CN102704288B

CN102704288B - 一种共混改性细旦可染丙纶的染色方法

Info

Publication number: CN102704288B
Application number: CN201210186507.1A
Authority: CN
Inventors: 俞成丙; 戚文迎; 陈赛赛; 殷雯青; 芮英宇
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: SHANGHAI JUTONG INDUSTRIAL CO LTD
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: CN102704288A

Abstract

本发明公开了一种共混改性细旦可染丙纶的染色方法，属于合成织物染色技术领域。在以往技术中，细旦丙纶纤维结构紧，结晶度高，无与染料分子作用的基团，染色极差。后虽经加入的聚烯烃类和聚烯烃类衍生物，其极性仍低，与分散染料间的亲和力弱，染色效果不佳。现述的共混改性细旦可染丙纶，含聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体，却与聚丙烯树脂共混改性后纺制而成的细旦丙纶，因其纳米粒子壳层含有大量的磺酸基团和（或）羧基基团，有效地提高了聚丙烯纤维的可染性。本技术的共混改性细旦丙纶的染色方法，采用市售的阳离子染料、分散阳离子染料和分散染料混和物，对该细旦丙纶进行染色，可染至中深色，染色后色泽鲜艳，均匀性和色牢度优良。

Description

一种共混改性细旦可染丙纶的染色方法

技术领域

本发明涉及—种聚合物核壳结构离子型纳米粒子共混改性细旦丙纶的染色方法，区别于一般细旦可染丙纶的染色，属于合成织物染色技术领域。

背景技术

细旦丙纶是一种新型有用的高技术合成纤维，由于单丝纤度小，因此同普通丙纶纤维相比，在手感、吸汗、透气、穿着舒适性等发生了质的飞跃，具有很好的服用性能。其比天然纤维价格低，故细旦丙纶纤维深受广大消费者的欢迎。但是，细旦丙纶纤维由于内部结构紧密，结晶度高，没有可与染料分子作用的基团，因而染色性能极差，限制了该产品的应用范围。

人们围绕如何解决聚丙烯纤维纤维的染色问题，进行了许多有价值的尝试，如在未改性聚丙烯纤维的染色、嵌段共聚和接枝共聚改性聚丙烯纤维、低分子化合物(金属化合物)改性聚丙烯纤维和高聚物共混改性聚丙烯纤维等方面进行了许多的研究和探索。在这些提高丙纶染色性能的研究中，高聚物共混改性应该是提高聚丙烯纤维可染性能的有效途径。通过共混改性，试图在聚丙烯纤维内引入可以“留住”染料的极性或反应性基团，疏松纤维结构，提高丙纶的染色性能。专利CN1339623A，公开了一种可染细旦聚丙烯纤维专用树脂的制备，将可纺制细旦纤维的聚丙烯材料、聚烯烃材料和聚烯烃类衍生物在200～280℃的温度下进行二元或三元熔融共混改性，制得的树脂切片可纺制可用普通分散染料可染的细旦丙纶。但由于加入的聚烯烃类材料和聚烯烃类衍生物极性低，与分散染料间的亲和力弱，因而难以取得满意的染色效果。

发明内容

为此，本发明目的在于：公开一种解决共混改性细旦可染丙纶的染色方法的问题，以克服现有染色技术存在的缺陷。

该类所述的共混改性细旦可染丙纶，含有聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体，与聚丙烯树脂共混改性后纺制的细旦丙纶，其组分和质量份数各为：

聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体1～10份，聚丙烯树脂90～99份；

单丝纤度为0.9～2dtex（分特，为万米合成细纤维重量，下同）；

所述的聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体制备的步骤如下：

(1)核壳乳胶粒子的制备：

在N₂保护下，将乳化剂、水和总重量10～40%的第一混合单体，搅拌预乳化，然后在70～8O℃，加入引发剂总重量25%～50%引发反应；

滴加剩余的第一混合单体，控制滴加速度，在1～3h滴完，保温20～40min；加入引发剂总重量20～35%，再滴加第二混合单体，控制滴加速度，在1～3h内滴完；

最后加入剩余的引发剂，熟化20～60min，冷却到室温，制得聚合物核壳结构离子型乳胶粒子；

所述的乳化剂为：十二烷基硫酸钠；所述的引发剂为：过硫酸铵。

所述的第—混合单体为：硬单体和双烯烃单体的混合物。其中，双烯烃单体的含量为第一混合单体总重量的0.1～1.0%；

所述的第二混合单体中各个组分的重量百分比含量为：

硬单体50～80%

软单体10～30%

离子型单体5～15%

双烯烃单体0～0.3%。

所述的双烯烃单体为乙二醇双甲基丙烯酸酯、三缩乙二醇双甲基丙烯酸酯、多缩乙二醇双甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯中的一种或它们的组合；

