CN109487589A - 一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂 - Google Patents

一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种媒染剂，尤其涉及一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂。所述的有机媒染剂其制备方法如下：S.1硅烷化：将腐植酸用硅烷偶联剂进行处理，得到经过硅烷化处理的腐植酸；S.2水溶性改性：将步骤（1）中经过硅烷化处理的腐植酸接枝水溶性高分子侧链，得到水溶性腐植酸溶液；S.3：金属离子络合：将水溶性腐植酸溶液中与金属盐组合物中的金属离子相络合，形成有机媒染剂。本发明克服了现有技术中媒染剂通常与棉麻布料之间的亲和力较差，导致其媒染效果不佳的问题，具有（1）通过合成有机媒染剂提升了媒染效果；（2）在保证媒染效果的前提下有效的减少了对环境有损害的无机盐类的使用；（3）合成方法步骤简单，易于实施的优点。

Description

一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂
技术领域
本发明涉及一种媒染剂，尤其涉及一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂。
背景技术
蚕丝，羊毛等动物纤维主要为动物蛋白质，与天然染料和媒染剂可以产生非常良好的结合，染色效果好，所以不必再经过其他处理而直接染色，而棉麻纤维则不然，它们和媒染剂及天然染料之间缺乏亲和性，因此其染色效果不佳，在对少量的棉麻布料进行染色前前可以用生豆浆浸泡处理，使棉麻布料充分吸收蛋白质，处理后充分晒干，再用来染色，可以得到较好的染色效果。但是这样的步骤费时费力，且成本高昂，不适宜大批量的染色。
目前工厂在染色时通常需要加入媒染这一工序，以提高最终的染色效果，染前媒染就是在纤维浸染染液之前所作的媒染，染后媒染则是在浸染染液之后才进行媒染，在染色的步骤上一前一后，而发色往往也会有所不同，有些材料适合染前媒染，有些材料适合染后媒染，必须经过试验比对后才能依自己的需要选择。至于染色→媒染→染色之染法可称为染中媒染，它兼具染前媒染与染后媒染之效果。
通常的媒染剂使用的大多都是无机媒染剂，例如草木灰、石灰、明矾石、铁锈水、醋酸铝、醋酸锡、醋酸铜、醋酸铁等物，但是由于其铜常含有大量的杂质，在使用过程中的步骤非常繁琐、且这些化学品或多或少对环境有些影响，以及无机媒染剂与棉麻纤维的亲和性不足导致无法很好的进行媒染，因此常规工艺中往往需要添加高浓度的媒染剂以提高其媒染效果。若将现有技术中的无机媒染剂通过有机化改性将其制成有机媒染剂，能够有效的降低其媒染剂的添加量，同时提高其媒染效果。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中媒染剂通常与棉麻布料之间的亲和力较差，导致其媒染效果不佳，为保证其媒染效果棉麻纤维在进行媒染过程中需要添加大量的无机媒染剂，同时一些天然媒染剂由于其成分中杂质较多，需要进行大量的后处理过程，因此，本发明的目的在于，通过将无机的媒染剂进行有机化改性，得到了有机媒染剂，以提高其与棉麻纤维基体之间的亲和性，从而提高其媒染效果。
为实现上述目的，本发明通过以下方案实现：
一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，所述的有机媒染剂其制备方法如下：
S.1硅烷化：将腐植酸用硅烷偶联剂进行处理，得到经过硅烷化处理的腐植酸；
S.2水溶性改性：将步骤(1)中经过硅烷化处理的腐植酸接枝水溶性高分子侧链，得到水溶性腐植酸溶液；
S.3：金属离子络合：将水溶性腐植酸溶液中与金属盐组合物中的金属离子相络合，形成有机媒染剂。
本发明中的有机媒染剂其主体成分为腐植酸，由于腐植酸大分子上具有极多的芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团，其能够与金属离子之间形成稳定的络合物，通过且其与棉麻纤维表面的纤维素具有良好的亲和性，从而使得其作为侨联作用将金属离子附着到棉麻纤维表面，从而提升了其作为媒染剂的媒染效果。但是腐植酸在水中的溶解性较差，因此需对其进行水溶性改性，将其接枝上水溶性的高分子侧链，使得其整体具有了良好的水溶性，从而在水溶液中与金属离子之间进行络合形成稳定的络合物。
作为优选，所述的步骤S.1中腐植酸与硅烷偶联剂的质量比为100:0.5～5。
作为优选，所述的S.1中硅烷偶联剂配制成质量分数为5～20％的硅烷偶联剂乙醇溶液与腐植酸以质量比为30～45:1的比例，在35～60℃下，搅拌反应0.5～3小时后，减压除去溶剂与未反应的硅烷偶联剂，得到硅烷化处理的腐植酸。
本发明中的腐植酸其表面具有一定活性的反应基团，但由于其反应活性较低，其无法直接与水溶性高分子进行缩合，因此对其先用硅烷偶联剂进行硅烷化处理，将其表面的基团与硅烷偶联剂先进行反应，使得其带有反应活性较高的硅烷基团，再通过这些硅烷基团能够顺利的与水溶性高分子进行接枝，实现其水溶性的效果。
作为优选，所述的硅烷偶联剂配为甲基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、N-甲基氨丙基三甲氧基硅烷或者γ-巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
作为优选，所述的接枝步骤如下：按照重量份数计将经过硅烷化处理的腐植酸10份均匀分散于50～80份的乙醇中，然后加入水20～30份、水溶性高分子3～15份以及冰醋酸3～8份，45～70℃下搅拌反应3～5小时后得到均匀澄清的水溶性腐植酸溶液。
由于水溶性高分子的表面通常带有较多的羟基等基团，因此其能够与经过硅烷化处理的腐植酸，进行反应，将水溶性基团接枝到腐植酸上，使得腐植酸具有良好的水溶性。
作为优选，所述的水溶性高分子侧链为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚丙烯酰胺或者低粘度聚乙烯醇中的一种。
作为优选，所述的金属离子为亚铁离子、锌离子、铅离子以及铜离子，其来源为醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的金属盐组合物。
作为优选，所述的金属盐组合物中按照重量份数计，其中醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的质量比为20:20：(0.3～3)：(1～5)。
作为优选，所述的水溶性腐植酸溶液与金属盐组合物的质量比为100：(1～5)。
作为优选，所述的络合方法如下：将金属盐组合物溶于水溶性腐植酸溶液中，搅拌均均后升高温度至50℃，保持3～8小时，然后降低温度至25℃，得到有机媒染剂。
