CN103757875A - 锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，具体按照以下步骤实施：步骤1.将锦氨泳衣面料用氢氧化钠溶液预处理，然后依次用乙醇溶液浸泡、去离子水洗涤，最后烘干，得到洁净的锦氨泳衣面料；步骤2.配制含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂AG-7620的复合整理液，于水热环境中对经步骤1得到锦氨泳衣面料进行改性与染色复合整理；步骤3.配制洗涤液，将经步骤2得到的改性和染色后的锦氨泳衣面料用洗涤液清洗，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料烘干。本发明的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法实现了对锦氨泳衣面料改性与染色的同步进行。

Description

锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法

技术领域

本发明属于功能纺织材料整理方法技术领域，涉及一种锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，具体涉及一种采用掺银纳米二氧化钛、拒水剂和酸性染料对锦氨泳衣面料进行抗菌、防紫外线、防水改性及染色的复合整理方法。

背景技术

研究表明，游泳池水中不仅含有汗液、尿素和游离余氯，而且比较容易滋生金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和嗜水气单胞菌等各种病原菌。因此，在不干净的水域中游泳会传染上各种疾病，严重危害游泳者的身体健康。具有抗菌功能的泳衣就可以在一定程度上抑制细菌的繁殖，防止病菌对人体的侵害，达到娱乐健身的目的。

由于夏季紫外线辐照强度大，长时间暴露在太阳光照下，会对人体皮肤产生灼伤，具有紫外线防护功能的锦氨泳衣面料不仅可以很好地保护皮肤，同时也能够防止锦氨纤维发生光老化现象。实验数据表明，水的阻力大约是空气阻力的800倍，因此和陆地体育项目相比，要想在水中减小阻力就变得十分困难。体型及推动力相同的游泳运动员在100m的自由泳比赛中，如果水对人体阻力降低10％的话，游动100m所花费的时间就能够缩短0.15s，在距离上领先对手30cm，这在国际大赛中，0.15s的差距足以区分出冠亚军。具有防水功能的泳衣使得水与肌肤有最少的接触，可起到减小阻力的效果。

此外，人们对泳衣面料的款式和颜色也提出了更高的要求，目前市场上具有抗菌、防水功能的泳衣面料比较少，而采用掺银纳米二氧化钛、拒水剂和酸性染料对锦氨泳衣面料进行抗菌、防紫外线、防水和染色复合整理方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，整理后的锦氨泳衣面料具有抗菌、抵抗紫外线及防水的优良性能，还实现了对锦氨泳衣面料改性与染色的同步进行。

本发明所采用的技术方案是，锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将锦氨泳衣面料用氢氧化钠溶液预处理，然后依次用乙醇溶液浸泡、去离子水洗涤，最后烘干，得到洁净的锦氨泳衣面料；

步骤2、配制含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂的复合整理液，于水热环境中对经步骤1得到锦氨泳衣面料进行改性与染色复合整理；

步骤3、配制洗涤液，将经步骤2得到的改性和染色后的锦氨泳衣面料用洗涤液清洗，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料烘干。

本发明的特点还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、称取氢氧化钠，将称取的氢氧化钠溶于去离子水中，配制质量-体积浓度为5g/L～10g/L的氢氧化钠溶液；

步骤1.2、分别称取锦氨泳衣面料和步骤1.1中配制的氢氧化钠溶液，按照浴比1：50～80，将锦氨泳衣面料浸泡于氢氧化钠溶液中，于80℃～100℃条件下预处理40min～60min，得到预处理后的锦氨泳衣面料；

步骤1.3、将经步骤1.2预处理后的锦氨泳衣面料用去离子水漂洗1次～3次，再按照浴比为1：20～40，将漂洗后的锦氨泳衣面料浸泡于体积百分比浓度为95%的乙醇溶液中，于35℃～45℃条件下浸泡处理30min～50min，将浸泡后的锦氨泳衣面料捞取出来，用去离子水反复清洗锦氨泳衣面料1次～3次；

步骤1.4、将经步骤1.3得到的锦氨泳衣面料，于80℃～100℃条件下烘干，得到洁净的锦氨泳衣面料。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、按质量比为16～25：4～6：5～10：0.3～1.0：4～8分别称取经步骤1得到的洁净的锦氨泳衣面料、钛酸四丁酯、拒水剂、硝酸银及十二烷基苯磺酸钠；

按步骤1得到的洁净的锦氨泳衣面料质量0.5%～2%称取酸性染料；

步骤2.2、取体积百分比浓度为95%的乙醇溶液，将步骤2.1中称取的钛酸四丁酯倒入乙醇溶液中，并不断地搅拌，配制成质量-体积浓度为5.2g/L～5.5g/L钛酸四丁酯乙醇溶液A，按乙醇溶液与去离子水的体积比为1：8～12量取去离子水，将钛酸四丁酯乙醇溶液A中加入去离子水，配制成质量-体积浓度为4g/L～6g/L的钛酸四丁酯乙醇水溶液B；

步骤2.3、将步骤2.1中称取的硝酸银、十二烷基苯磺酸钠和酸性染料依次添加到步骤2.2配制的钛酸四丁酯乙醇水溶液B中，边添加边以200转/min～400转/min速度搅拌，得到混合溶液A，随后用冰乙酸调节混合溶液A的pH值在4～6之间，得到混合溶液B，最后将步骤2.1中称取的拒水剂以4g/min～6g/min速率缓慢滴加到混合溶液B中，制备出含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂的复合整理液；