所述的软单体为：丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基已酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸己酯中的一种或它们的组合；

所述的硬单体为：苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或它们的组合；

所述的离子型单体为：衣康酸钠盐、丙烯磺酸钠、丙烯酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或它们的组合。

所述的聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体的制备，其各个组分的重量份用量如下：

第一混合单体40～100份

第二混合单体30～90份

乳化剂1～4份

引发剂0.2～1.5份

水130～270份。

(2)聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体的制备：

将步骤(1)所制备的核壳乳胶粒子，在-40～15℃冷冻干燥15～25h，获得聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体。

共混改性细旦可染丙纶专用树脂的制备方法，包括如下步骤：

将1～10份聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体，与90～99份细旦聚丙烯纤维树脂，经捏合机捏合，双螺杆挤出机共混，捏合60～120℃，共混温度为180～220℃、螺杆转速为120～220rpm，挤出、造粒，即制得可染细旦聚丙烯纤维专用树脂切片；

采用上述方法制备的可染细旦聚丙烯纤维树脂，经纺丝成形，牵伸；纺丝条件为：纺丝温度200～240℃，纺丝速度250～45Om/min，牵伸倍数为3～4倍，上盘温度为45～90℃，下盘温度为90～130℃。可制得单丝纤度为0.9～2dtex，强度2.5～5.5cN/dtex（厘牛顿/分特，下同）的细旦可染纤维。

聚合物核壳结构离子型纳米粒子共混改性细旦丙纶制备方法中，涉及该核壳结构离子型纳米粒子的合成及其共混改性细旦丙纶制取的更详细过程，将另外在同类发明专利中，予以申请或公开，不涵括在本发明中。

本发明主要涉及是离子型纳米粒子共混改性细旦丙纶的染色方法，包括如下步骤(并结合染色工艺流程图1说明)：

（1）将所述的可染丙纶置于染色浴中，按浴比为1:15～50的重量比加水1混合后，加入染料、匀染剂、元明粉和醋酸，5～25℃，运转10～20min2；

（2）以0.5～4℃/min的速率3，升温到50～80℃后，运转10～30min4；

（3）以1～2℃/min的速率5，升温到95～100℃，运转30～60min6；

（4）以2～4℃/min的速率7，下降到35～45℃后，放掉残液，用20～40℃清水洗，再放水8，然后采用本领域共知的方法干燥或功能整理。

所述的染料为阳离子染料、分散阳离子染料或分散染料中的一种或几种的混合物，所用染料的加入量根据配色需要确定，以共混改性细旦丙纶的总重量计，优选的染料的加入量在不大于5%的范围变化，匀染剂0～2%，元明粉0～10%，醋酸0.5～2.0%。

所述的匀染剂：可选烷基季铵盐、烷基酰胺基季铵盐和烷芳基季铵盐（商品名称为：匀染剂1227，可采用市售产品，如上海化工厂有限公司的产品）；

优选阳离子染料和（或）分散阳离子染料，染色条件如下：

（1）将所述的共混改性细旦丙纶置于染色浴中，按浴比为1:20～50的重量比加水后，加入染料、匀染剂、元明粉和醋酸，5～25℃运转10～20min；

（2）以0.5～1.5℃/min的速率升温到70～80℃后，运转10～30min；

（3）以1～2℃/min的速率升温到95～100℃，运转30～60min；

（4）以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后，放掉残液，用20～40℃清水洗，然后采用本领域共知的方法干燥或功能整理。

优选分散阳离子染料和（或）分散染料，染色条件如下：

（1）将所述的共混改性细旦丙纶置于染色浴中，按浴比为1:15～30的重量比加水后，加入染料、匀染剂、元明粉和醋酸，5～25℃运转10～20min；

（2）以2～4℃/min的速率升温到50～60℃后，运转10～20min；

（3）以1～2℃/min的速率升温到95～100℃，运转30～60min；

（4）以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉残液，用20～40℃清水洗涤，然后采用本领域共知的方法干燥或功能整理。

通过以上过程，本发明可使该共混改性细旦可染丙纶上染至中深色，并且色泽鲜艳度、均匀度和色牢度好。

本发明提供了一种共混改性细旦可染丙纶进行染色的方法，由于该纤维中引入大量的磺酸基团和（或）羧酸基团，这些基团可以与阳离子染料、分散阳离子染料和分散染料形成很强的作用力，从而使得共混改性的聚丙烯纤维染色后具有较好的皂洗牢度，包括中深色，这样可用阳离子染料、分散阳离子染料和分散染料进行染色。不但染料上染率可得到较大的提高，而且染色后色泽鲜艳度、均匀性和色牢度好。

