專(zhuān)利名稱(chēng)：一種離子交換型可染細(xì)旦丙綸的染色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子交換型細(xì)旦可染丙綸的染色方法。
背景技術(shù)：
細(xì)旦丙綸是一種新型高技術(shù)的功能纖維，由于單絲纖度小于2dtex，因此改變了普通丙綸纖維不吸汗、不透氣、手感生硬、穿著極不舒適的弊端，在物理性能上發(fā)生了質(zhì)的飛躍，具有很好的服用性能。而且細(xì)旦丙綸纖維比天然纖維價(jià)格低，深受廣大消費(fèi)者的歡迎。但是，細(xì)旦丙綸纖維由于結(jié)晶度高，大分子結(jié)構(gòu)緊密，大分子上沒(méi)有可與染料分子結(jié)合的極性基團(tuán)，即其既無(wú)染座又缺乏染料的可及區(qū)，因而染色性能極差，束縛了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
細(xì)旦丙綸的基本組成物質(zhì)是等規(guī)聚丙烯。從它的化學(xué)結(jié)構(gòu)中可以看出，該纖維沒(méi)有可以“留住”染料的極性或反應(yīng)性基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)也比較緊密，因此難以染色。為了解決其染色問(wèn)題，人們進(jìn)行了嵌段共聚和接枝共聚、低分子化合物(金屬化合物)改性和高聚物共混改性等等手段和方法，其中，高聚物共混改性應(yīng)該是提高聚丙烯纖維可染性能的有效途徑。專(zhuān)利CN1339623A公開(kāi)了一種可染細(xì)旦聚丙烯纖維專(zhuān)用樹(shù)脂的制備，將77～98％(按重量計(jì))的可紡制細(xì)旦纖維的聚丙烯材料、2～20％(按重量計(jì))的聚烯烴材料和0～3％(按重量計(jì))的聚烯烴類(lèi)衍生物在200～280℃的溫度下進(jìn)行二元或三元熔融共混改性，制得的成品可紡制可用普通分散染料可染的細(xì)旦丙綸。但由于加入的聚烯烴類(lèi)材料和聚烯烴類(lèi)衍生物極性較低，與分散染料間的親和力較弱，因而實(shí)際染色中皂洗牢度不夠理想，特別是染中深色時(shí)皂洗牢度較差。
離子交換型可染細(xì)旦丙綸，在纖維中引入一定量的磺酸基團(tuán)可以與陽(yáng)離子染料或分散型陽(yáng)離子染料形成牢固的離子鍵，從而使得改性聚丙烯實(shí)際染色中具有較好的皂洗牢度，包括中深色時(shí)。但是，目前各種文獻(xiàn)所公開(kāi)的染色方法，不能適應(yīng)離子交換型可染細(xì)旦丙綸，必須對(duì)現(xiàn)有的染色方法進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以滿(mǎn)足有關(guān)部門(mén)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是公開(kāi)一種離子交換型可染細(xì)旦丙綸的染色方法，以克服現(xiàn)有染色技術(shù)存在的缺陷。
所說(shuō)的離子交換型可染細(xì)旦丙綸為磺化聚烯烴樹(shù)脂與聚丙烯樹(shù)脂共混制備的細(xì)旦可染丙綸，其組分和質(zhì)量份數(shù)為磺化聚烯烴樹(shù)脂2～8份，聚丙烯樹(shù)脂92～98份；單絲纖度為0.9～2dtex；優(yōu)選的磺化聚烯烴樹(shù)脂為磺化聚苯乙烯樹(shù)脂或Na型樹(shù)脂；磺化聚苯乙烯樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)通式為 Na型樹(shù)脂結(jié)構(gòu)通式為 式中n＝180～720。
所說(shuō)的聚丙烯樹(shù)脂包括各種用于制備細(xì)旦聚丙烯纖維(單絲纖度＜1.1dtex)的樹(shù)脂，熔融指數(shù)MI30～60g/10min。如采用東華大學(xué)制備的細(xì)旦聚丙烯成纖樹(shù)脂(ziPP)，優(yōu)選分子量為7萬(wàn)～13萬(wàn)的聚丙烯樹(shù)脂。
