CN107142716B - 一种具有抗紫外功能有色纺织品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有抗紫外功能有色纺织品的制备方法，该方法利用纤维素纤维上羟基与Ce3+间的静电引力，提高还原染料隐色体对织物的染色深度；采用水热反应，在纺织品上原位生成CeO2，所得纺织品具有优异的抗紫外性能。
Description
技术领域
本发明属纺织技术领域，特别是涉及一种具有抗紫外功能有色纺织品的制备方法。
背景技术
紫外线即波长处于180-400nm范围内的光线，适度的紫外线照射，有利于人体对钙的吸收，但过度的紫外线照射会使人反应迟钝、记忆力下降，甚至诱发皮肤癌。鉴于紫外光对人体的危害性，日本、美国、德国、荷兰等国家甚至将小学生服装用品的防紫外线功能列入了法律条文，由此可见开发防紫外线辐射织物的重要性。
CeO2是一种应用广泛的稀土材料，具有独特的4F电子层结构，表现出较强的紫外屏蔽能力，且CeO2无毒，性能稳定，是一种理想的紫外屏蔽剂。目前，以CeO2作为紫外线屏蔽剂开发的防紫外线辐射织物鲜有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种以CeO2作为紫外线屏蔽剂的有色抗紫外线辐射织物的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：首先对纤维素纤维织物进行碱化处理，然后将纤维素纤维织物浸渍硝酸亚铈溶液；再采用还原染料隐色体对纤维素纤维织物进行染色，染色结束后，浸入含少量H2O2的碱性水溶液中，再采用水热晶化，在织物上原位形成CeO2，同时完成还原染料隐色体的氧化。
上述制备方法的具体步骤为：
(1)将纤维素纤维织物浸入质量分数30％-50％的NaOH水溶液中，室温下碱化1-2h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH 7-8，然后在60-80℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纤维素纤维织物浸渍在质量浓度20-40g/L的Ce(NO3)3·6H2O溶液中，浸渍温度60-80℃，浸渍时间60-90min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率80-100％，水洗2-3次，在60-80℃烘干，备用；
(3)将浸轧有Ce3+的纤维素纤维织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在45-60℃还原10-15min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至50-60℃后，加入浸轧有Ce3+的纤维素纤维织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(4)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度2.5-5.0g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至9-10；将步骤(3)中纤维素纤维织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，水热反应，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮10-15min后，水洗3-5次，150-170℃焙烘60-120s，即可。
作为优选，步骤(1)中所述的纤维素纤维织物为纯棉织物、纯麻织物或两者的交织物。
作为优选，步骤(4)中所述的水热反应条件为反应温度180-230℃，反应时间24-48h。
由上述技术方案可知：本发明首先采用强碱对纤维素纤维进行碱化处理，提高纤维素纤维上羟基的反应活性，然后利用羟基与Ce3+间的静电引力，将Ce3+处理到纺织品上；在还原染料隐色体染色过程中，Ce3+起到媒染剂的作用，提高了染料的上染率以及与织物的结合牢度；在水热反应过程中，双氧水将还原染料隐色体氧化为还原染料，同时将Ce3+氧化为Ce4+。
本发明的有益效果在于：
(1)以Ce3+作为还原染料隐色体媒染剂，安全环保。
(2)水热反应中，双氧水既是还原染料隐色体的氧化剂，又是Ce3+的氧化剂。
(3)CeO2在纺织品上原位生成，解决了无机材料与纺织品结合牢度差的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
(1)将纯棉织物浸入质量分数30％的NaOH水溶液中，室温下碱化2h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH 7，然后在60℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纯棉织物浸渍在质量浓度20g/L的Ce(NO3)3·6H2O溶液中，浸渍温度60℃，浸渍时间90min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率80％，水洗2次，在60℃烘干，备用；
(3)将浸轧有Ce3+的纯棉织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在45℃还原15min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至50℃后，加入浸轧有Ce3+的纯棉织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(4)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度2.5g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至9；将步骤(3)中纯棉织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，180℃水热反应48h，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮10min后，水洗3次，150℃焙烘120s，即可。
比较例1-1
(1)将纯棉织物浸入质量分数30％的NaOH水溶液中，室温下碱化2h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH 7，然后在60℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纯棉织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在45℃还原15min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至50℃后，加入碱化处理的纯棉织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(3)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度2.5g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至9；将步骤(2)中纯棉织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，180℃水热反应48h，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮10min后，水洗3次，150℃焙烘120s，即可。
比较例1-2
(1)将纯棉织物浸入质量分数30％的NaOH水溶液中，室温下碱化2h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH 7，然后在60℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纯棉织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在45℃还原15min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至50℃后，加入碱化处理的纯棉织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(3)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度2.5g/L的30％H2O2溶液，以及质量浓度20g/L的Ce(NO3)3·6H2O，用氨水调节溶液pH至9；将步骤(2)中纯棉织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，180℃水热反应48h，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO32g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮10min后，水洗3次，150℃焙烘120s，即可。
实施例2
(1)将纯麻织物浸入质量分数50％的NaOH水溶液中，室温下碱化1h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH8，然后在80℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纯麻织物浸渍在质量浓度40g/L的Ce(NO3)3·6H2O溶液中，浸渍温度80℃，浸渍时间60min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率100％，水洗3次，在80℃烘干，备用；