附图说明

图1是本发明的一种共混改性细旦可染丙纶的染色工艺流程图。

具体实施方式

实施例1，共混改性细旦可染丙纶的制备：

原料中第一混合单体为：苯乙烯59.76g和三缩乙二醇双甲基丙烯酸酯0.24g的混合物；第二混合单体中，各个组分为：苯乙烯20g，甲基丙烯酸甲酯17g，丙烯酸丁酯8g，甲基丙烯磺酸钠5g。

在N₂保护下，往四口烧瓶中，加入3.6g十二烷基硫酸钠和220g去离子水，在水浴中加热溶解，加入17g第一混合单体，机械搅拌3Omin进行预乳化，升温度至75℃，加入0.35g的过硫酸铵引发反应，保持搅拌，直到产物出现蓝光；

滴加剩余的43g第一混合单体，控制滴加速度，在1.5h滴完，保温30min；加入0.4g过硫酸铵，再滴加50g第二混合单体，控制滴加速度，在2h内滴完；最后加入剩余的0.15g过硫酸铵，熟化30min，冷却到室温，调节pH值为中性，获得核壳乳胶粒子，出料，在-20℃冷冻干燥20小时，获得聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体。

将细旦聚丙烯纤维树脂与上述聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体，在捏合机中80℃捏合30min后，再在双螺杆挤出机中共混，共混温度为200℃、螺杆转速为200rpm（转/分），挤出、造粒制得可染细旦聚丙烯纤维专用树脂切片，切片中含有聚合物核壳结构纳米粒子5wt%（重量%比，余同）；

将上述可染细旦聚丙烯纤维专用树脂，切片经纺丝、牵伸，制得聚合物核壳结构离子型纳米粒子改性可染细旦聚丙烯纤维。纺丝条件：纺丝温度为240℃，纺丝速度为400m/min。牵伸条件：牵伸3.6倍，上盘温度为50℃，下盘温度为80℃。

采用上述方法制备的可染细旦聚丙烯纤维，单丝纤度为：1.45dtex，强度为：4.21cN/dtex，断裂伸长率：31.64%。

实施例2，实施例1的纤维，用下列方法将该纤维试样染浅红色，步骤如下：

染色时，将该共混改性细旦可染丙纶，按浴比1:40的重量比加水后，加入已溶解好的阳离子染料红X-GRL为：0.05%，匀染剂1227加入量为：2.0%，元明粉6.0%，醋酸加入量为0.5%。25℃开始控制控温，在运转20min后，以0.5℃/min升温到70℃，再运转30min。随后，以1.5℃/min升温到100℃。运转30min之后，以3℃/min下降到40℃，再放掉残液，用20℃清水洗2次，最后被染纤维干燥或功能整理后干燥。

匀染剂、元明粉和醋酸加入量均以共混改性细旦丙纶的重量计。

本发明叙述若干共混改性细旦可染丙纶试样性能测试，为便于阅读，参照的文献资料如下（余下，所述同此）：徐穆卿《印染试化验》文中相关测试、中国国家标准（或简称-国标，下同）GB/T3920－1997、GB/T3921.1～5－1997、GB/T3922－1995和GB/T8424.1～3－2001规定的方法进行检测，其结果为：染料上染率达到95%，色泽鲜艳、均匀，摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度均在4级以上。

实施例3，采用实施例1相同的方法，选用5g甲基丙烯酸钠为离子型单体，制备一种共混改性细旦可染丙纶。聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体与聚丙烯的重量比为8：92，单丝纤度为2dtex，用下列方法将纤维试样染中蓝色：

染色时，将该共混改性细旦可染丙纶按浴比1:35加水后，加入已溶解好的分散阳离子蓝SD-GSL1.0%和分散阳离子黄SD-5GL0.3%，元明粉8%，醋酸加入量为1.0%。室温开始控制控温，在运转20min后，以1℃/min升温到70℃后运转30min。随后以1℃/min升温到100℃。在运转50min之后，以3℃/min下降到40℃，放掉残液，用40℃清水洗2次，最后被染纤维干燥或功能整理后干燥。

元明粉和醋酸加入量均以共混改性细旦丙纶的重量计。

检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T3920－1997、GB/T3921.1～5－1997、GB/T3922－1995和GB/T8424.1～3－2001规定的方法进行，其结果为：染料上染率达到85%，色泽鲜艳、均匀，摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度均在4级以上。

实施例4，实施例1的纤维，单丝纤度为2dtex，将纤维试样染暗红色，用下列方法：

染色时，将该共混改性细旦可染丙纶按浴比1:35加水后，加入已溶解好的分散阳离子红SD-GRL1.0%和分散阳离子黑SD-RL1.0%，元明粉6%，醋酸加入量为1.5%。室温开始控制控温，在运转20min后，以1℃/min升温到70℃，运转30min。随后，以1℃/min升温到100℃，在运转50min后，以3℃/min下降到40℃，放掉残液，用40℃清水洗3次，最后被染纤维干燥或功能整理后干燥。

