CN102433770A - 还原染料电化学快速清洁染色工艺 - Google Patents

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秦勇
徐成耀
张坤
李小春
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Abstract

本发明涉及一种还原染料电化学快速清洁染色工艺：在电化学池中，通电前，具有表面活性的中间体吸附到还原染料颗粒表面，起到分散染料作用，通电后，中间体从阴极表面得到电子后，使还原染料快速转变为可溶性隐色体，然后上染到织物上。本发明不需要添加染料分散剂、不使用保险粉、不使用含铁类中间体，能使还原染料快速、完全转变为可溶性隐色体；该工艺具有上染率高、染液能循环利用的特点，因此相对于传统染色工艺，能大大减少废液排放、降低环境污染、节约生产成本。

Description

还原染料电化学快速清洁染色工艺
技术领域
本发明涉及一种还原染料的染色工艺，更具体地说涉及一种利用电化学的方法使不溶性的还原染料转变为可溶性染料隐色体上染到织物上的技术。
背景技术
还原染料是染料中各项性能都比较优良的染料，按其主要化学结构可分为靛类和蒽醌两大类。它的色谱较全，色泽鲜艳，皂洗、日晒牢度都比较高。2003年，我国还原染料的产量约1.2万吨，占世界还原染料产量的45％。进入21世纪，我国还原染料的年均增长率达到了10％左右，发展速度很快。
传统还原染料的染色是先在碱液中使用还原剂(连二硫酸钠)将染料转变为可溶性的隐色体而被纤维素纤维吸附，再经过氧化，恢复成原来的不溶性染料，牢度地上染到织物上。该工艺需要的还原剂用量大，染色工艺流程复杂，并且产生大量难处理的含盐有色废水。为了克服传统染色工艺的缺点，CN200410056347.4提出了用电化学还原替代传统还原剂还原，染色废水完全循环利用，可以克服传统染色的缺点。但CN 200410056347.4提出的多阴极工艺流程复杂，很难大规模应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种直接用比表面积大的膨胀石墨为单一阴极的方法，简化了工艺，在原有传统工艺的基础上稍加改造，就能实现新的电化学染色工艺。
本发明所采用的技术方案为：一种还原染料电化学快速清洁染色工艺，包括以下步骤：
1)准备过程：称取一定量的还原染料、NaOH和烷基蒽醌磺酸钠到电化学池中，加水搅拌均匀，加热至所需的染色温度；然后根据还原染料的量称取相应的织物，放置到染色池中；
2)染色过程：向电化学池通电并调节到所需的电压，开始电解并不断搅拌，至染料颗粒充分溶解；将染液放入染色池中，和织物充分搅拌；
3)染色后处理：a、取出织物置于空气中氧化；b、用水洗尽表面的染液；c、将织物加入95℃的皂煮液，浸泡；d、再次用水清洗；e、将洗尽的织物烘干。
具体的说，本发明所述的电化学池中包括阴极、阳极、隔膜和染液；所述的电化学池的阴极材料为膨胀石墨电极；阳极材料为石墨棒；隔膜为多孔陶瓷膜；所述的电化学池中的染液组成为10～50g/L NaOH、10～30g/L烷基蒽醌磺酸钠和10～100g/L还原染料；所述的烷基蒽醌磺酸钠的链长为8～12；所述的膨胀石墨电极为比表面积为40-80m2/g的膨胀石墨压制而成；所述的染色池中包括可溶性隐色体和织物。
本发明的基本原理是：在通电前，氧化态的烷基蒽醌磺酸钠吸附在还原染料颗粒表面，分散还原染料；通电后，蒽醌基团在阴极得到电子，变为还原态，携带电子迁移到溶液中，使还原染料还原为可溶性的染料隐色体，隐色体溶液被循环泵抽到染色池中，上染到织物上，织物再经空气氧化为还原染料，牢固地附着在织物上。
烷基蒽醌磺酸钠作为中间体，起到电子传递的作用，其结构是为：
Figure BDA0000088030570000031
R＝CnH2n+1，n＝8～12；M＝NH4 +，Na+，K+
本发明具体所涉及的技术工艺条件如下：
1、还原染料包括蒽醌和靛类；
2、电源为1～20V可调直流电源；
3、阴极材料为膨胀石墨片，由比表面积40-80m2/g的膨胀石墨压制而成；
4、阳极材料为石墨棒；
5、阴极和阳极之间的隔膜为多孔陶瓷膜；
6、染液中的组成为10～50g/L NaOH、10～30g/L烷基蒽醌磺酸钠(链长8～12)、10～100g/L还原染料。
7、染色工艺参数：温度40～70℃；电压1～10V；时间20～120min。
本发明的有益效果是：不需要添加染料分散剂、不使用保险粉、不使用含铁类中间体，能使还原染料快速、完全转变为可溶性隐色体；本工艺具有上染率高、染液能循环利用的特点，因此相对于传统染色工艺，能大大减少废液排放、降低环境污染、节约生产成本。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
还原蓝的电化学染色
染液组成为：还原蓝的浓度为30g/L，十二烷基蒽醌磺酸钠的浓度为15g/L，NaOH的浓度20g/L。染色工艺条件：电压为6V，温度为60℃，染色30min。织物经空气氧化、水洗、皂洗、烘干后，K/S值达到9.36。
实施例二
还原棕的电化学染色
染液组成为：还原棕的浓度为30g/L，十二烷基蒽醌磺酸钠的浓度为20g/L，NaOH的浓度30g/L。染色工艺条件：电压为4.5V，温度为40℃，染色60min。织物经空气氧化、水洗、皂洗、烘干后，K/S值达到3.57。
实施例三
还原桃红的电化学染色
染液组成为：还原桃红的浓度为30g/L，十二烷基蒽醌磺酸钠的浓度为20g/L，NaOH的浓度15g/L。染色工艺条件：电压为4.5V，温度为60℃，染色60min。织物经空气氧化、水洗、皂洗、烘干后，K/S值达到5.38。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (7)