本发明中的有机媒染剂的合成方法较为简单，只需要将水溶性的腐植酸与金属离子相络合即可得到，由于其腐植酸与棉麻纤维的亲和力金属离子能够有效的附着在棉麻纤维表面，因此，能够在减少金属离子浓度的前提下增强其媒染效果，从而降低了金属离子的使用，减少了环境损害。
因此，本发明具有以下有益效果：(1)通过合成有机媒染剂提升了媒染效果；(2)在保证媒染效果的前提下有效的减少了对环境有损害的无机盐类的使用；(3)合成方法步骤简单，易于实施。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作以进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中说采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，所述的有机媒染剂其制备方法如下：
S.1硅烷化：按照重量比100:0.5分别称取腐植酸与甲基三甲氧基硅烷，然后将甲基三甲氧基硅烷配制成质量分数为5％的甲基三甲氧基硅烷乙醇溶液与腐植酸在35℃下，搅拌反应0.5小时后，减压除去溶剂与未反应的硅烷偶联剂，得到硅烷化处理的腐植酸。
S.2水溶性改性：按照重量份数计将经过硅烷化处理的腐植酸10份均匀分散于50份的乙醇中，然后加入水20份、聚乙二醇200 3份以及冰醋酸3份，45℃下搅拌反应3小时后得到均匀澄清的水溶性腐植酸溶液。
S.3：金属离子络合：将金属盐组合物溶于水溶性腐植酸溶液中，其中水溶性腐植酸溶液与金属盐组合物的质量比为100：1，所述的金属盐组合物中为醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的质量比为20:20：0.3：1的组合物，搅拌均均后升高温度至50℃，保持3小时，然后降低温度至25℃，形成有机媒染剂。
实施例2
一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，所述的有机媒染剂其制备方法如下：
S.1硅烷化：按照重量比100:5分别称取腐植酸与氨丙基三乙氧基硅烷，然后将氨丙基三乙氧基硅烷配制成质量分数为20％的氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液与腐植酸在60℃下，搅拌反应3小时后，减压除去溶剂与未反应的硅烷偶联剂，得到硅烷化处理的腐植酸。
S.2水溶性改性：按照重量份数计将经过硅烷化处理的腐植酸10份均匀分散于80份的乙醇中，然后加入水30份、聚乙二醇40015份以及冰醋酸8份，70℃下搅拌反应5小时后得到均匀澄清的水溶性腐植酸溶液。
S.3：金属离子络合：将金属盐组合物溶于水溶性腐植酸溶液中，其中水溶性腐植酸溶液与金属盐组合物的质量比为100：5，所述的金属盐组合物中为醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的质量比为20:20：3：5的组合物，搅拌均均后升高温度至50℃，保持8小时，然后降低温度至25℃，形成有机媒染剂。
实施例3
一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，所述的有机媒染剂其制备方法如下：
S.1硅烷化：按照重量比100:2分别称取腐植酸与N-甲基氨丙基三甲氧基硅烷，然后将N-甲基氨丙基三甲氧基硅烷配制成质量分数为10％的N-甲基氨丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液与腐植酸在50℃下，搅拌反应2小时后，减压除去溶剂与未反应的硅烷偶联剂，得到硅烷化处理的腐植酸。
S.2水溶性改性：按照重量份数计将经过硅烷化处理的腐植酸10份均匀分散于70份的乙醇中，然后加入水25份、聚丙烯酰胺10份以及冰醋酸5份50℃下搅拌反应4小时后得到均匀澄清的水溶性腐植酸溶液。
S.3：金属离子络合：将金属盐组合物溶于水溶性腐植酸溶液中，其中水溶性腐植酸溶液与金属盐组合物的质量比为100：3，所述的金属盐组合物中为醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的质量比为20:20：2：1的组合物，搅拌均均后升高温度至50℃，保持5小时，然后降低温度至25℃，形成有机媒染剂。
实施例4
一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，所述的有机媒染剂其制备方法如下：
S.1硅烷化：按照重量比100:3分别称取腐植酸与γ-巯基丙基三甲氧基硅烷，然后将γ-巯基丙基三甲氧基硅烷配制成质量分数为18％的γ-巯基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液与腐植酸在50℃下，搅拌反应2小时后，减压除去溶剂与未反应的硅烷偶联剂，得到硅烷化处理的腐植酸。
S.2水溶性改性：按照重量份数计将经过硅烷化处理的腐植酸10份均匀分散于50～80份的乙醇中，然后加入水20～30份、低粘度聚乙烯醇12份以及冰醋酸6份，55℃下搅拌反应5小时后得到均匀澄清的水溶性腐植酸溶液。
S.3：金属离子络合：将金属盐组合物溶于水溶性腐植酸溶液中，其中水溶性腐植酸溶液与金属盐组合物的质量比为100：2，所述的金属盐组合物中为醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的质量比为20:20：2.5：4的组合物，搅拌均均后升高温度至50℃，保持7小时，然后降低温度至25℃，形成有机媒染剂。
实施例5
一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，所述的有机媒染剂其制备方法如下：
S.1硅烷化：按照重量比100:4.5分别称取腐植酸与氨丙基三乙氧基硅烷，然后将氨丙基三乙氧基硅烷配制成质量分数为5～20％的氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液与腐植酸在35～60℃下，搅拌反应2小时后，减压除去溶剂与未反应的硅烷偶联剂，得到硅烷化处理的腐植酸。
S.2水溶性改性：按照重量份数计将经过硅烷化处理的腐植酸10份均匀分散于55份的乙醇中，然后加入水28份、聚乙二醇2005份以及冰醋酸4份，65℃下搅拌反应4小时后得到均匀澄清的水溶性腐植酸溶液。
S.3：金属离子络合：将金属盐组合物溶于水溶性腐植酸溶液中，其中水溶性腐植酸溶液与金属盐组合物的质量比为100：2，所述的金属盐组合物中为醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的质量比为20:20：2：2的组合物，搅拌均均后升高温度至50℃，保持6小时，然后降低温度至25℃，形成有机媒染剂。
将实施例1～5所得到的有机媒染剂处理经过上染的棉麻织物，并与无机媒染剂进行比较，其结果如下表所示：
表1测试结果
从表中可知，在浓度相对较小的情况下，通过本发明的的有机媒染剂能够有效的提高棉麻织物的耐洗度以及摩擦色牢度。

