CN110344267B - 一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法 - Google Patents

一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，包括以下步骤：（1）将面料进行预处理；（2）改性多壁碳纳米管的制备；（3）将改性多壁碳纳米管交联在预处理的面料表面；（4）将步骤（3）处理的面料浸渍于由阴离子表面活性剂、抗菌剂组成的混合溶液中于室温浸渍处理，取出面料经水洗后烘干备用。本发明制得的面料与未处理的面料相比机械强度改变较小，并且面料的上染率、颜色深度均有明显的提高，耐洗色牢度也达到较高的等级。因此，该面料的制备方法对于活性染料的染色固色效果发挥了重要的作用，改善了活性染料的染色性能，在纺织领域具有重要的应用前景。

Description

一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法。
背景技术
活性染料是一种水溶性染料，分子中含一个或一个以上活性基团，在适当条件下可与蛋白质纤维、聚酰胺纤维上的氨基及纤维素纤维上的羟基等发生反应而形成共价键。可用于蛋白质纤维、聚酰胺纤维和纤维素纤维的印染。自1956年作为商品染料推出以来发展很快，其性能不断有所改进，新品种不断涌现。其色谱齐全，色泽鲜艳度好，色牢度较好，而且制造较简便，价格较低。活性染料染色一般经吸附、扩散和固着三个阶段，前二者为上染阶段，最后是染料中活性基团在碱性条件下与纤维发生反应的固着阶段。
然而，活性染料在水溶液中容易发生水解。目前，在实际染色体系中，主要通过改变染色的温度、染料浓度、电解质浓度、染浴pH值提高染色效率。温度升高会增加活性染料水解。增大溶液中染料浓度会减缓染料水解速度，从而促使染料凝聚。染浴中电解质浓度越高，染料水解越严重。因此，需要调节多种条件，才能改变活性染料的染色效果。活性染料一般上染率较低，与纤维亲和力较小，需加入大量盐才能提高上染率。不但使污染排放量增加，同时使染色成本大增。碱能促使活性染料与水反应，而活性染料固着要在碱性条件下完成，不仅影响印染织物的水洗色牢度，使染料失去活性，也造成大量的染料损失。
因此，有必要进一步研究提高活性染料染色效率的方法。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，提高活性染料的染色效率，同时提高活性染料的固色耐皂洗性能。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将面料以1:20-50的浴比浸渍于由质量分数为0.01-0.1wt%的NaOH和5-10 wt%脂肪醇聚氧乙烯醚的混合溶液中处理1-2h后，将面料取出水洗烘干；然后将其再浸渍于乙二胺水溶液中，于30-40℃的温度下处理3-5h后，将面料取出水洗烘干；
（2）将多壁碳纳米管加入浓硝酸中超声分散30min后，于120-150℃的温度下回流处理3-5h，取出处理后的碳纳米管并使用大量的蒸馏水将其冲洗至中性，再用孔径0.22μm混合纤维素滤膜进行过滤，最后在真空烘箱中干燥至恒重，将干燥后的样品研磨过筛后备用；
（3）将步骤（2）处理的多壁碳纳米管用水溶液进行复溶，超声分散20min，然后加入质量比为5-10:1的碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，碳二亚胺的终浓度为5-10wt%，于室温下搅拌处理2-4h后，将其加入到步骤（1）处理的以1:30-50的浴比浸渍于水溶液的面料中，继续反应4-8h；取出面料经水洗后烘干；
（4）将步骤（3）处理的面料以1:30-50的浴比浸渍于由阴离子表面活性剂、抗菌剂组成的混合溶液中，于室温浸渍处理1-2h后，取出面料经水洗后烘干备用。
优选的，所述步骤（1）中面料在NaOH和脂肪醇聚氧乙烯醚中的处理温度为40-50℃。
优选的，所述步骤（1）中面料在乙二胺中的处理温度为30-40℃。
优选的，所述步骤（1）中乙二胺的浓度为10-20wt%。
优选的，所述步骤（2）中多壁碳纳米管在浓硝酸中的质量分数为30-60 wt%。
优选的，所述阴离子表面活性剂为十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠与十二烷基硫酸铵、脂肪醇羟乙基磺酸钠、N-月桂酰肌胺酸钠的一种或几种的组合。
优选的，所述抗菌剂为艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物。
优选的，所述艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物的质量比为（1-10）:（1-5）:（1-8）。
进一步的，所述面料为以纤维素纤维为主要成分的面料。
以上所述的制备方法制得的基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料。