磺化聚烯烴樹(shù)脂的制備方法，為一種現(xiàn)有技術(shù)，如《強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在水中的熱穩(wěn)定性》文獻(xiàn)公開(kāi)的方法，本發(fā)明不再贅述；Na型樹(shù)脂的制備方法包括如下步驟(1)在苯乙烯單體或苯乙烯和二乙烯基苯的混合單體中，加入含有引發(fā)劑和粘接劑的水溶液，在70～95℃，反應(yīng)8～10小時(shí)，得白色球狀共聚物，俗稱(chēng)“白球”；水溶液中，引發(fā)劑的濃度為0.001～0.005g/ml，粘接劑的濃度為0.005～0.01g/ml；引發(fā)劑的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的0.5～2％，粘接劑的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的2～6％，選用苯乙烯和二乙烯基苯的混合單體時(shí)，苯乙烯和二乙烯基苯的質(zhì)量比例為苯乙烯∶二乙烯基苯＝2～6∶1；所說(shuō)的引發(fā)劑選自過(guò)氧化苯甲酰、偶氮二乙丁腈、過(guò)硫酸鉀或過(guò)氧化碳酸酯類(lèi)中的一種；所說(shuō)的粘接劑選自明膠或膠原中的一種；(2)將步驟(1)制得的白色球狀共聚物置于溶劑中溶脹1～2小時(shí)，加入磺化劑，于25～100℃下磺化5～10小時(shí)，蒸去溶劑后得黃色球狀共聚物，俗稱(chēng)“黃球”，制得的黃色球狀共聚物置于質(zhì)量濃度為5～20％的NaOH水溶液中，于5～30℃下反應(yīng)0.5～2小時(shí)，即為Na型樹(shù)脂；所說(shuō)的溶劑選自硫酸、C2～C4的氯代烷烴或C5～C10的環(huán)烷烴中的一種或兩種以上的混合物，溶劑中，白色球狀共聚物的質(zhì)量為0.2～0.4g/ml；所說(shuō)的磺化劑選自硫酸、發(fā)煙硫酸、氯磺酸、酰基磺酸酯或三氧化硫中的一種或兩種以上的混合物，磺化劑用量為白色球狀共聚物質(zhì)量的30～500％；NaOH水溶液中，黃色球狀共聚物的質(zhì)量為0.1～1g/ml。
制備離子交換型可染細(xì)旦丙綸專(zhuān)用樹(shù)脂的方法，包括如下步驟將2～8份磺化聚烯烴樹(shù)脂和92～98份聚丙烯樹(shù)脂，經(jīng)靜態(tài)混合器，雙螺桿共混，共混溫度為170～220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100～200rpm，擠出、切粒，即獲得離子交換型可染細(xì)旦聚丙烯纖維專(zhuān)用樹(shù)脂。
采用上述方法制備的離子交換型細(xì)旦可染丙綸用共混樹(shù)脂經(jīng)紡絲成形，牽伸及后加工，可制備得到纖度為單絲纖度為0.9～2dtex，強(qiáng)度＞3.0cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)M±5％，改性聚烯烴平均分散相尺寸為50～250nm的細(xì)旦可染纖維。
本發(fā)明的染色方法包括如下步驟(1)將所說(shuō)的離子交換型細(xì)旦可染丙綸置于染色浴中，按浴比為1∶15～40的重量比加水后，加入染料、勻染劑、元明粉和醋酸，5～25℃運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min；(2)以0.5～4℃/min的速率升溫到50～80℃后運(yùn)轉(zhuǎn)10～30min；(3)以1～2℃/min的速率升溫到95～100℃運(yùn)轉(zhuǎn)30～60min；(4)以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉殘液，用20～40℃清水洗，然后采用本領(lǐng)域共知的方法干燥或功能整理。
所說(shuō)的染料為陽(yáng)離子染料、分散陽(yáng)離子染料或分散染料中的一種或幾種的混合物，陽(yáng)離子染料或分散陽(yáng)離子染料的加入量根據(jù)配色需要確定，以離子交換型細(xì)旦可染丙綸的總重量計(jì)，優(yōu)選的染料的加入量為大于0至5％，勻染劑0～2％，元明粉0～10％，醋酸0.5～2.0％。
所說(shuō)的勻染劑選自烷基季銨鹽、烷基酰胺基季銨鹽或烷芳基季銨鹽(商品名稱(chēng)為勻染劑1227)；可采用市售產(chǎn)品，如上海化工廠有限公司的產(chǎn)品；優(yōu)選陽(yáng)離子染料或/和分散陽(yáng)離子染料，染色條件如下(1)將所說(shuō)的離子交換型細(xì)旦可染丙綸置于染色浴中，按浴比為1∶20～40的重量比加水后，加入染料、勻染劑、元明粉和醋酸，5～25℃運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min(2)以0.5～1.5℃/min的速率升溫到70～80℃后運(yùn)轉(zhuǎn)10～30min；(3)以1～2℃/min的速率升溫到95～120℃運(yùn)轉(zhuǎn)30～60min；(4)以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉殘液，用20～40℃清水洗，然后采用本領(lǐng)域共知的方法干燥或功能整理。
