一種高固色率的活性染料非水溶劑染色方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高固色率的活性染料非水溶劑染色方法。該方法包括：將棉織物置于堿性物質的水溶液中溶脹至帶液率為30％-200％，烘干；將烘干之后的棉織物與活性染料、活性染料的良溶劑混合，在升溫過程中加入活性染料的不良溶劑，升溫至染色溫度后保溫；將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液中保溫一段時間；然后再將棉織物置于帶有兩個以上親電基團化合物的有機溶液中反應；取出棉織物，進行中和、水洗，完成染色。本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中水的用量少，染料利用高。
【專利說明】一種高固色率的活性染料非水溶劑染色方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種活性染料的染色方法，特別涉及一種高固色率的活性染料非水溶 劑染色方法，屬于紡織染整【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 目前棉織物的染色大多采用活性染料，染色過程中由于活性基團在水介質中的水 解，不僅導致大量活性染料的浪費，而且在染色過程中需要消耗大量的水以及排放大量難 以處理的高色度污水，這是活性染料一直以來存在的難以克服的瓶頸。
[0003] 為了能避免活性染料的水解反應，提高活性染料的利用率，科學家們在很早就已 經(jīng)注意并研究了活性染料在非水介質中的染色。采用非水介質染色的優(yōu)勢在于活性染料在 染色過程中不會發(fā)生水解，有望能提高活性染料與棉纖維的反應程度。但同時，采用非水介 質染色也一直存在著較多問題，主要包括活性染料在非水介質中的溶解性、棉纖維在非水 介質中的溶脹能力、固色堿劑在非水介質中的溶解度、以及染色的勻染性、透染性等。盡管 活性染料在非水介質中染色存在著諸多難點，但現(xiàn)階段用水成本逐漸升高，以及人們對環(huán) 境保護越來越重視，活性染料非水介質染色以其良好的應用前景也越來越受到關注。
[0004] 上世紀80年代印度紡織工藝研究所采用二甲基甲酰胺溶解活性染料C. I.活性紅 12,在升溫至80°C過程中分批加入三氯乙烯并保溫lh，染料幾乎完全上染，固色率為84%。 上述方法雖提供了一個較好的溶劑染色思路，但固色率比傳統(tǒng)染色方法相比優(yōu)勢不大，染 色后仍需要大量的水進行高溫皂洗去除浮色，工業(yè)應用前景不大，因此未得到進一步發(fā)展。
[0005] 溶劑反膠束染色法是近年出現(xiàn)的一種新型的非水溶劑染色工藝，該法是將纖維或 織物置于增溶了高濃度的染料水溶液的反膠束體系中染色，染色所用水量與傳統(tǒng)水浴染色 相比大大減少，不失為一種新型的節(jié)水染色工藝。但反膠束染色工藝存在以下幾個問題：1、 體系內表面活性劑以及助表面活性劑的用量較大，大量的表面活性劑以及助劑的用量導致 染色過程中布樣上吸附大量的表面活性劑以及助劑，同樣會造成后處理困難、皂洗廢水COD 值偏高、環(huán)境污染以及一定的資源浪費。2、由于溶劑體系中分散的高濃度染料水溶液對棉 纖維的親和力高，因此染料上染速度快，不易控制，易染花。3、染色時棉纖維首先需浸軋一 定濃度的碳酸鈉水溶液，并以一定的待液率入染，體系中存在的水同樣會導致染料的水解， 因此,其固色率較低。
[0006] 為了克服反膠束體系染色弊端，廣東溢達紡織有限公司與浙江理工大學合作開發(fā) 了有機溶劑懸浮體系來實現(xiàn)活性染料的染色。該染色工藝將活性染料以及一定量的分散劑 通過球磨分散于有機溶劑體系內，在一定染色條件下實現(xiàn)對棉纖維的上染。該染色工藝中 采用的分散劑僅為染料用量的0. 15倍，且染料的上染率可達到近100%，充分體現(xiàn)了非水 溶劑染色的優(yōu)勢，但同樣由于溶劑體系中分散的染料顆粒對棉纖維的親和力高，因此上染 速度快，易染花，同樣，體系中存在的水會導致染料的水解，染料利用率低。
[0007] 盡管活性染料非水溶劑染色工藝已有大量文獻報道，但活性染料的固色率依然較 低，在染色完畢后仍需要大量的水來洗去棉纖維上的浮色，這也就失去了非水溶劑染色真 正的意義，同時，由于溶劑體系中染料對棉纖維的親和力高，上染速率不易控制，導致染色 易染花。


【發(fā)明內容】

[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高固色率的活性染料非水溶劑染 色方法，該染色方法染料固色率高，水的用量少。
[0009] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種高固色率的活性染料非水溶劑染色方法， 其包括以下步驟：
[0010] 步驟一：將棉織物置于堿性物質的水溶液中溶脹至帶液率為30% -200%，烘干；