有益效果：本发明提供了一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，本发明改变了传统的通过调节染色条件提高活性染料染色效率的方法，将面料本身特性进行改进，进一步提高了活性染料的染色性能。首先通过低浓度NaOH和脂肪醇聚氧乙烯醚对面料进行润胀，进一步通过乙二胺破坏纤维素内部的键合力，暴露出更多的可反应羟基基团；将多壁碳纳米管用浓硝酸进行处理，使得多壁碳纳米管表面富含羧基和羟基，同时提高了多壁碳纳米管在水溶液中的分散性，通过碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺将多壁碳纳米管与碱液处理的面料进行化学交联，多壁碳纳米管交联在面料的表面。多壁碳纳米管的多层管状结构以及较大的比表面积增加了活性染料染色在多壁碳纳米管上的吸附，同时多壁碳纳米管和面料表面羟基含量的提高更加有利于活性染料染色与活性基团的键合。面料最后用阴离子表面活性剂和抗菌剂进行处理，在提高面料的柔软性和抗菌性的同时，提高面料表面负电荷的含量，对在染色过程中离解出正电荷的活性染料来说，通过静电作用进一步提高了活性染料在面料表面的吸附。因此，本发明以提高活性染料与面料的亲和性为前提，增加面料表面的可反应活性基团的含量，促进活性染料与活性基团的键合，间接降低了活性染料的水解量。
通过测试结果得出，本发明制得的面料与未处理的面料相比机械强度改变较小，并且面料的上染率、颜色深度均有明显的提高，耐洗色牢度也达到较高的等级。因此，该面料的制备方法对于活性染料的染色固色效果发挥了重要的作用，改善了活性染料的染色性能，在纺织领域具有重要的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纯棉面料以1:35的浴比浸渍于由质量分数为0.05wt%的NaOH和8wt%脂肪醇聚氧乙烯醚的混合溶液中处理1.5h后，将面料取出水洗烘干；然后将其再浸渍于乙二胺水溶液中，于35℃的温度下处理4h后，将面料取出水洗烘干；
（2）将多壁碳纳米管加入浓硝酸中超声分散30min后，于135℃的温度下回流处理4h，取出处理后的碳纳米管并使用大量的蒸馏水将其冲洗至中性，再用孔径0.22μm混合纤维素滤膜进行过滤，最后在真空烘箱中干燥至恒重，将干燥后的样品研磨过筛后备用；
（3）将步骤（2）处理的多壁碳纳米管用水溶液进行复溶，超声分散20min，然后加入质量比为8:1的碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，碳二亚胺的终浓度为8wt%，于室温下搅拌处理3h后，将其加入到步骤（1）处理的以1:40的浴比浸渍于水溶液的面料中，继续反应6h；取出面料经水洗后烘干；
（4）将步骤（3）处理的面料以1:40的浴比浸渍于由阴离子表面活性剂、抗菌剂组成的混合溶液中，于室温浸渍处理1.5h后，取出面料经水洗后烘干备用。
所述步骤（1）中面料在NaOH和脂肪醇聚氧乙烯醚中的处理温度为45℃，所述步骤（1）中面料在乙二胺中的处理温度为35℃，所述步骤（1）中乙二胺的浓度为15wt%。
所述步骤（2）中多壁碳纳米管在浓硝酸中的质量分数为45 wt%。
所述阴离子表面活性剂为质量比为1：1的十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠和十二烷基硫酸铵。
所述抗菌剂为艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物，所述艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物的质量比为6:3:5。
实施例2
一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纯棉面料以1:20的浴比浸渍于由质量分数为0.01wt%的NaOH和5wt%脂肪醇聚氧乙烯醚的混合溶液中处理1h后，将面料取出水洗烘干；然后将其再浸渍于乙二胺水溶液中，于30℃的温度下处理3h后，将面料取出水洗烘干；
（2）将多壁碳纳米管加入浓硝酸中超声分散30min后，于120℃的温度下回流处理3h，取出处理后的碳纳米管并使用大量的蒸馏水将其冲洗至中性，再用孔径0.22μm混合纤维素滤膜进行过滤，最后在真空烘箱中干燥至恒重，将干燥后的样品研磨过筛后备用；
（3）将步骤（2）处理的多壁碳纳米管用水溶液进行复溶，超声分散20min，然后加入质量比为5:1的碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，碳二亚胺的终浓度为5wt%，于室温下搅拌处理2h后，将其加入到步骤（1）处理的以1:30的浴比浸渍于水溶液的面料中，继续反应4h；取出面料经水洗后烘干；
（4）将步骤（3）处理的面料以1:30的浴比浸渍于由阴离子表面活性剂、抗菌剂组成的混合溶液中，于室温浸渍处理1h后，取出面料经水洗后烘干备用。
所述步骤（1）中面料在NaOH和脂肪醇聚氧乙烯醚中的处理温度为40℃，所述步骤（1）中面料在乙二胺中的处理温度为30℃，所述步骤（1）中乙二胺的浓度为10wt%。
所述步骤（2）中多壁碳纳米管在浓硝酸中的质量分数为30wt%。
所述阴离子表面活性剂为质量比为1：1的十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠与脂肪醇羟乙基磺酸钠。
所述抗菌剂为艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物，所述艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物的质量比为1:1:1。
实施例3
一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纯棉面料以1:30的浴比浸渍于由质量分数为0.03wt%的NaOH和6wt%脂肪醇聚氧乙烯醚的混合溶液中处理1.2h后，将面料取出水洗烘干；然后将其再浸渍于乙二胺水溶液中，于32℃的温度下处理3.5h后，将面料取出水洗烘干；