優(yōu)選分散陽(yáng)離子染料和分散染料，染色條件如下(1)將所說(shuō)的離子交換型細(xì)旦可染丙綸置于染色浴中，按浴比為1∶15～30的重量比加水后，加入染料、元明粉和醋酸，5～25℃運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min；(2)以2～4℃/min的速率升溫到50～60℃后運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min；(3)以1～2℃/min的速率升溫到95～120℃運(yùn)轉(zhuǎn)30～60min；(4)以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉殘液，用20～40℃清水洗滌，然后采用本領(lǐng)域共知的方法干燥或功能整理。
通過(guò)以上過(guò)程，本發(fā)明可使離子交換型可染細(xì)旦丙綸上染為中深色，并且色澤鮮艷度、均勻度和色牢度好。
本發(fā)明提供了對(duì)離子交換型可染細(xì)旦丙綸進(jìn)行染色的方法，用陽(yáng)離子染料或分散陽(yáng)離子染料或分散陽(yáng)離子染料和分散染料的混合物進(jìn)行染色。不但染料上染率可得到較大的提高，而且染色后色澤鮮艷度、均勻度和色牢度好。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1制備的磺酸基團(tuán)的離子交換型可染細(xì)旦丙綸，用下列方法將纖維試樣染淺紅色。
染色時(shí)將磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸按浴比1∶40的重量比加水后，加入已溶解好的陽(yáng)離子染料紅X-GRL0.1％，勻染劑1227加入量為2.0％，元明粉8％，醋酸加入量為0.5％。25℃開(kāi)始控制控溫，在運(yùn)轉(zhuǎn)20min后，以1℃/min升溫到70℃后運(yùn)轉(zhuǎn)30min。隨后以1℃/min升溫到100℃。在運(yùn)轉(zhuǎn)30min之后，以3℃/min下降到40℃后放掉殘液，用20℃清水洗2次，最后被染纖維干燥或功能整理后干燥。
磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸可采用陸琰等《PP/PS共混細(xì)旦纖維的研制及性能研究》文獻(xiàn)公開(kāi)的方法進(jìn)行制備，其中磺化聚烯烴樹(shù)脂為磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，磺化聚烯烴的重量份數(shù)為4％，聚丙烯的重量份數(shù)為96％。
勻染劑、元明粉和醋酸加入量均以細(xì)旦可染丙綸的重量計(jì)。
采用徐穆卿《印染試化驗(yàn)》文獻(xiàn)、GB/T 3920-1997、GB/T 3921.1～5-1997、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下

實(shí)施例2制備的離子交換型可染細(xì)旦丙綸，然后用下列方法將纖維試樣染黃色。
染色時(shí)將磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸按浴比1∶40加水后，加入已溶解好的分散型陽(yáng)離子黃SD-5GL 1.0％分散型陽(yáng)離子紅SD-GRL0.3％，元明粉8％，醋酸加入量為1.0％。室溫開(kāi)始控制控溫，在運(yùn)轉(zhuǎn)20min后，以1℃/min升溫到70℃后運(yùn)轉(zhuǎn)30min。隨后以1℃/min升溫到100℃。在運(yùn)轉(zhuǎn)50min之后，以3℃/min下降到40℃后放掉殘液，用20℃清水洗2次，最后被染纖維干燥或功能整理后干燥。
磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸可采用陸琰等《PP/PS共混細(xì)旦纖維的研制及性能研究》文獻(xiàn)公開(kāi)的方法進(jìn)行制備，其中磺化聚烯烴樹(shù)脂為磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，磺化聚烯烴的重量份數(shù)為6％，聚丙烯的重量份數(shù)為94％。
元明粉和醋酸加入量均以細(xì)旦可染丙綸的重量計(jì)。
采用徐穆卿《印染試化驗(yàn)》文獻(xiàn)、GB/T 3920-1997、GB/T 3921.1～5-1997、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下