步骤2.4、按照浴比为1：40～60，将经步骤1得到洁净的锦氨泳衣面料浸渍在步骤2.3配制好的复合整理液中5min～10min，然后将锦氨泳衣面料连同剩余的复合整理液一起转移至染缸中密封，复合整理液体积占染缸体积的60%～80%；

步骤2.5、将步骤2.4中的染缸温度先升至40℃～50℃，恒温处理5min～15min；

然后在30min～50min内将染缸温度升至90℃～100℃，恒温处理40min～60min；

接着将染缸温度升至110℃～130℃，恒温处理1h～2h；

待反应结束染缸冷却至常温后，取出染缸中的锦氨泳衣面料，得到改性和染色后的锦氨泳衣面料。

步骤2中采用拒水剂为拒水剂AG-7620。

步骤2中采用酸性染料为山纳兰灰NHF-S酸性染料。

步骤2中采用的冰乙酸为乙酸含量大于98%的冰乙酸。

步骤3具体按照以下步骤实施：

步骤3.1、按质量比为1:1分别称取皂片和碳酸钠，将皂片和碳酸钠倒入去离子水中，每升去离子水中加入2g的皂片，2g的碳酸钠，配制成洗涤液；

步骤3.2、将经步骤2得到的改性和染色后的锦氨泳衣面料按照浴比为1：30～50，于80℃～100℃条件下，放入步骤3.1配制的洗涤液中，用洗涤液浸泡改性和染色后的锦氨泳衣面料20min～40min，再将改性和染色后的锦氨泳衣面料取出后分别用冷水、热水反复洗涤3次，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料于60℃～80℃条件下烘干。

步骤3.2中的冷水温度为20℃，热水温度为80℃。

本发明的有益效果在于：

本发明的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法中，采用水热法在锦氨泳衣面料表面包覆具有疏水功能的银掺杂纳米二氧化钛颗粒薄膜，以拓宽纳米二氧化钛的光谱响应范围，获得抗菌和紫外线防护性能，生成的纳米二氧化钛晶粒发育完整，粒度分布均匀，晶相单一，颗粒之间团聚少，具有较高的比表面积，可以得到理想的化学计量组成，同时还掺杂有纳米银粒子；另外，将拒水剂AG-7620直接添加到钛酸四丁酯硝酸银复合整理液中，能够赋予锦氨泳衣面料很好的疏水性能，与目前采用的浸扎拒水整理方法相比，对锦氨泳衣面料手感影响明显减小，简化了加工工序；与此同时，使用酸性染料对锦氨泳衣面料进行染色，在改性过程中同步实现了锦氨纤维染色，缩短了工艺流程，降低了生产成本。

总之，本发明的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法实现了锦氨泳衣面料抗菌、防紫外线、防水及染色的一步法完成，极大地提高了产品附加值。

附图说明

图1是未经任何处理的普通锦氨织物的扫描电镜照片；

图2是采用本发明的复合整理方法对锦氨织物进行改性和染色复合整理后的扫描电镜照片；

图3是未经任何处理的普通锦氨织物的X射线能谱图；

图4是采用本发明的整理方法对锦氨织物进行改性和染色复合整理后的X射线能谱图；

图5是锦氨织物改性和染色复合整理前、后的X射线衍射谱图；

图6是未经任何处理的普通锦氨织物的接触角测试结果；

图7是采用本发明的整理方法对锦氨织物进行改性和染色复合整理后的接触角测试结果。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将锦氨泳衣面料用氢氧化钠溶液预处理，然后依次用乙醇溶液浸泡、去离子水洗涤，最后烘干，得到洁净的锦氨泳衣面料：

步骤1.1、称取氢氧化钠，将称取的氢氧化钠溶解于去离子水中，配制质量-体积浓度为5g/L～10g/L的氢氧化钠溶液；

步骤1.2、分别称取锦氨泳衣面料和步骤1.1中配制的氢氧化钠溶液，按照浴比1：50～80，将锦氨泳衣面料浸泡于氢氧化钠溶液中（锦氨泳衣面料与氢氧化钠溶液的质量比为1：50～80），于80℃～100℃条件下预处理40min～60min，得到预处理后的锦氨泳衣面料；

步骤1.3、将经步骤1.2预处理后的锦氨泳衣面料用去离子水漂洗1次～3次，再按照浴比为1：20～40，将漂洗后的锦氨泳衣面料浸泡于体积百分比浓度为95%的乙醇溶液中，于35℃～45℃条件下浸泡处理30min～50min，将浸泡后的锦氨泳衣面料捞取出来，用去离子水反复清洗锦氨泳衣面料1次～3次；

步骤1.4、将经步骤1.3得到的锦氨泳衣面料，于80℃～100℃条件下烘干，得到洁净的锦氨泳衣面料。

步骤2、配制含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂AG-7620的复合整理液，于水热环境中对经步骤1得到锦氨泳衣面料进行改性与染色复合整理：

步骤2.1、按质量比为16～25：4～6：5～10：0.3～1.0：4～8分别称取经步骤1得到的洁净的锦氨泳衣面料、钛酸四丁酯、拒水剂AG-7620、硝酸银及十二烷基苯磺酸钠；

按步骤1得到的洁净的锦氨泳衣面料质量0.5%～2%称取酸性染料；

步骤2.2、取体积百分比浓度为95%的乙醇溶液，将步骤2.1中称取的钛酸四丁酯倒入乙醇溶液中，并不断地搅拌，配制成质量-体积浓度为5.2g/L～5.5g/L钛酸四丁酯乙醇溶液A，按乙醇溶液与去离子水的体积比为1：8～12量取去离子水，将钛酸四丁酯乙醇溶液A中加入去离子水，配制成质量-体积浓度为4g/L～6g/L的钛酸四丁酯乙醇水溶液B；