[0011] 步驟二：將烘干之后的棉織物與活性染料、活性染料的良溶劑混合，在升溫過程中 加入活性染料的不良溶劑，升溫至染色溫度后保溫一定時間；其中，所述活性染料的良溶劑 和所述活性染料的不良溶劑的體積比為I :3-20 ;所述活性染料的良溶劑與所述棉織物的 質量比為2-50 :1 ;優(yōu)選為3-10 :1 ;
[0012] 步驟三：將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液中在 40-80°C下反應0.5-2h，然后將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親電基團化合物的有機 溶液中在40-80°C下反應0. 5-2h ;
[0013] 或者，將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親電基團化合物的有機溶液中在 40-80°C下反應0. 5-2h ;然后將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親核基團化合物的有機 溶液中在40-80°C下反應0. 5-2h ;
[0014] 或者，將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親電基團化合物和帶有兩個以上親核 基團化合物的有機溶液中在40-80°C下反應0. 5-2h ;
[0015] 其中，帶有兩個以上親核基團化合物的用量為0. 1% o.m. f-10% o.m. f，染色后的 棉織物與帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液的料液比為I :5-30 ;帶有兩個以上親 電基團化合物的用量為〇. 1 % 〇. m. f-10% 〇. m. f，染色后的棉織物與帶有兩個以上親電基 團化合物的有機溶液的料液比為I :5-30 ;
[0016] 步驟四：取出棉織物，進行中和、水洗，完成染色；
[0017] 所述帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液中的有機溶劑為能溶解該帶有兩 個以上親核基團化合物但不與活性染料發(fā)生化學反應的有機溶劑；
[0018] 所述帶有兩個以上親電基團化合物的有機溶液中的有機溶劑為能溶解該帶有兩 個以上親電基團化合物但不與活性染料發(fā)生化學反應的有機溶劑；
[0019] 所述活性染料的良溶劑為能溶解活性染料但不與活性染料發(fā)生化學反應的非水 溶劑；所述活性染料的不良溶劑為不能溶解活性染料且不與活性染料發(fā)生化學反應的非水 溶劑。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，中和、水洗的操作按照常規(guī)方式進行即可。
[0021] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中，優(yōu)選地，步驟二中將烘 干之后的棉織物與活性染料、活性染料的良溶劑混合，在升溫過程中加入活性染料的不良 溶劑，升溫至染色溫度80-130°C之后保溫l_2h。
[0022] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中，優(yōu)選地，所用的活性 染料的良溶劑為極性溶劑；更優(yōu)選地，采用的活性染料的良溶劑包括N，N-二甲基甲酰胺 (DMF)、N，N-二甲基乙酰胺（DMAC)、二甲基亞砜（DMSO)、離子液體和醇醚溶劑等中的一種或 幾種的組合。
[0023] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中，優(yōu)選地，所述活性染料 的不良溶劑包括烷烴、含氯烴類、芳烴、酮類溶劑、硅烷類溶劑、酯類溶劑和醚類溶劑中的一 種或幾種的組合；更優(yōu)選地，所述活性染料的不良溶劑包括C 6-C8的正構烷烴、C6-C8的異構 烷烴、全氯乙烯和十甲基環(huán)五硅氧烷中的一種或幾種的組合。
[0024] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中，優(yōu)選地，采用的帶有兩 個以上親核基團化合物的有機溶液中的親核基團為能與活性染料發(fā)生化學反應的親核基 團；更優(yōu)選地，采用的親核基團包括伯氨基、仲氨基、羥基或巰基；最優(yōu)選地，所述帶有兩個 以上親核基團化合物包括多乙烯多胺、聚乙烯亞胺、乙二醇、聚乙二醇、多元硫醇和多元硫 醇衍生物等。
[0025] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中，優(yōu)選地，采用的帶有兩 個以上親電基團化合物的有機溶液中的親電基團為能與親核基團以及棉纖維中的羥基發(fā) 生化學反應的親電基團；更優(yōu)選地，親電基團包括三嗪環(huán)基、羥甲基、酰氯基、丙烯酰基或異 氰酸酯基；最優(yōu)選地，所述帶有兩個以上親電基團化合物包括三聚氯氰、三聚氟氰、二元酰 氯、2D樹脂、聚氨酯和聚氨酯衍生物等。