實(shí)施例3制備的離子交換型可染細(xì)旦丙綸，然后用下列方法將纖維試樣染紅色。
染色時(shí)將磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸按浴比1∶40加水后，加入已溶解好的分散型陽(yáng)離子黃SD-5GL 1.0％分散型陽(yáng)離子紅SD-GRL1.0％，元明粉5％，醋酸加入量為1.5％。室溫開(kāi)始控制控溫，在運(yùn)轉(zhuǎn)20min后，以1℃/min升溫到70℃后運(yùn)轉(zhuǎn)30min。隨后以1℃/min升溫到100℃。在運(yùn)轉(zhuǎn)60min之后，以3℃/min下降到40℃后放掉殘液，用40℃清水洗3次，最后被染纖維干燥或功能整理后干燥。
磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸可采用陸琰等《PP/PS共混細(xì)旦纖維的研制及性能研究》文獻(xiàn)公開(kāi)的方法進(jìn)行制備，其中磺化聚烯烴樹(shù)脂為Na型樹(shù)脂，磺化聚烯烴的重量份數(shù)為6％，聚丙烯的重量份數(shù)為94％。
元明粉和醋酸加入量均以細(xì)旦可染丙綸的重量計(jì)。
采用徐穆卿《印染試化驗(yàn)》文獻(xiàn)、GB/T 3920-1997、GB/T 3921.1～5-1997、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下

實(shí)施例4
制備的離子交換型可染細(xì)旦丙綸，用下列方法將纖維試樣染紅色。
染色時(shí)將磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸按浴比1∶40加水后，加入已溶解好的陽(yáng)離子染料紅X-GRL3％和分散紅E-4B(分散紅60)1％，元明粉3％，醋酸2.0％。以3℃/min升溫到50～60℃后運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min。隨后以1.5℃/min升溫到100～120℃。在運(yùn)轉(zhuǎn)40～60min之后，以3℃/min下降到90℃后放水，清水洗2次，最后被染纖維干燥或功能整理后干燥。
磺化聚烯烴與聚丙烯共混制備的細(xì)旦可染丙綸可采用陸琰等《PP/PS共混細(xì)旦纖維的研制及性能研究》文獻(xiàn)公開(kāi)的方法進(jìn)行制備，其中磺化聚烯烴樹(shù)脂為Na型樹(shù)脂，磺化聚烯烴的重量份數(shù)為8％，聚丙烯的重量份數(shù)為92％。
元明粉和醋酸加入量均以細(xì)旦可染丙綸的重量計(jì)。
采用徐穆卿《印染試化驗(yàn)》文獻(xiàn)、GB/T 3920-1997、GB/T 3921.1～5-1997、GB/T 3922-1995和GB/T 8424.1～3-2001規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下

實(shí)施例5采用實(shí)施例1相同的染色方法，其中，磺化聚烯烴為式(1)的Na型樹(shù)脂，其制備方法如下將1g過(guò)氧化苯甲酰(BPO)溶于80g苯乙烯(St)與20g二乙烯基苯(DVB)(純度50％)的混合單體中。在攪拌下加入含有5g明膠的500ml去離子水中，分散；從70℃起按照0.1℃/分鐘的升溫速率升溫至95℃，攪拌反應(yīng)9h，得白色球狀共聚物，過(guò)濾，水洗后于110℃下烘干。
將100g干燥球狀共聚物置于500ml二氯乙烷中溶脹1小時(shí)。加入500g質(zhì)量濃度為98％的H2SO4，于95℃下加熱，磺化10h。反應(yīng)結(jié)束后蒸去溶劑，過(guò)剩的硫酸用水洗去，獲得的黃色球狀共聚物置于500ml質(zhì)量濃度為5％的NaOH水溶液中，于20℃下反應(yīng)1小時(shí)，即為Na型樹(shù)脂；將上述制得的Na型交換樹(shù)脂4份，細(xì)旦聚丙烯纖維成纖樹(shù)脂96份，經(jīng)靜態(tài)混合器，雙螺桿共混，共混溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100rpm，擠出、切粒制得離子交換型可染細(xì)旦聚丙烯纖維專(zhuān)用樹(shù)脂。
權(quán)利要求
