本發(fā)明涉及輕化工技術領域，特別是涉及一種防串色纖維、防串色布及其制備方法。

背景技術：

近年來，隨著生活水平的提高，人們穿著服裝的款式日益增多，衣物色彩也多種多樣。然而在日常洗滌中，顏色鮮艷的衣物有時會出現(xiàn)褪色現(xiàn)象，并且這些染料隨后沾染到與該染料不同顏色的織物上，造成衣物串色現(xiàn)象的發(fā)生。因此，為避免串色現(xiàn)象的發(fā)生，人們不得不將衣物分開洗滌。但是在生活節(jié)奏越來越快的今天，衣物分開洗滌既會耗費更多的水電資源，也占用了人們更多的時間。

防串色洗滌用品即是用于解決衣物洗滌串色問題的產(chǎn)品，但是現(xiàn)有的防串色洗滌用品的制備方法比較復雜，均需在高溫下進行，能耗大，成本高，不易于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種防串色纖維的制備方法。

具體的技術方案如下：

一種防串色纖維的制備方法，包括如下步驟：

將含羥基的纖維加至化學改性溶液中反應得到所述防串色纖維，所述化學改性溶液包含3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽、無機堿和水，所述3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽具有如下通式：其中，X選自Cl、Br或I，選自硫酸根離子、硫酸氫根離子或鹵素負離子。

在其中一個實施例中，所述化學改性溶液中，所述3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的濃度為10-100g/L，所述無機堿與所述3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的摩爾比為1-3:1。

在其中一個實施例中，所述無機堿與所述3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的摩爾比為1.67-2.5:1。

在其中一個實施例中，反應溫度為15℃-35℃，反應時間為12h-36h。

在其中一個實施例中，所述化學改性溶液與所述含羥基的纖維的質量比為1-10:1。

本發(fā)明的另一目的是提供上述制備方法制備得到的防串色纖維。

本發(fā)明的另一目的是提供包含上述防串色纖維的防串色布。

本發(fā)明的另一目的是提供上述防串色布的制備方法。

具體的技術方案如下：

一種上述防串色布的制備方法，包括如下步驟：將所述防串色纖維與化學纖維制成所述防串色布。

在其中一個實施例中，所述化學纖維為ES纖維，所述ES纖維與所述防串色纖維的質量比為3.33-6.67:1。

在其中一個實施例中，制備所述防串色布之前對所述防串色纖維添加油劑，所述油劑為水化白油和軟皮白油中的一種或多種，所述防串色纖維與所述油劑的質量比為1:0.003-0.015。

本發(fā)明的原理和有益效果如下：

本發(fā)明采用3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽和無機堿，對含羥基的纖維進行化學改性，利用3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽與無機堿反應的產(chǎn)物，與含羥基的纖維發(fā)生加成反應，得到的防串色纖維可以與衣物洗滌過程中脫離的游離染料發(fā)生高效的吸附，反應過程如下反應通式所示，含羥基的纖維以“纖維-OH”表示。

3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽和無機堿反應容易發(fā)生如下反應通式所示的副反應，影響目標產(chǎn)物的生成從而影響化學改性的效果，本發(fā)明通過將無機堿和3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的摩爾比控制在特定范圍內(nèi)使副反應的發(fā)生大大降低，同時又能高效的生成目的產(chǎn)物，使制備的防串色纖維吸色效果得到明顯的提高。

3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽分子量較小，與無機堿反應后的產(chǎn)物易于向纖維內(nèi)部滲透，與內(nèi)部纖維的羥基作用，反應更充分，因此該防串色纖維可以非常高效地吸附褪色衣物脫離的游離染料，色牢度較高，大幅減少游離染料沾染到其他衣物上，從而避免了衣物洗滌串色現(xiàn)象的發(fā)生。

本發(fā)明在室溫條件下(15℃-35℃)對含羥基的纖維進行化學處理，利用3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽和無機堿溫和反應逐步生成目的產(chǎn)物，同時與含羥基的纖維逐步反應生成改性纖維，無需加熱設備和額外提供熱能，具有低功耗、操作簡單的優(yōu)點，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為染料溶液分別經(jīng)實施例1-4和對比例1制備的纖維樣品吸附3min之后的照片，其中a代表實施例1的結果，b代表實施例2的結果，c代表實施例3的結果，d代表實施例4的結果，e代表對比例1的結果。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其他方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

除非另外指明，所有濃度都是按本發(fā)明化學改性溶液的體積計算的，并且是以化合物有效物含量進行計算的。

除非另外指明，在本實施方式中所有配制和測試發(fā)生在約25℃的環(huán)境。

本發(fā)明中，含羥基的纖維是指由至少含一個羥基的重復單元組成的高分子形成的纖維，上述高分子來源是合成的或者天然的?；瘜W改性是指是指對纖維的物理形態(tài)和微結構進行改變，或者對纖維的表面和內(nèi)部進行化學處理，使其在染色、固色、抗皺、滲透性等理化性能方面得到明顯改變。無機堿是指在水中能電離出氫氧根離子的無機物。