步骤2.3、将步骤2.1中称取的硝酸银、十二烷基苯磺酸钠和酸性染料依次添加到步骤2.2配制的钛酸四丁酯乙醇水溶液B中，边添加边以200转/min～400转/min速度搅拌，得到混合溶液A，随后用乙酸含量大于98%的冰乙酸调节混合溶液A的pH值在4～6之间，得到混合溶液B，最后将步骤2.1中称取的拒水剂AG-7620以4g/min～6g/min速率缓慢滴加到混合溶液B中，制备出含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂的复合整理液；

步骤2.4、按照浴比为1：40～60，将经步骤1得到洁净的锦氨泳衣面料浸渍在步骤2.3配制好的复合整理液中5min～10min，然后将锦氨泳衣面料连同剩余的复合整理液一起转移至染缸中密封，复合整理液体积占染缸体积的60%～80%；

步骤2.5、将步骤2.4中的染缸温度先升至40℃～50℃，恒温处理5min～15min；

然后在30min～50min内将染缸温度升至90℃～100℃，恒温处理40min～60min；

接着将染缸温度升至110℃～130℃，恒温处理1h～2h；

待反应结束染缸冷却至常温后，取出染缸中的锦氨泳衣面料，得到改性和染色后的锦氨泳衣面料。

步骤2中所用酸性染料为适宜于锦氨纤维染色用的高色牢度山纳兰灰NHF-S染料。

步骤3、配制洗涤液，将经步骤2得到的改性和染色后的锦氨泳衣面料用洗涤液清洗，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料烘干：

步骤3.1、按质量比为1:1分别称取皂片和碳酸钠，将皂片和碳酸钠倒入去离子水中，每升去离子水中加入2g的皂片和2g的碳酸钠，配制成洗涤液；

步骤3.2、将经步骤2得到的改性和染色后的锦氨泳衣面料按照浴比为1：30～50，于80℃～100℃条件下，放入步骤3.1配制的洗涤液中，用洗涤液浸泡改性和染色后的锦氨泳衣面料20min～40min，再将改性和染色后的锦氨泳衣面料取出后用20℃冷水、80℃热水反复洗涤3次，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料于60℃～80℃条件下烘干。

如图1所示，是未经任何处理的普通锦氨织物扫描电镜照片，由图1可以看出：未经任何处理的普通锦氨泳衣面料纤维表面十分光滑和洁净。如图2所示，是采用本发明的复合整理方法对锦氨泳衣面料进行改性和染色复合整理后的扫描电镜照片，可以看出，经过改性和染色复合整理后的锦氨泳衣面料纤维表面均匀地包覆了一层颗粒状的物质，高倍电镜照片显示，该物质是由平均粒径100nm左右的纳米级颗粒构成。

如图3和图4所示，分别表示的是锦氨泳衣面料改性和染色复合整理前、后的X射线能谱图，经对比可以看出，锦氨泳衣面料经过改性和染色复合整理之后，能谱图中出现了钛、银元素，表明包覆物中含有钛和银成分。

如图5所示，表示的是锦氨泳衣面料改性和染色复合整理前、后的X射线衍射对比谱图，可以看出，锦氨泳衣面料经过改性和染色复合整理之后，在衍射角2θ=38°（004）、48°（200）、54°（105）、55.0°（211）和63°（204）左右出现了锐钛矿二氧化钛的衍射峰，在38°（111）、44°（200）和64°（220）出现了金属银的衍射峰，同时在28°、32°和46°处出现了衍射峰，为染料和防水剂引起，表明包覆物主要由掺银纳米二氧化钛组成。

如图6和图7所示，分别表示的是锦氨泳衣面料改性和染色复合整理前、后的接触角测试结果，当水滴滴落在未处理的锦氨泳衣面料表面时，水滴很快浸润到锦氨泳衣面料内部，2s时测得的接触角为78°，而经改性和染色复合整理后的锦氨泳衣面料表现出很好的疏水性能，水滴不会浸润面料，接触角为130°。

采用残液比色法，用VIS-7220N型分光光度计分别测定锦氨泳衣面料改性和染色复合整理前、后整理液在最大吸收波长处的吸光度，并根据公式（1）计算上染率E：

$E=(1-\frac{A_1}{A_0\×n})\×100\%---\left(1\right)$

式中，A₁为处理后整理液的吸光度；A₀为处理前整理液的吸光度；n为整理液处理前后的稀释倍数。

锦氨泳衣面料的染色深度K/S值，用Data color SF600型思维士电脑测色仪进行测定，选用D₆₅光源，10°观察角。根据国家标准GB/T8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》，对经改性和染色复合整理后的锦氨泳衣面料进行洗涤和干燥，选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序。根据国家标准GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》，测定锦氨泳衣面料的抗菌性能。根据国家标准GB/T18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》，测定锦氨泳衣面料的防紫外线性能。根据国家标准GB/T4745-1997《纺织织物表面抗湿性测定沾水试验》，测定锦氨泳衣面料的防水性能。参照国家标准GB/T24368-2009《玻璃表面疏水污染物检测接触角测量法》，测定锦氨泳衣面料的接触角。根据国家标准GB/T3922-1995《纺织品耐汗渍色牢度试验方法》，测定锦氨泳衣面料的耐汗渍色牢度，使用评定变色用灰色样卡和评定沾色用灰色样卡评定等级。根据国家标准GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》，用YG611型日晒气候色牢度测试仪对经改性和染色复合整理后的锦氨泳衣面料进行耐人造光（氙弧灯）辐照，使用蓝色羊毛标准评定耐人造光色牢度等级。