1.一种还原染料电化学快速清洁染色工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)准备过程：称取一定量的还原染料、NaOH和烷基蒽醌磺酸钠到电化学池中，加水搅拌均匀，加热至所需的染色温度；然后根据还原染料的量称取相应的织物，放置到染色池中；
2)染色过程：向电化学池通电并调节到所需的电压，开始电解并不断搅拌，至染料颗粒充分溶解；将染液放入染色池中，和织物充分搅拌；
3)染色后处理：a、取出织物置于空气中氧化；b、用水洗尽表面的染液；c、将织物加入95℃的皂煮液，浸泡；d、再次用水清洗；e、将洗尽的织物烘干。
2.如权利要求1所述的还原染料电化学快速清洁染色工艺，其特征在于：所述的电化学池中包括阴极、阳极、隔膜和染液。
3.如权利要求2所述的还原染料电化学快速清洁染色工艺，其特征在于：所述的电化学池的阴极材料为膨胀石墨电极；阳极材料为石墨棒；隔膜为多孔陶瓷膜。
4.如权利要求2所述的还原染料电化学快速清洁染色工艺，其特征在于：所述的电化学池中的染液组成为10～50g/L NaOH、10～30g/L烷基蒽醌磺酸钠和10～100g/L还原染料。
5.如权利要求4所述的还原染料电化学快速清洁染色工艺，其特征在于：所述的烷基蒽醌磺酸钠的链长为8～12。
6.如权利要求3所述的还原染料电化学快速清洁染色工艺，其特征在于：所述的膨胀石墨电极为比表面积为40-80m2/g的膨胀石墨压制而成。
7.如权利要求1所述的还原染料电化学快速清洁染色工艺，其特征在于：所述的染色池中包括可溶性隐色体和织物。
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