一種防串色纖維的制備方法，包括如下步驟：

將含羥基的纖維加至化學改性溶液中反應得到防串色纖維，化學改性溶液包含3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽、無機堿和水，3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽具有如下通式：其中，X選自Cl、Br或I，選自硫酸根離子、硫酸氫根離子或鹵素負離子。

本發(fā)明采用3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽和無機堿，對含羥基的纖維進行化學改性，利用3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽與無機堿反應的產(chǎn)物，與含羥基的纖維發(fā)生加成反應，得到的防串色纖維可以與衣物洗滌過程中脫離的游離染料發(fā)生高效的吸附。3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽分子量較小，與無機堿反應 后的產(chǎn)物易于向纖維內(nèi)部滲透，與內(nèi)部纖維的羥基作用，反應更充分，因此該防串色纖維可以非常高效地吸附褪色衣物脫離的游離染料，色牢度較高，大幅減少游離染料沾染到其他衣物上，從而避免了衣物洗滌串色現(xiàn)象的發(fā)生。

優(yōu)選地，化學改性溶液中3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的濃度為10-100g/L，無機堿與3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的摩爾比為1-3:1。3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽和無機堿反應容易發(fā)生副反應，影響目標產(chǎn)物的生成從而影響化學改性的效果，通過怎樣的方法既能降低副反應的發(fā)生，又能高效的生成目的產(chǎn)物是一大難點，本發(fā)明通過將無機堿與3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的摩爾比控制在特定范圍內(nèi)，有效地降低了副反應的發(fā)生，使制得的防串色纖維的吸色效果顯著提高。

優(yōu)選地，反應溫度為15℃-35℃，反應時間為12h-36h。本發(fā)明在室溫條件下(15℃-35℃)對含羥基的纖維進行化學處理，無需加熱設備和額外提供熱能，具有低功耗、操作簡單的優(yōu)點，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

優(yōu)選地，化學改性溶液與含羥基的纖維的質量比為1-10:1。

優(yōu)選地，3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽具體為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，濃度為12～70g/L。3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨的水溶液性能穩(wěn)定，可以在室溫條件下放置較長時間，方便運輸和儲存，且3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨價格更低廉，成本更低。

優(yōu)選地，無機堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉和碳酸鉀中的一種或多種。

進一步地，可用水或pH值為2～6的酸的水溶液對防串色纖維進行洗滌，洗去化學改性溶液以及反應過程中的副產(chǎn)物，然后烘干得到干凈的防串色纖維。

優(yōu)選地，酸為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、檸檬酸、甲酸、乙酸和苯甲酸中的一種或多種。

進一步地，可先配制3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽水溶液，然后加入無機堿，操作更方便，氣味小。

一種防串色布的制備方法，包括如下步驟：

將上述防串色纖維與化學纖維制成防串色布。

優(yōu)選地，通過水刺法制備效果更佳。水刺法具體為將防串色纖維和化學纖維進行定向或隨機排列，形成纖網(wǎng)結構，將高壓微細水流噴射到一層或多層纖網(wǎng)上，使纖維相互纏結在一起，從而使纖網(wǎng)加固而成具備一定強度的防串色布。

優(yōu)選地，防串色纖維和化學纖維的質量比為1-20:1。

優(yōu)選地，化學纖維為滌綸纖維、錦綸纖維、腈綸纖維、氯綸纖維、粘膠纖維、丙綸纖維、ES纖維(聚乙烯-聚丙烯雙組分皮芯結構復合纖維)中的一種或多種。

優(yōu)選地，化學纖維為ES纖維，防串色纖維與ES纖維的質量比為3.33-6.67：1，以提高防串色布的整體強度。

優(yōu)選地，在制備防串色布之前對防串色纖維添加少量的油劑，避免處理過程中纖維打結和梳理不良的現(xiàn)象，有助于纖維的成網(wǎng)和紡織。油劑優(yōu)選為水化白油(礦物油、采油、磺酸鈉和水混合)或軟皮白油(磺酸鈉、乙醇、丁醇、機械油和水混合)，用量優(yōu)選為防串色纖維質量的0.3％～1.5％。

進一步地，可對制得的防串色布進行熱壓處理，使得ES纖維外層聚乙烯熔融并粘結住防串色纖維，從而進一步提高強度。

進一步地，還可將防串色布分切成片，并進行折疊和包裝。

水刺法制成的防串色布是一種無紡布，無紡布具有生產(chǎn)速度快、產(chǎn)量高、成本低的特點。利用上述具有染料吸附性能的防串色纖維，并以無紡布形式的防串色布作為防串色洗滌用品，可以在較低成本條件下解決衣物的串色問題。