[0026] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中，優(yōu)選地，所述堿性物質 包括M(CO 3) x，M(OH) y、M(HxPyOz) J1R2R3N和R4CT中的一種或幾種的組合，其中，M為金屬離子， RpRyRyR4分別為烷基或氫質子，X、Y、Z分別為1-3的整數(shù)；更優(yōu)選地，采用的堿性物質包 括氫氧化鈉、氫氧化鋰和氫氧化鉀中的一種或幾種的組合。
[0027] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法中，優(yōu)選地，采用的堿性物 質的水溶液的濃度為lg/L-100g/L ;更優(yōu)選地，堿性物質的水溶液的濃度為5-50g/L。
[0028] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法采用非水溶劑對活性染料 進行染色，在染色過程中活性基團不發(fā)生水解，在部分活性染料與棉纖維發(fā)生共價鍵結合 之后，將剩余的活性染料通過交聯(lián)體系固在棉纖維上，固色率近100%。染色后的棉纖維經(jīng) 過簡單水洗中和后即可，無需高溫皂洗。徹底解決了現(xiàn)階段活性染料固色率低，染色后皂洗 用水量大的問題。
[0029] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法是一種高固色率的染色方 法?；钚匀玖显诜撬軇┲惺紫扰c棉纖維發(fā)生固色反應，剩余活性染料的活性基團未被破 壞，反應活性較高，此時加入少量交聯(lián)劑，使未反應完的活性染料、棉纖維以及交聯(lián)劑發(fā)生 原位縮聚反應，使染料通過橋鍵與棉纖維以共價鍵結合，最終使得活性染料在棉纖維上具 有高的固色率。
[0030] 本發(fā)明提供的活性染料的非水溶劑染色方法采用非水溶劑染色的方法，活性染料 完全上染棉纖維，實現(xiàn)了棉纖維的真正無鹽染色；染色殘余溶劑只需通過簡單的蒸餾即可 分離重新回收利用，染色過程無污染。
[0031] 本發(fā)明提供的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法的有益效果體現(xiàn)在以下幾 個方面：
[0032] 本發(fā)明的染色方法解決了長期以來活性染料利用率低，染色完畢后需要采用大量 高溫皂洗液皂洗的問題，染色過程中無需鹽促染，染料即可完全上染；
[0033] 本發(fā)明的染色方法的堿用量極少，且不會排放含堿廢水；
[0034] 本發(fā)明的染色方法的染料利用率高，固色率近100% ;
[0035] 本發(fā)明的染色方法中，在染色完畢后僅用少量冷水及醋酸水溶液中和即可，無需 高溫皂洗，水消耗量小，節(jié)能減排效果顯著。

【具體實施方式】
[0036] 為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技 術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0037] 實施例1
[0038] 本實施例提供了一種高固色率的活性染料非水溶劑染色方法，具體包括以下步 驟：
[0039] 將IOg的棉織物在濃度為10g/L的氫氧化鈉水溶液中進行預處理，烘干，然后放入 染杯；
[0040] 向染杯中加入0.3g的（3%o.m.f)E BR Red 3BS染料、50mL的二甲基亞砜，以 1°C /min升溫至95°C后保溫2h，在升溫過程中加入150mL四氯乙烯，上染率為100%，將溶 劑倒出并回收；
[0041] 向染杯中加入Ig的二乙烯三胺、IOOmL丙酮，在80°C下保溫30min，將溶劑倒出并 回收；
[0042] 向染杯中加入Ig的三聚氯氰、IOOmL丙酮，在8(TC下保溫30min，將溶劑倒出并回 收；
[0043] 將棉織物取出，進行中和、水洗，完成染色。
[0044] 使用本實施例的染色方法染色后的棉織物的固色率為98. 8%。
[0045] 將本實施例的高固色率的活性染料非水溶劑染色方法與傳統(tǒng)水浴染色方法的染 色結果進行對比，對比結果如表1所示，表1為本實施例的高固色率的活性染料非水溶劑染 色方法與傳統(tǒng)水浴染色方法的測試數(shù)據(jù)的對比結果。
[0046] 傳統(tǒng)水浴染色方法：在60°C下，將棉織物置于濃度為60g/L的元明粉和濃度為 20g/L的碳酸鈉中染色，浴比為1 :12。
[0047] 表 1
[0048]

【權利要求】