采用掺银纳米二氧化钛、拒水剂AG-7620和酸性染料对锦氨泳衣面料进行抗菌、防紫外线、防水和染色一步改性染色复合整理方法。经过复合整理后的锦氨泳衣面料，在纤维表面包覆了一层掺银纳米二氧化钛颗粒薄膜，在二氧化钛颗粒表面又包覆了一层具有疏水功能的薄膜，同时实现了酸性染料对锦氨纤维的染色。测试结果表明，掺银纳米二氧化钛防水泳衣面料不仅具有优异的抗菌能力，而且具有持久的防水性能，复合改性后的锦氨面料仍然保留优良的回弹性和织物手感，解决了锦氨泳衣面料不具备抗菌、防紫外线和防水能力，以及改性和染色不能同步实现的问题。

（1）采用水热处理技术，以钛酸四丁酯为前驱体，通过添加光催化增强剂硝酸银、分散剂十二烷基苯磺酸钠以及拒水剂AG-7620，在锦氨纤维表面包覆了一层银掺杂纳米二氧化钛颗粒薄膜，纳米二氧化钛表面又包覆了一层疏水性的官能团，与此同时，酸性染料对锦氨纤维进行了染色，实现了锦氨面料抗菌、防紫外线、防水及染色同步完成。与其他改性方法相比，本发明将抗菌、防水和染色一步实现，具有工艺简单，生产成本低，纳米二氧化钛颗粒与锦氨纤维结合牢度高，抗菌能力强，防水性能好等优点。

（2）改性染色复合整理过程中，通过分段升温，分段处理，以及调节钛酸四丁酯、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、染料和拒水剂AG-7620的用量，优化出锦氨泳衣面料最佳改性染色工艺和配方。

（3）测试结果表明，钛酸四丁酯、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂AG-7620一步水热法改性染色整理后的锦氨面料，上染率高，染色均匀，抗菌性能好，紫外线防护能力强，防水性能好。与其它功能性纺织面料的生产和加工方法相比，本发明简化了生产工艺，节约了原料成本，提高了产品附加值。

实施例1

称取氢氧化钠，将称取的氢氧化钠溶于去离子水中，配制质量-体积浓度为5g/L的氢氧化钠溶液，按照浴比1：50，将3.25g的锦氨泳衣面料浸泡在162.5mL质量-体积浓度为5g/L的氢氧化钠溶液中，于80℃条件下处理40min，然后将预处理后的锦氨泳衣面料用去离子水漂洗1次，接着按照浴比1：20，将锦氨泳衣面料浸泡在95%的无水乙醇溶液中，于35℃条件下处理30min，再用去离子水清洗1次，并于80℃烘干；

分别称取0.52g的钛酸四丁酯、0.65g的拒水剂AG-7620、0.039g的硝酸银、0.52g的十二烷基苯磺酸钠、0.016g的山纳兰灰NHF-S酸性染料；取浓度为95%的乙醇溶液，将0.52g的钛酸四丁酯溶解在10mL的乙醇溶液中，并不断搅拌形成钛酸四丁酯乙醇溶液A，然后添加到120mL的去离子水中，配制成质量-体积浓度为4g/L的钛酸四丁酯乙醇水溶液B；再依次将0.039g的硝酸银、0.52g的十二烷基苯磺酸钠、0.016g的山纳兰灰NHF-S酸性染料溶解于配制出钛酸四丁酯乙醇水溶液B中，边添加边以200转/min速度搅拌，得到混合溶液A，随后用乙酸含量大于98%的冰乙酸调节混合溶液A的pH值为4，得到混合溶液B，将0.65g的拒水剂AG-7620以4g/min速率缓慢滴加到混合溶液B中，制备出含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂AG-7620的复合整理液；

按照浴比为1：40，将洁净的锦氨泳衣面料浸渍在复合整理液中5min，然后连同剩余的复合整理液一起转移到染缸中密封，复合整理液体积占染缸体积60%，先将染缸温度升至40℃，恒温处理15min，接着在30min内将染缸温度升至90℃，恒温处理60min，接着将染缸温度升至110℃，恒温处理2h，待反应结束染缸冷却至常温后，取出染缸中的锦氨泳衣面料，得到改性和染色后的锦氨泳衣面料；

按质量比为1：1分别称取皂片和碳酸钠，将皂片和碳酸钠倒入去离子水中，每升去离子水中加入2g的皂片，2g的碳酸钠，配制成洗涤液；将经改性和染色后的锦氨泳衣面料按照浴比1：30，在80℃条件下放入洗涤液中，用洗涤液浸泡改性和染色后的锦氨泳衣面料40min，再将改性和染色后的锦氨泳衣面料取出后用20℃冷水、80℃热水反复洗涤3次，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料于60℃条件下烘干。