Claims (10)

1.一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的有机媒染剂其制备方法如下：
S.1硅烷化：将腐植酸用硅烷偶联剂进行处理，得到经过硅烷化处理的腐植酸；
S.2水溶性改性：将步骤（1）中经过硅烷化处理的腐植酸接枝水溶性高分子侧链，得到水溶性腐植酸溶液；
S.3：金属离子络合：将水溶性腐植酸溶液中与金属盐组合物中的金属离子相络合，形成有机媒染剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的步骤S.1中腐植酸与硅烷偶联剂的质量比为100:0.5~5。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的S.1中硅烷偶联剂配制成质量分数为5~20%的硅烷偶联剂乙醇溶液与腐植酸在35~60℃下，搅拌反应0.5~3小时后，减压除去溶剂与未反应的硅烷偶联剂，得到硅烷化处理的腐植酸。
4.根据权利要求3所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的硅烷偶联剂配为甲基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、N-甲基氨丙基三甲氧基硅烷或者γ-巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的接枝步骤如下：按照重量份数计将经过硅烷化处理的腐植酸10份均匀分散于50~80份的乙醇中，然后加入水20~30份、水溶性高分子3~15份以及冰醋酸3~8份，45~70℃下搅拌反应3~5小时后得到均匀澄清的水溶性腐植酸溶液。
6.根据权利要求1或5所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的水溶性高分子侧链为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚丙烯酰胺或者低粘度聚乙烯醇中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的金属离子为亚铁离子、锌离子、铅离子以及铜离子，其来源为醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的金属盐组合物。
8.根据权利要求7所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的金属盐组合物中按照重量份数计，其中醋酸亚铁、醋酸锌、醋酸铅以及硫酸铜的质量比为20:20：（0.3~3）：（1~5）。
9.根据权利要求1或7或8所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的水溶性腐植酸溶液与金属盐组合物的质量比为100：（1~5）。
10.根据权利要求1所述的一种用于提高棉麻染色效果的有机媒染剂，其特征在于，所述的络合方法如下：将金属盐组合物溶于水溶性腐植酸溶液中，搅拌均均后升高温度至50℃，保持3~8小时，然后降低温度至25℃，得到有机媒染剂。
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