1.一種離子交換型可染細(xì)旦丙綸的染色方法，其特征在于，包括如下步驟(1)離子交換型細(xì)旦可染丙綸置于染色浴中，按浴比為1∶15～40的重量比加水后，加入染料、勻染劑、元明粉和醋酸，5～25℃運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min；(2)以0.5～4℃/min的速率升溫到50～80℃后運(yùn)轉(zhuǎn)10～30min；(3)以1～2℃/min的速率升溫到95～100℃運(yùn)轉(zhuǎn)30～60min；(4)以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉殘液，用20～40℃清水洗，然后采用本領(lǐng)域共知的方法干燥或功能整理；所說(shuō)的染料為陽(yáng)離子染料、分散陽(yáng)離子染料或分散染料中的一種或幾種的混合物，陽(yáng)離子染料或分散陽(yáng)離子染料的加入量根據(jù)配色需要確定，以離子交換型細(xì)旦可染丙綸的總重量計(jì)，勻染劑0～2％，元明粉0～10％，醋酸0.5～2.0％；所說(shuō)的勻染劑選自烷基季銨鹽、烷基酰胺基季銨鹽或烷芳基季銨鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以離子交換型細(xì)旦可染丙綸的總重量計(jì)，染料的加入量為大于0至5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的染料選自陽(yáng)離子染料或/和分散陽(yáng)離子染料，染色條件如下(1)將所說(shuō)的離子交換型細(xì)旦可染丙綸置于染色浴中，按浴比為1∶20～40的重量比加水后，加入染料、勻染劑、元明粉和醋酸，5～25℃運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min；(2)以0.5～1.5℃/min的速率升溫到70～80℃后運(yùn)轉(zhuǎn)10～30min；(3)以1～2℃/min的速率升溫到95～120℃運(yùn)轉(zhuǎn)30～60min；(4)以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉殘液，用20～40℃清水洗，然后采用本領(lǐng)域共知的方法干燥或功能整理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的染料選自分散陽(yáng)離子染料和分散染料，染色條件如下(1)將所說(shuō)的離子交換型細(xì)旦可染丙綸置于染色浴中，按浴比為1∶15～30的重量比加水后，加入染料、元明粉和醋酸，5～25℃運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min；(2)以2～4℃/min的速率升溫到50～60℃后運(yùn)轉(zhuǎn)10～20min；(3)以1～2℃/min的速率升溫到95～120℃運(yùn)轉(zhuǎn)30～60min；(4)以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉殘液，用20～40℃清水洗滌，然后采用本領(lǐng)域共知的方法干燥或功能整理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的離子交換型可染細(xì)旦丙綸為磺化聚烯烴樹(shù)脂與聚丙烯樹(shù)脂共混制備的細(xì)旦可染丙綸，其組分和質(zhì)量份數(shù)為磺化聚烯烴樹(shù)脂2～8份，聚丙烯樹(shù)脂92～98份，單絲纖度為0.9～2dtex。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，磺化聚烯烴樹(shù)脂為磺化聚苯乙烯樹(shù)脂或Na型樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種離子交換型可染細(xì)旦丙綸的染色方法。由于可染細(xì)旦丙綸含有大量的磺酸基團(tuán)和苯環(huán)，有效地提高了聚丙烯纖維的可染性。本發(fā)明提供了對(duì)可染細(xì)旦丙綸進(jìn)行染色的方法，用陽(yáng)離子染料或分散陽(yáng)離子染料或分散陽(yáng)離子染料和分散染料的組合物加入醋酸后升溫染色。采用市售陽(yáng)離子染料、分散陽(yáng)離子染料和分散染料混合物進(jìn)行染色，纖維可染至中深色，染色后色澤鮮艷度、均勻度和色牢度優(yōu)良。
文檔編號(hào)D06P3/79GK1821483SQ20061002384
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者張志明, 陳彥模, 張瑜, 朱美芳, 俞成丙, 陳龍, 蔣翀 申請(qǐng)人:上海金霞化纖有限公司, 東華大學(xué)