采用残液比色法，用VIS-7220N型分光光度计测定出锦氨泳衣面料改性和染色复合整理前、后在最大吸收波长590nm处的吸光度，计算出上染率为94.5%，用Data color SF600型思维士电脑测色仪测定出锦氨泳衣面料在最大吸收波长处的染色深度K/S值为5.9。根据国家标准GB/T8629-2001选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序，对改性染色复合整理后的锦氨泳衣面料进行30次标准洗涤和干燥，并根据国家标准GB/T20944.3-2008测定锦氨泳衣面料的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率都在95%以上，具有抗菌性能；根据国家标准GB/T18830-2009测定锦氨泳衣面料的防紫外线性能，UVA波段透过率为3.2%，紫外线防护系数UPF为49，具有紫外线防护能力；根据国家标准GB/T4745-1997测定锦氨泳衣面料的防水性能，沾水等级为5级，面料表面没有润湿；参照国家标准GB/T24368-2009测定出锦氨泳衣面料的水接触角为118°；根据国家标准GB/T3922-1995测定锦氨泳衣面料的耐汗渍色牢度，沾色和变色牢度均为5级，耐汗渍色牢度好；根据国家标准GB/T8427-2008测定出锦氨泳衣面料耐人造光（氙弧灯）辐照色牢度为7级，耐光辐照性能良好。

实施例2

称取氢氧化钠，将称取的氢氧化钠溶于去离子水中，配制质量-体积浓度为10g/L的氢氧化钠溶液，按照浴比1：80，将1.5g的锦氨泳衣面料浸泡在120mL质量-体积浓度为10g/L的氢氧化钠溶液中，于100℃条件下处理60min，然后将预处理后的锦氨泳衣面料用去离子水漂洗3次，接着按照浴比1：40，将锦氨泳衣面料浸泡在95%的无水乙醇溶液中，于45℃条件下处理50min，再用去离子水清洗3次，并于100℃烘干；

分别称取0.54g的钛酸四丁酯、0.9g的拒水剂AG-7620、0.09g的硝酸银、0.72g的十二烷基苯磺酸钠、0.03g的山纳兰灰NHF-S酸性染料；取浓度为95%的乙醇溶液，将0.54g的钛酸四丁酯溶解在10mL的乙醇溶液中，并不断搅拌形成钛酸四丁酯乙醇溶液A，然后添加到80mL的去离子水中，配制成质量-体积浓度为6g/L的钛酸四丁酯乙醇水溶液B；再依次将0.09g的硝酸银、0.72g的十二烷基苯磺酸钠、0.03g的山纳兰灰NHF-S酸性染料溶解于配制出钛酸四丁酯乙醇水溶液B中，边添加边以400转/min速度搅拌，得到混合溶液A，随后用乙酸含量大于98%的冰乙酸调节混合溶液A的pH值为6，得到混合溶液B，将0.9g的拒水剂AG-7620以6g/min速率缓慢滴加到混合溶液B中，制备出含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂AG-7620的复合整理液；

按照浴比为1：60，将洁净的锦氨泳衣面料浸渍在复合整理液中10min，然后连同剩余的复合整理液一起转移到染缸中密封，复合整理液体积占染缸体积80%，先将染缸温度升至50℃，恒温处理5min，接着在50min内将染缸温度升至100℃，恒温处理40min，接着将染缸温度升至130℃，恒温处理1h，待反应结束染缸冷却至常温后，取出染缸中的锦氨泳衣面料，得到改性和染色后的锦氨泳衣面料；

按质量比为1：1分别称取皂片和碳酸钠，将皂片和碳酸钠倒入去离子水中，每升去离子水中加入2g的皂片，2g的碳酸钠，配制成洗涤液；将经改性和染色后的锦氨泳衣面料按照浴比1：50，在100℃条件下放入洗涤液中，用洗涤液浸泡改性和染色后的锦氨泳衣面料20min，再将改性和染色后的锦氨泳衣面料取出后用20℃冷水、80℃热水反复洗涤3次，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料于80℃条件下烘干。

采用残液比色法，用VIS-7220N型分光光度计测定出锦氨泳衣面料改性染色复合整理前、后在最大吸收波长590nm处的吸光度，计算出上染率为86.2%，用Data color SF600型思维士电脑测色仪测定出锦氨泳衣面料在最大吸收波长处的染色深度K/S值为20.5。根据国家标准GB/T8629-2001选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序，对改性染色复合整理后的锦氨泳衣面料进行30次标准洗涤和干燥，并根据国家标准GB/T20944.3-2008测定锦氨泳衣面料的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率都在98%以上，具有抗菌性能；根据国家标准GB/T18830-2009测定锦氨泳衣面料的防紫外线性能，UVA波段透过率为2.4%，紫外线防护系数UPF为57，具有紫外线防护能力；根据国家标准GB/T4745-1997测定锦氨泳衣面料的防水性能，沾水等级为5级，面料表面没有润湿；参照国家标准GB/T24368-2009测定出锦氨泳衣面料的水接触角为121°；根据国家标准GB/T3922-1995测定锦氨泳衣面料的耐汗渍色牢度，沾色和变色牢度均为5级，耐汗渍色牢度好；根据国家标准GB/T8427-2008测定出锦氨泳衣面料耐人造光（氙弧灯）辐照色牢度为6级，耐光辐照性能良好。

实施例3

称取氢氧化钠，将称取的氢氧化钠溶于去离子水中，配制质量-体积浓度为8g/L的氢氧化钠溶液，按照浴比1：60，将2.2g的锦氨泳衣面料浸泡在132mL质量-体积浓度为8g/L的氢氧化钠溶液中，于90℃条件下处理50min，然后将预处理后的锦氨泳衣面料用去离子水漂洗2次，接着按照浴比1：30，将锦氨泳衣面料浸泡在95%的无水乙醇溶液中，于40℃条件下处理40min，再用去离子水清洗2次，并于90℃烘干；