下面將通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。

實施例1-4和對比例1-2

實施例和對比例選用粘膠纖維進行制備防串色纖維，根據(jù)原理可以理解，其他含有羥基的纖維皆可制備防串色纖維。實施例中所用3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨是由上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產(chǎn)和出售的產(chǎn)品。

表1實施例1-4和對比例1-2的組分配比及反應時間

實施例1-4和對比例1-2分別按照表1的配比，向配制罐中加入去離子水和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨或聚環(huán)氧丙基三甲基氯化胺，開動攪拌配制成相應的水溶液，然后緩慢加入無機堿，然后將粘膠纖維加至溶液中，室溫下混勻晃動反應設定的時間，再用酸的水溶液對粘膠纖維進行多次洗滌，烘干得到干凈的纖維樣品。

實施例5-8

表2實施例5-8的組分配比及反應時間

實施例5-8分別按照表2的配比，向配制罐中加入去離子水和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，開動攪拌配制成3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液，然后緩慢加入無機堿，得到化學改性溶液，然后將粘膠纖維加至化學改性溶液中，室溫下混勻晃動反應24h，再用酸的水溶液對粘膠纖維進行多次洗滌，烘干得到干凈的防串色纖維。

染料吸附率的測試

對制備的纖維樣品進行染料吸附率的測試，所采用的染料為活性艷藍KN-R(cas:2580-78-1)，具體步驟如下：

1)用分析天平稱量0.600g纖維樣品(精確至0.005g)，然后將其連續(xù)對折剪開4次，直至被剪成邊長為1cm左右的方形碎片。

2)取50mL容量瓶，稱取0.500g活性艷藍染料，用去離子水溶解定容，得到1.0％活性艷藍的染料標準溶液；

3)依照GB/T 13174，配制1.0L含2.0g/L標準洗衣液的硬水溶液(250ppm)。

4)取500mL燒杯，加入3.00g上述染料標準溶液和497g硬水溶液，得到60mg/L染料溶液；另取兩個同規(guī)格250mL燒杯，稱取200mL染料溶液(60mg/L)，加入磁子，放置到攪拌器中央。

5)在室溫條件下，開啟磁子攪拌(轉速為250rpm；若無磁力攪拌器，可改為機械攪拌)；1min后，向兩個燒杯中分別加入纖維樣品，并開始計時；預設時間后停止攪拌，靜置約5s后用塑料瓶輕輕倒取約30mL上層溶液，不得含纖維樣品。

注：攪拌時如果出現(xiàn)磁子不規(guī)則運動，將轉速調零后再逐步增大至250rpm。

6)用紫外分析儀測量樣品溶液592nm處紫外吸光度值A，通過下述公式計算出纖維樣品的染料吸附率，并求出同組兩個燒杯纖維樣品的染料平均吸附 率。

吸附率

0.0084，0.01273——活性艷藍KN-R濃度—吸光度標準曲線的計算系數(shù)；

60——染料溶液的初始濃度值。

圖1所示為染料溶液分別經(jīng)實施例1-4和對比例1制備的纖維樣品吸附3min之后的照片，可以看出，實施例2-4的顏色最淺，大部分染料被纖維樣品吸附，實施例1顏色稍深，吸附效果稍遜于實施例2-4，對比例1顏色深度明顯較高，大部分染料都沒被吸附。如表3所示，實施例1-4制備的防串色纖維與對比例1相比具有優(yōu)秀的染料吸附能力，隨著無機堿與3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽的濃度增加以及反應時間的增長，生成的目的產(chǎn)物也增多，對含羥基的纖維的化學改性也更徹底，染料吸附性能得到提升，實施例3和實施例4僅在3min內(nèi)便可吸附70％左右的染料。而且實施例1-4與使用聚環(huán)氧丙基三甲基氯化胺的對比例2相比，均表現(xiàn)出明顯更高的吸附率(對比例2即使長達10min的吸附率也僅20.1％)，使用3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽可以顯著提高纖維樣品的吸色效果。聚環(huán)氧丙基三甲基氯化胺的分子量較大，主要分布在纖維表面，不能向纖維內(nèi)部滲透，故而無法使內(nèi)部纖維吸附游離染料，而且纖維與染料之間的色牢度也相對較低。

表3實施例1-4和對比例1-2制備的纖維樣品的染料吸附率

表4所示為實施例5-8的染料吸附率測試結果，可以看出當控制3-鹵代-2-羥丙基三甲基季銨鹽與無機堿的摩爾比在1.67-2.5:1的范圍內(nèi)時，防串色纖維樣品的吸附率有明顯的提高，可以有效地降低副反應的發(fā)生，極大地提高防串色纖維的吸色性能。

表4實施例5-8制備的纖維樣品的染料吸附率

實施例5

對防串色纖維添加其重量1.0％的油劑，然后用水刺法將防串色纖維與ES纖維制成防串色布，其中防串色纖維和ES纖維的質量比為4:1，然后把防串色布卷材分切成片，并進行折疊和包裝。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。