳酸鉀用量的比例，考察了經活性藍SPR染料染色、固色后棉織物的耐摩擦牢度及K/S值色差等，結果如表1所示。(注：色差測試中純堿作為標準樣，使用D65為光源)
表1有機堿用量對被染織物纖維性能的影響
由表1可知，在緩沖劑和其它添加劑組份保持不變時，隨著總堿量中有機堿組分占有量的增加，染液的總堿度、染色織物的K/S值和耐摩擦牢度值隨之提高；當代用堿中碳酸鉀與有機堿的質量比為20:80時，其各項相關指標達到較佳值，色差比較小，特別是耐濕摩擦牢度值達到4級；當有機堿用量繼續增加時，染液的總堿度雖繼續增大，但染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值不再明顯增加。這是因為所制備的有機堿的堿性在理論上就明顯的強于無機堿，加上有機堿分子結構的特殊性，能促使染料與纖維分子之間形成較強的化學鍵或氫鍵，增強染料在纖維上的上染率，提高耐濕摩擦牢度值等，且分子中含有的鏈烷基具有改善棉織物手感的功能。因此隨著代用堿中有機堿占有量的增大而其溶液的總堿度增加，有利于活性染料中的連接基-NH-與纖維素分子中的羥基結合，使染、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值增加。綜合各項指標，代用堿中選擇碳酸鉀與有機堿的質量比優選為20:80。
(2)緩沖劑用量對本發明代用堿應用性能的影響
一般認為，緩沖能力是評價本發明代用堿性能的一個重要指標。在其它條件固定時，改變本發明代用堿中緩沖劑用量，考察了經活性藍SPR染料染、固色后棉織物的耐摩擦牢度及K/S值等，結果如表2所示。
表2緩沖劑用量對染液總堿度和染、固色后棉織物性能的影響
由表2結果可知，緩沖劑用量對染液總堿度影響不大；但染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值均隨緩沖劑用量的增加而增大，當緩沖劑用量為15％時，染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值均達到較佳，當緩沖劑用量繼續加大時，染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值不再明顯增加。這是因為緩沖劑的緩沖容量與緩沖劑的濃度有關，緩沖劑的濃度越大其緩沖容量相應越強，當緩沖劑的用量為15％時能滿足染料有效的上染到被染織物纖維上而染料不會發生水解現象。當緩沖劑用量繼續增大時，被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值不再明顯增加。因此，本發明代用堿中緩沖劑用量優選為15％。
(3)添加劑用量對本發明代用堿應用性能的影響
實驗發現，在本發明代用堿中加入合適的添加劑能使其具有良好的滲透力、穩定性等。在其它條件固定時，改變本發明代用堿中添加劑用量，考察了經活性藍SPR染料染、固色后棉織物的耐摩擦牢度及K/S值等，結果如表3所示。
表3添加劑用量對染液總堿度和染、固色后棉織物性能的影響
由表3結果可知，添加劑用量對染液總堿度影響很小；本發明代用堿中隨著添加劑用量的增加，染色棉織物的K/S值、耐摩擦牢度值也略有增大；當本發明代用堿中添加劑用量為8％時，被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值均達到較佳值，當添加劑用量繼續增大時，被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值沒有明顯增加。這是由于本發明代用堿中的添加劑分子有利于染料在纖維分子中的滲透，增強活性染料在被染織物纖維上的上染率，使被染織物纖維的耐摩擦牢度值升高。
實驗結果表明，當本發明代用堿的配方為：碳酸鉀:有機堿＝20:80，緩沖劑用量為15％，添加劑用量為8％時，本發明代用堿溶液體系穩定性好；并能使被染織物纖維的K/S值、耐摩擦牢度值均達到較佳值。
2應用效果測試
(1)不同堿劑的緩沖能力范圍
配制純堿、高濃縮染色代用堿(市售)和本發明代用堿濃度為5g/L時的堿液，在總堿量相同條件下，測試濃度為5g/L時的本發明代用堿和20g/L純堿作為固色堿劑時在染色、固色過程中三個階段的pH值，結果如表2-5所示。
表4不同堿劑在染色、固色過程中三個階段的PH值
由表4可以看出，各種堿劑在pH2與pH3之間的差值約為0.05－0.09，波動范圍很小，這表明本發明代用堿的緩沖性能完全達到了商品代用堿及純堿的要求，能滿足其對棉織物染、固色重現性的要求。
(2)不同堿劑對不同染料染色、固色后棉織物的K/S值、耐摩擦牢度等性能的影響
分別用本發明代用堿，純堿和高濃縮染色代用堿作為固色堿劑，對使用三種不同活性染料染色后織物進行K/S值、耐摩擦牢度等性能測試，結果如表5所示。
表5不同堿劑、不同染料對染色、固色織物K/S值及耐摩擦牢度的影響
由表5可知，在相同條件下，經不同活性染料染色、不同代用堿固色后被染織物纖維的K/S值基本接近，被染織物纖維的耐干摩擦牢度值基本相同，都達到了4-5級；而棉織物的耐濕摩擦牢度值則有差異，本發明代用堿和純堿的耐濕摩擦牢度值接近，且本發明代用堿用于活性深藍SGE、活性藍SPR染料染色、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值均達到4級，優于高濃縮染色代用堿、B固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值。
(3)不同堿劑對染色時色差的影響
分別用純堿、本發明代用堿劑、高濃縮染色代用堿、商品代用堿B作為固色堿劑對不同分量活性染料進行染色，并以純堿作為標準樣測試染色后織物的色差，測試結果如表6所示。(注：純堿為標準樣，使用D65光源)
表6不同固色堿劑對不同染料分量時對織物色差的影響
由表6可以看出，本發明代用堿與高濃縮染色代用堿、B在不同染料分量染色中效果不一樣，在染料分量較少的淺中色染色試驗中，本發明代用堿和高濃縮染色代用堿、B色差在允許范圍內，且染色深度均達到或超過傳統固色堿劑純堿的染色深度，本發明代用堿的效果略優于商品代用堿。在染料分量較大的深色染色中，高濃縮染色代用堿色差超過允許范圍，染色深度也較傳統固色堿劑純堿淺，本發明代用堿和商品代用堿B色差雖在許可范圍內，但染色深度達不到傳統固色堿劑純堿的染色深度，故代用堿在活性染料染深色實驗中的應用效果還有待提高。
因此說，本發明代用堿中有利于活性染料中的活性基與纖維素分子中的羥基結合，使染、固色后棉織物的耐濕摩擦牢度值增加，導致本發明代用堿的性能達到或優于商品代用堿和純堿的固色性能。這是因為所制備的有機堿分子結構的特殊性，一是相同摩爾量的有機堿的堿性強于無機堿；二是有機堿分子在促進染料與棉織物纖維分子之間成鍵時也附帶形成氫鍵，增強染料在纖維上的上染率；三是有機堿分子中含有大量的鏈烷基，當其與棉織物結合時還具有改善棉織物手感的功能。因此，本發明代用堿在使用時具有較好的社會和環境價值。