分别称取0.55g的钛酸四丁酯、0.75g的拒水剂AG-7620、0.07g的硝酸银、0.65g的十二烷基苯磺酸钠、0.022g的山纳兰灰NHF-S酸性染料；取浓度为95%的乙醇溶液，将0.55g的钛酸四丁酯溶解在10mL的乙醇溶液中，并不断搅拌形成钛酸四丁酯乙醇溶液A，然后添加到100mL的去离子水中，配制成质量-体积浓度为5g/L的钛酸四丁酯乙醇水溶液B；再依次将0.07g的硝酸银、0.65g的十二烷基苯磺酸钠、0.022g的山纳兰灰NHF-S酸性染料溶解于配制出钛酸四丁酯乙醇水溶液B中，边添加边以300转/min速度搅拌，得到混合溶液A，随后用乙酸含量大于98%的冰乙酸调节混合溶液A的pH值为5，得到混合溶液B，将0.75g的拒水剂AG-7620以5g/min速率缓慢滴加到混合溶液B中，制备出含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂AG-7620的复合整理液；

按照浴比为1：50，将洁净的锦氨泳衣面料浸渍在复合整理液中8min，然后连同剩余的复合整理液一起转移到染缸中密封，复合整理液体积占染缸体积70%，先将染缸温度升至45℃，恒温处理10min，接着在40min内将染缸温度升至95℃，恒温处理50min，接着将染缸温度升至120℃，恒温处理1.5h，待反应结束染缸冷却至常温后，取出染缸中的锦氨泳衣面料，得到改性和染色后的锦氨泳衣面料；

按质量比为1：1分别称取皂片和碳酸钠，将皂片和碳酸钠倒入去离子水中，每升去离子水中加入2g的皂片，2g的碳酸钠，配制成洗涤液；将经改性和染色后的锦氨泳衣面料按照浴比1：40，在90℃条件下放入洗涤液中，用洗涤液浸泡改性和染色后的锦氨泳衣面料30min，再将改性和染色后的锦氨泳衣面料取出后用20℃冷水、80℃热水反复洗涤3次，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料于70℃条件下烘干。

采用残液比色法，用VIS-7220N型分光光度计测定出锦氨泳衣面料改性染色复合整理前、后在最大吸收波长590nm处的吸光度，计算出上染率为92.7%，用Data color SF600型思维士电脑测色仪测定出锦氨面料在最大吸收波长处的染色深度K/S值为19.3。根据国家标准GB/T8629-2001选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序，对改性染色复合整理后的锦氨泳衣面料进行30次标准洗涤和干燥，并根据国家标准GB/T20944.3-2008测定锦氨泳衣面料的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率都在97%以上，具有抗菌性能；根据国家标准GB/T18830-2009测定锦氨泳衣面料的防紫外线性能，UVA波段透过率为3.1%，紫外线防护系数UPF为54，具有紫外线防护能力；根据国家标准GB/T4745-1997测定锦氨泳衣面料的防水性能，沾水等级为5级，面料表面没有润湿；参照国家标准GB/T24368-2009测定出锦氨泳衣面料的水接触角为128°；根据国家标准GB/T3922-1995测定锦氨泳衣面料的耐汗渍色牢度，沾色和变色牢度均为5级，耐汗渍色牢度好；根据国家标准GB/T8427-2008测定出锦氨泳衣面料耐人造光（氙弧灯）辐照色牢度为7级，耐光辐照性能良好。

从原理方面说明本发明的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法有益效果在于：

（1）与有机抗菌剂相比，无机纳米二氧化钛在抗菌持效性、安全性、耐热性以及广谱抗菌性等方面具有优点，成为当前抗菌剂研发的热点；虽然纳米二氧化钛在紫外线辐照下可以产生羟基、活性氧自由基团杀灭绝大多数微生物，但是其光催化效率比较低，而且必须经过紫外线照射才能充分发挥光催化杀菌作用，因此实际应用受到很大程度的限制。采用金属纳米粒子掺杂方法能够显著提高纳米二氧化钛的光催化活性，而银不仅可以拓展二氧化钛的光谱响应范围，抑制电子与空穴的复合，而且其本身具有强烈的杀菌能力，能够杀灭大部分常见的病菌，而且银离子杀菌不需要能量激发，可以在黑暗封闭体系中使用。因此，将纳米银与二氧化钛有效掺合，可以弥补银离子易变色、成本高的缺点。锐钛矿纳米二氧化钛能够吸收波长387nm以下的紫外线，银也是一种优良的紫外线吸收剂；然而，银掺杂纳米二氧化钛对水的吸收能力非常强，以往纺织面料防水整理是将拒水剂配制成整理液，经过浸—扎—烘处理涂覆在面料表面。本发明是在锐钛矿纳米二氧化钛颗粒生长过程中，将银离子掺杂在二氧化钛晶体中，同时在生成的银掺杂二氧化钛颗粒表面接枝了一层疏水性薄膜，与此同时，酸性染料对锦氨织物进行染色，一步法实现了锦氨织物的改性和染色，从而简化了生产工艺，节省了时间，提高了效率。