1. 一種高固色率的活性染料非水溶劑染色方法，其包括以下步驟： 步驟一：將棉織物置于堿性物質的水溶液中溶脹至帶液率為30% -200%，烘干； 步驟二：將烘干之后的棉織物與活性染料、活性染料的良溶劑混合，在升溫過程中加 入活性染料的不良溶劑，升溫至染色溫度之后保溫；其中，所述活性染料的良溶劑和所述活 性染料的不良溶劑的體積比為1 :3_20 ;所述活性染料的良溶劑與所述棉織物的質量比為 2-50:1 ； 步驟三：將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液中在 40-80°C下保溫0.5-2h，然后將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親電基團化合物的有機 溶液中在40-80°C下保溫0. 5-2h ; 或者，將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親電基團化合物的有機溶液中在40-80°C 下保溫0. 5-2h ;然后將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液中 在 40-80°C下保溫 0.5-2h ; 或者，將染色后的棉織物置于帶有兩個以上親電基團化合物和帶有兩個以上親核基團 化合物的有機溶液中在40-80°C下保溫0. 5-2h ; 其中，帶有兩個以上親核基團化合物的用量為〇. 1% 〇.m. f-10% o.m. f，染色后的棉織 物與帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液的料液比為I :5-30 ;帶有兩個以上親電基 團化合物的用量為〇. 1% 〇. m. f-10% 〇. m. f，染色后的棉織物與帶有兩個以上親電基團化 合物的有機溶液的料液比為1 :5-30 ; 步驟四：取出棉織物，進行中和、水洗，完成染色； 所述帶有兩個以上親核基團化合物的有機溶液中的有機溶劑為能溶解該帶有兩個以 上親核基團化合物但不與活性染料發(fā)生化學反應的有機溶劑； 所述帶有兩個以上親電基團化合物的有機溶液中的有機溶劑為能溶解該帶有兩個以 上親電基團化合物但不與活性染料發(fā)生化學反應的有機溶劑； 所述活性染料的良溶劑為能溶解活性染料但不與活性染料發(fā)生化學反應的非水溶劑； 所述活性染料的不良溶劑為不能溶解活性染料且不與活性染料發(fā)生化學反應的非水溶劑。
2. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑染色方法，其中，步驟二中升溫至染色溫度 80-130°C保溫 l_2h。
3. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑染色方法，其中，所述活性染料的良溶劑為極性溶 齊U ;優(yōu)選地，所述活性染料的良溶劑包括N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞 砜、離子液體和醇醚溶劑中的一種或幾種的組合。
4. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑染色方法，其中，所述活性染料的不良溶劑包括烷 烴、含氯烴類、芳烴、酮類溶劑、硅烷類溶劑、酯類溶劑和醚類溶劑中的一種或幾種的組合； 優(yōu)選地，所述活性染料的不良溶劑包括C 6-C8的正構烷烴、C6-C8的異構烷烴、全氯乙烯和十 甲基環(huán)五硅氧烷中的一種或幾種的組合。
5. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑染色方法，其中，所述帶有兩個以上親核基團化合 物中的親核基團為能與活性染料發(fā)生化學反應的親核基團；優(yōu)選地，所述帶有兩個以上親 核基團化合物包括多乙烯多胺、聚乙烯亞胺、乙二醇、聚乙二醇、多元硫醇和多元硫醇衍生 物。
6. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑染色方法，其中，所述帶有兩個以上親電基團化合 物中的親電基團為能與所述親核基團以及棉纖維中的羥基發(fā)生化學反應的親電基團；優(yōu)選 地，所述帶有兩個以上親電基團化合物包括三聚氯氰、三聚氟氰、二元酰氯、2D樹脂、聚氨酯 和聚氨酯衍生物。
7. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑染色方法，其中，所述活性染料的良溶劑與所述棉 織物的質量比為3-10 :1。
8. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑染色方法，其中，所述堿性物質包括M(CO3) x，M(OH) y、M(HxPyO z)、R1R2R3N和R4O-中的一種或幾種的組合，其中，M為金屬離子，R" R2、R3、R4分別 為烷基或氫質子，X、Y、Z分別為1-3的整數(shù)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的非水溶劑染色方法，其中，所述堿性物質包括氫氧化鈉、氫氧 化鋰和氫氧化鉀中的一種或幾種的組合。
10. 根據(jù)權利要求1、8或9所述的非水溶劑染色方法，其中，所述堿性物質的水溶液的 濃度為lg/L-100g/L ;優(yōu)選地，所述堿性物質的水溶液的濃度為5-50g/L。
【文檔編號】D06P1/38GK104313902SQ201410539480
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】鄧勇, 張玉高, 邱孝群 申請人:廣東溢達紡織有限公司