元明粉和醋酸加入量均以共混改性细旦丙纶的重量计。

检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T3920－1997、GB/T3921.1～5－1997、GB/T3922－1995和GB/T8424.1～3－2001规定的方法进行，其结果为：规定的方法进行检测，其结果为染料上染率达到80%，色泽鲜艳、均匀，摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度均在4级以上。

实施例5，实施例3的纤维，单丝纤度为2dtex，用下列方法将纤维试样染大红色：

染色时，将该共混改性细旦可染丙纶按浴比1:30加水后，加入已溶解好的分散阳离子红SD-GRL3%和分散红E-4B（即分散红60）1%，元明粉3%，醋酸2.0%。以3℃/min升温到60℃后运转15min。随后以1.5℃/min升温到100℃，在运转60min之后，以3℃/min下降到90℃后放水，清水洗2次，最后被染纤维干燥或功能整理后干燥。

元明粉和醋酸加入量均以共混改性细旦丙纶的重量计。

检测以徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T3920－1997、GB/T3921.1～5－1997、GB/T3922－1995和GB/T8424.1～3－2001规定的方法进行，其结果为：规定的方法进行检测，其结果为染料上染率达到65%，色泽鲜艳、均匀，摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度均在3-4级以上。

上面通过具体实施例，对本发明作了进一步的描述，但不能认为，本发明仅限于这些实施方式，凡涉及或延伸与本发明中所述过程改进、工艺参数、染色条件及其它添加剂等等相似工作,均属此发明的保护范畴。

Claims

1.一种共混改性细旦可染丙纶的染色方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将共混改性细旦可染丙纶置于染色浴中，按浴比为1:15～50的重量比加水后，加入染料、匀染剂、元明粉和醋酸，5～25℃下运转10～20min；

（2）以0.5～4℃/min的速率升温到50～80℃后运转10～30min；

（3）以1～2℃/min的速率升温到95～100℃运转30～60min；

（4）以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉残液，用20～40℃清水洗，然后采用本领域共知的方法干燥或功能整理；

所述的染料选自分散阳离子染料，所用染料的加入量根据配色需要确定，以共混改性细旦丙纶的总重量计，匀染剂0～2%，元明粉0～10%，醋酸0.5～2.0%；

所述的共混改性细旦可染丙纶为聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体与聚丙烯树脂共混改性后纺制的细旦丙纶，其组分和质量份数为：聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体1～10份，聚丙烯树脂90～99份，单丝纤度为0.9～2.0dtex；聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体为内有轻度交联硬单体聚合形成的核和外有含磺酸基团和/或羧基基团的壳；

(a)核壳乳胶粒子的制备：

在N₂保护下，将乳化剂、水和总重量10～40%的第一混合单体，搅拌预乳化，然后在70～80℃，加入引发剂总重量25%～50%引发反应；

第—混合单体为：硬单体和双烯烃单体的混合物，双烯烃单体的含量为第一混合单体总重量的0.1～1.0%；

(b)聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体的制备：

将步骤(a)所制备的核壳乳胶粒子，在-40～15℃冷冻干燥15～25h，获得聚合物核壳结构离子型纳米粒子粉体；

所述的第二混合单体中各个组分的重量百分比含量为：

硬单体50～80%

软单体10～30%

离子型单体5～15%

双烯烃单体0～0.3%；

所述的匀染剂选自烷基季铵盐、烷基酰胺基季铵盐和烷芳基季铵盐。

2.根据权利要求1所述的染色方法，其特征在于以共混改性细旦可染丙纶的总重量计，染料的加入量在不大于5%的范围变化。

3.根据权利要求1所述的染色方法，其特征在于所述的染料选自分散阳离子染料，染色条件如下：

（2）以0.5～1.5℃/min的速率升温到70～80℃后运转10～30min；

（3）以1～2℃/min的速率升温到95～100℃运转30～60min；

（4）以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉残液，用20～40℃清水洗，然后放水，并采用本领域共知的方法干燥或功能整理。

4.根据权利要求1所述的染色方法，其特征在于所述的染料选自分散阳离子染料，染色条件如下：

（1）将所述的共混改性细旦丙纶置于染色浴中，按浴比为1:15～30的重量比加水后，加入染料、元明粉和醋酸，5～25℃运转10～20min；

（2）以2～4℃/min的速率升温到50～60℃后运转10～20min；

（3）以1～2℃/min的速率升温到95～100℃运转30～60min；

（4）以2～4℃/min的速率下降到35～45℃后放掉残液，用20～40℃清水洗涤，然后放水，并采用本领域共知的方法干燥或功能整理。