（2）本发明通过分段升温处理，优化反应温度和时间，调整锦氨泳衣面料、钛酸四丁酯、硝酸银、拒水剂和酸性染料的用量比例，使用阴离子表面活性剂，调节复合整理液pH值，筛选出最佳改性和染色复合整理工艺；锦氨泳衣面料、钛酸四丁酯、硝酸银、拒水剂AG-7620、酸性染料和十二烷基苯磺酸钠的用量比例、溶液pH值、填充量、水热反应温度和时间等都影响着银掺杂二氧化钛的晶相、晶化程度、形貌、粒子尺寸以及染料上染锦氨面料的上染率。

（3）当锦氨泳衣面料与复合整理液浴比为1：40～60，钛酸四丁酯用量在4g/L～6g/L时，锦氨泳衣面料能够均匀地包覆一定厚度的纳米二氧化钛颗粒薄膜，纳米颗粒与纤维结合牢固，不会发生团聚现象，溶液中也不会沉积太多的纳米颗粒；当浴比小于1：40，钛酸四丁酯用量大于6g/L时，钛酸四丁酯用量太大，易造成浪费，纤维表面包覆的薄膜过厚，颗粒易团聚；当浴比大于1：60，钛酸四丁酯用量小于4g/L时，钛酸四丁酯用量太少，纤维表面无法形成连续的薄膜。

（4）当硝酸银用量在0.3～1.0g/L时，银离子掺杂浓度适中，能够与纳米二氧化钛晶体有效掺杂，二氧化钛晶体生长良好，银离子形成催化活性中心，有效地捕获光生电子，抑制电子与空穴的复合，提高了二氧化钛的光催化反应效率，增强抗菌效果；当硝酸银用量小于0.3g/L时，掺杂进入二氧化钛晶体中的银离子太少，半导体中没有足够的载流子捕获陷阱，光催化活性增强不明显；当硝酸银用量大于1.0g/L时，银离子掺杂浓度过大，银离子会附着在二氧化钛粒子表面，或以金属盐的形式在表面富积，占据了活性位，减少二氧化钛光辐照比表面积，使光催化活性和抗菌性能下降，二氧化钛晶体中捕获位间的距离将会降低，从而使电子—空穴对重新复合的几率增加，而且银离子掺杂量过大，将会导致锦氨织物变黑，造成浪费。

（5）NHF-S染料为适宜于锦氨纤维染色的高牢度染料，具有极佳的配伍性能，优良的条花覆盖性和移染性，在低温水热环境中不会分解，染色均匀，色牢度好。当染料用量为锦氨织物质量的0.5%～2%时，上染率高，溶液中残留的染料少，不会影响纳米二氧化钛晶体的生长和疏水性薄膜的接枝；当染料用量小于0.5%时，锦氨泳衣面料染色深度K/S值太小，颜色浅；当染料用量大于2%时，锦氨泳衣面料上染率有所下降，溶液中残留的染料偏多，不仅造成浪费，而且影响纳米二氧化钛的生长和防水性能。

（6）将钛酸四丁酯溶解在无水乙醇溶液中，再按照体积比1：8～12用去离子水进行稀释，可以较好地控制钛酸四丁酯的水解速度，使得生成的锐钛矿纳米二氧化钛晶粒为纳米级，在锦氨泳衣面料表面致密、均匀分布，与银离子有效掺杂，提高疏水性能；当无水乙醇与去离子水的体积比小于1：8时，无水乙醇用量偏大，造成浪费；当无水乙醇与去离子水的体积比大于1：12时，钛酸四丁酯水解加快，二氧化钛颗粒易发生团聚。

（7）在制备复合整理液时，最后滴加拒水剂AG-7620可以保证锦氨泳衣面料获得防水性能；当拒水剂AG-7620用量在5g/L～10g/L时，锦氨泳衣面料防水效果较好；当拒水剂用量小于5g/L时，获得的防水性能较差；当拒水剂用量大于10g/L时，锦氨泳衣面料手感发粘，影响服用性能。

（8）当复合整理液用量为染缸体积的60%～80%时，能够生成银掺杂锐钛矿纳米二氧化钛颗粒；当复合整理液用量小于60%时，染缸内压力偏低，影响纳米二氧化钛生长速度；当大于80%时同样不利于纳米二氧化钛的生成，染缸安全性会降低。

（9）NHF-S染料为弱酸性染料，染料与锦氨纤维之间有较大的范德华力和氢键力，上染速率较快，但扩散性和移染性较差，然而在较高温度条件下，染料有可能发生酸性水解。因此，根据锦纶纤维的玻璃化温度和染料特性，采用分段升温方法进行染色，始染温度为40℃～50℃，染色温度在90℃～100℃。当始染温度低于40℃或高于50℃，染色温度低于90℃或高于100℃时，染色效果都不好。当染缸温度升至110℃～130℃，恒温反应1～2h，能够使得掺银纳米二氧化钛生成，且均匀包覆在锦氨纤维表面；当染缸温度低于110℃则会影响纳米二氧化钛晶体的生长；当染缸温度高于130℃时，锦氨泳衣面料服用性能受到影响。

（10）使用冰乙酸调节溶液pH值在4～6之间，比较接近锦纶纤维的等电点，此时锦氨纤维不带电荷，染料靠范德华力和氢键力上染，上染后染料阴离子再与纤维中的NH3+成离子键结合；当溶液pH值小于4或大于6都不利于染料上染锦氨纤维。

（11）使用阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，低温染色时可以降低染料上染率，高温纳米二氧化钛晶体生长时可防止染料水解。同时，使用表面活性剂还可以更好地控制纳米二氧化钛颗粒大小，抑制团聚现象发生；当十二烷基苯磺酸钠用量在4g/L～8g/L时，锦氨泳衣面料染色改性效果比较好，小于4g/L或大于8g/L时都不利于改性染色。