(3)将浸轧有Ce3+的纯麻织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在60℃还原10min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至60℃后，加入浸轧有Ce3+的纯麻织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(4)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度5.0g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至10；将步骤(3)中纯麻织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，230℃水热反应24h，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮15min后，水洗5次，170℃焙烘60s，即可。
比较例2
(1)将纯麻织物浸入质量分数50％的NaOH水溶液中，室温下碱化1h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH8，然后在80℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纯麻织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在60℃还原10min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至60℃后，加入经碱化处理的纯麻织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(3)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度5.0g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至10；将步骤(2)中纯麻织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，230℃水热反应24h，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮15min后，水洗5次，170℃焙烘60s，即可。
实施例3
(1)将棉麻混纺织物浸入质量分数40％的NaOH水溶液中，室温下碱化1.5h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH 7.5，然后在70℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的棉麻混纺织物浸渍在质量浓度30g/L的Ce(NO3)3·6H2O溶液中，浸渍温度70℃，浸渍时间70min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率90％，水洗3次，在70℃烘干，备用；
(3)将浸轧有Ce3+的棉麻混纺织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在55℃还原12min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至55℃后，加入浸轧有Ce3+的棉麻混纺织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(4)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度3.0g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至9.5；将步骤(3)中棉麻混纺织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，200℃水热反应36h，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮12min后，水洗4次，160℃焙烘90s，即可。
实施例4
(1)将纯棉织物浸入质量分数35％的NaOH水溶液中，室温下碱化1.5h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH 8，然后在65℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纯棉织物浸渍在质量浓度25g/L的Ce(NO3)3·6H2O溶液中，浸渍温度65℃，浸渍时间75min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率95％，水洗2次，在65℃烘干，备用；
(3)将浸轧有Ce3+的纯棉织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在50℃还原13min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至55℃后，加入浸轧有Ce3+的纯棉织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(4)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度3.5g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至9；将步骤(3)中纯棉织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，190℃水热反应42h，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮13min后，水洗3次，165℃焙烘75s，即可。
实施例5
采用紫外线透过率测试仪测量纺织品紫外线防护系数(UPF)，每块试样测试3次，取平均值。
颜色深度(K/S值)的测定：将染色织物折叠两次(四层)，采用Datacolor SF600X电脑测色配色仪在λmax处测定染色织物的K/S值，每个试样测四次取平均值。
耐洗性能测试：按照AATCC加速洗涤标准洗涤20次后，测试纺织品的抗紫外性能及颜色深度。
表1织物的防紫外线效果及颜色深度
从实施例1-4的实验数据可知，本发明所得织物具有优异的抗紫外性能，且具有良好的耐洗性能，洗涤20次后，织物的UPF值仍然超过200；从实施例1与比较例1-1以及实施例2与比较例2的实验结果可知，Ce3+在还原染料隐色体染色过程中，存在明显增深作用；比较例1-2实验结果可知，还原染料隐色体染色后，纺织品再采用Ce3+水溶液水热处理，也会在纺织品表面形成少量CeO2，从而使其具有一定的抗紫外性能，但由于CeO2与纺织品结合较弱，水洗20次后，纺织品抗紫外性能大大降低。
Claims (3)
1.一种具有抗紫外功能有色纺织品的制备方法，其特征在于：具体步骤包括：
(1)将纤维素纤维织物浸入质量分数30％-50％的NaOH水溶液中，室温下碱化1-2h，碱化结束后，水洗至洗涤液pH 7-8，然后在60-80℃烘干，备用；
(2)将上述经碱化处理的纤维素纤维织物浸渍在质量浓度20-40g/L的Ce(NO3)3·6H2O溶液中，浸渍温度60-80℃，浸渍时间60-90min，浸渍结束后，轧辊轧压，轧余率80-100％，水洗2-3次，在60-80℃烘干，备用；
(3)将浸轧有Ce3+的纤维素纤维织物进行还原染料隐色体染色，染色配方如下：
染色步骤：将还原染料以少量蒸馏水调成浆状，加入土耳其红油和热水，然后依次加入规定量的NaOH和保险粉，在45-60℃还原10-15min，使染料完全还原，制成隐色体染液；将染液温度升至50-60℃后，加入浸轧有Ce3+的纤维素纤维织物，15min后加入1/2的元明粉，续染15min后再加入剩余1/2量的元明粉，再续染15min，染色结束；
(4)在具有聚四氟乙烯的高压反应釜中，配制质量浓度2.5-5.0g/L的30％H2O2溶液，用氨水调节溶液pH至9-10；将步骤(3)中纤维素纤维织物从染液中取出，冷水洗涤2次后，投入高压反应釜中，然后将高压反应釜密封后，水热反应，反应结束后，冷却至室温，将织物取出，水洗2次后，在90℃，Na2CO3 2g/L，皂片2g/L，浴比1:30条件下，皂煮10-15min后，水洗3-5次，150-170℃焙烘60-120s，即可。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能有色纺织品的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的纤维素纤维织物为纯棉织物、纯麻织物或两者的交织物。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能有色纺织品的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的水热反应条件为反应温度180-230℃，反应时间24-48h。
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