（12）染色阶段始染5min～15min，染色40min～60min，锦氨泳衣面料染色性能较好；超出此范围会染色性能变差。纳米二氧化钛生成阶段反应时间在1h～2h，能够生成锐钛矿纳米二氧化钛颗粒，小于1h不利于二氧化钛晶体生长，而大于2h会影响面料手感。

Claims (8)

1.锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将锦氨泳衣面料用氢氧化钠溶液预处理，然后依次用乙醇溶液浸泡、去离子水洗涤，最后烘干，得到洁净的锦氨泳衣面料；

步骤2、配制含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂的复合整理液，于水热环境中对经步骤1得到锦氨泳衣面料进行改性与染色复合整理；

步骤3、配制洗涤液，将经步骤2得到的改性和染色后的锦氨泳衣面料用洗涤液清洗，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料烘干。

2.根据权利要求1所述的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、称取氢氧化钠，将称取的氢氧化钠溶于去离子水中，配制质量-体积浓度为5g/L～10g/L的氢氧化钠溶液；

步骤1.2、分别称取锦氨泳衣面料和步骤1.1中配制的氢氧化钠溶液，按照浴比1：50～80，将锦氨泳衣面料浸泡于氢氧化钠溶液中，于80℃～100℃条件下预处理40min～60min，得到预处理后的锦氨泳衣面料；

步骤1.3、将经步骤1.2预处理后的锦氨泳衣面料用去离子水漂洗1次～3次，再按照浴比为1：20～40，将漂洗后的锦氨泳衣面料浸泡于体积百分比浓度为95%的乙醇溶液中，于35℃～45℃条件下浸泡处理30min～50min，将浸泡后的锦氨泳衣面料捞取出来，用去离子水反复清洗锦氨泳衣面料1次～3次；

步骤1.4、将经步骤1.3得到的锦氨泳衣面料，于80℃～100℃条件下烘干，得到洁净的锦氨泳衣面料。

3.根据权利要求1所述的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、按质量比为16～25：4～6：5～10：0.3～1.0：4～8分别称取经步骤1得到的洁净的锦氨泳衣面料、钛酸四丁酯、拒水剂、硝酸银及十二烷基苯磺酸钠；

按步骤1得到的洁净的锦氨泳衣面料质量0.5%～2%称取酸性染料；

步骤2.2、取体积百分比浓度为95%的乙醇溶液，将步骤2.1中称取的钛酸四丁酯倒入乙醇溶液中，并不断地搅拌，配制成质量-体积浓度为5.2g/L～5.5g/L钛酸四丁酯乙醇溶液A，按乙醇溶液与去离子水的体积比为1：8～12量取去离子水，将钛酸四丁酯乙醇溶液A中加入去离子水，配制成质量-体积浓度为4g/L～6g/L的钛酸四丁酯乙醇水溶液B；

步骤2.3、将步骤2.1中称取的硝酸银、十二烷基苯磺酸钠和酸性染料依次添加到步骤2.2配制的钛酸四丁酯乙醇水溶液B中，边添加边以200转/min～400转/min速度搅拌，得到混合溶液A，随后用冰乙酸调节混合溶液A的pH值在4～6之间，得到混合溶液B，最后将步骤2.1中称取的拒水剂以4g/min～6g/min速率缓慢滴加到混合溶液B中，制备出含有钛酸四丁酯、乙醇、硝酸银、十二烷基苯磺酸钠、酸性染料和拒水剂的复合整理液；

步骤2.4、按照浴比为1：40～60，将经步骤1得到洁净的锦氨泳衣面料浸渍在步骤2.3配制好的复合整理液中5min～10min，然后将锦氨泳衣面料连同剩余的复合整理液一起转移至染缸中密封，复合整理液体积占染缸体积的60%～80%；

步骤2.5、将步骤2.4中的染缸温度先升至40℃～50℃，恒温处理5min～15min；

然后在30min～50min内将染缸温度升至90℃～100℃，恒温处理40min～60min；

接着将染缸温度升至110℃～130℃，恒温处理1h～2h；

待反应结束染缸冷却至常温后，取出染缸中的锦氨泳衣面料，得到改性和染色后的锦氨泳衣面料。

4.根据权利要求3所述的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，所述步骤2中采用拒水剂为拒水剂AG-7620。

5.根据权利要求3所述的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，所述步骤2中采用酸性染料为山纳兰灰NHF-S酸性染料。

6.根据权利要求3所述的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，所述步骤2中采用的冰乙酸为乙酸含量大于98%的冰乙酸。

7.根据权利要求1所述的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：

步骤3.1、按质量比为1:1分别称取皂片和碳酸钠，将皂片和碳酸钠倒入去离子水中，每升去离子水中加入2g的皂片，2g的碳酸钠，配制成洗涤液；

步骤3.2、将经步骤2得到的改性和染色后的锦氨泳衣面料按照浴比为1：30～50，于80℃～100℃条件下，放入步骤3.1配制的洗涤液中，用洗涤液浸泡改性和染色后的锦氨泳衣面料20min～40min，再将改性和染色后的锦氨泳衣面料取出后分别用冷水、热水反复洗涤3次，最后将改性和染色后的锦氨泳衣面料于60℃～80℃条件下烘干。

8.根据权利要求7所述的锦氨泳衣面料的改性及染色复合整理方法，其特征在于，所述步骤3.2中的冷水温度为20℃，热水温度为80℃。

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