（2）将多壁碳纳米管加入浓硝酸中超声分散30min后，于130℃的温度下回流处理3.5h，取出处理后的碳纳米管并使用大量的蒸馏水将其冲洗至中性，再用孔径0.22μm混合纤维素滤膜进行过滤，最后在真空烘箱中干燥至恒重，将干燥后的样品研磨过筛后备用；
（3）将步骤（2）处理的多壁碳纳米管用水溶液进行复溶，超声分散20min，然后加入质量比为5-10:1的碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，碳二亚胺的终浓度为6wt%，于室温下搅拌处理2.5h后，将其加入到步骤（1）处理的以1:35的浴比浸渍于水溶液的面料中，继续反应5h；取出面料经水洗后烘干；
（4）将步骤（3）处理的面料以1:35的浴比浸渍于由阴离子表面活性剂、抗菌剂组成的混合溶液中，于室温浸渍处理1.2h后，取出面料经水洗后烘干备用。
所述步骤（1）中面料在NaOH和脂肪醇聚氧乙烯醚中的处理温度为42℃，所述步骤（1）中面料在乙二胺中的处理温度为32℃，所述步骤（1）中乙二胺的浓度为12wt%。
所述步骤（2）中多壁碳纳米管在浓硝酸中的质量分数为40 wt%。
所述阴离子表面活性剂为质量比为1：2的十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠与脂肪醇羟乙基磺酸钠。
所述抗菌剂为艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物，所述艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物的质量比为3:2:4。
实施例4
一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纯棉面料以1:50的浴比浸渍于由质量分数为0.1wt%的NaOH和10 wt%脂肪醇聚氧乙烯醚的混合溶液中处理2h后，将面料取出水洗烘干；然后将其再浸渍于乙二胺水溶液中，于40℃的温度下处理5h后，将面料取出水洗烘干；
（2）将多壁碳纳米管加入浓硝酸中超声分散30min后，于150℃的温度下回流处理5h，取出处理后的碳纳米管并使用大量的蒸馏水将其冲洗至中性，再用孔径0.22μm混合纤维素滤膜进行过滤，最后在真空烘箱中干燥至恒重，将干燥后的样品研磨过筛后备用；
（3）将步骤（2）处理的多壁碳纳米管用水溶液进行复溶，超声分散20min，然后加入质量比为10:1的碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，碳二亚胺的终浓度为10wt%，于室温下搅拌处理4h后，将其加入到步骤（1）处理的以1:30-50的浴比浸渍于水溶液的面料中，继续反应8h；取出面料经水洗后烘干；
（4）将步骤（3）处理的面料以1:50的浴比浸渍于由阴离子表面活性剂、抗菌剂组成的混合溶液中，于室温浸渍处理2h后，取出面料经水洗后烘干备用。
所述步骤（1）中面料在NaOH和脂肪醇聚氧乙烯醚中的处理温度为50℃，所述步骤（1）中面料在乙二胺中的处理温度为40℃，所述步骤（1）中乙二胺的浓度为20wt%。
所述步骤（2）中多壁碳纳米管在浓硝酸中的质量分数为60 wt%。
所述阴离子表面活性剂为质量比为1：1的十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠与N-月桂酰肌胺酸钠。
所述抗菌剂为艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物，所述艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物的质量比为10:5:8。
使用活性橙 KN-5R活性染料对实施例1-4制得的面料以及未处理的面料进行常规浸染染色，染色处方及工艺为：
染料/%（omf） 2
元明粉/（g/L） 1
碳酸钠/（g/L） 1
浴比 1：50，
将面料加入配置的活性橙 KN-5R活性染料中浸染20min，然后加入元明粉再浸染20min，再加入碳酸钠，以2℃/min的速度将温度升至65℃保温30min，将染色体系降至室温，面料经水洗烘干处理，或水洗、皂洗、再水洗烘干的处理，将染色后的面料进行以下性能测试：
上染百分率的测定：使用722S分光光度仪在最大吸收波长处测定染液的吸光度，用以下公式计算上染率：上染率/％＝ (1-I/I0)×100，式中：I 为染色后残液吸光度；I0为染液初始浓度吸光度；
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；
耐洗色牢度：按照GB/T3921-2008《纺织品色牢度耐皂洗色牢度》
断裂强力：按照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条件法》测定。
测试结果如表1所示，从表1中得出，本发明制得的面料与未处理的面料相比机械强度改变较小，并且面料的上染率、颜色深度均有明显的提高，耐洗色牢度也达到较高的等级。因此，该面料的制备方法对于活性染料的染色固色效果发挥了重要的作用，改善了活性染料的染色性能。
表1
Figure 438091DEST_PATH_IMAGE001
。

Claims (9)

1.一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将面料以1:20-50的浴比浸渍于由质量分数为0.01-0.1wt%的NaOH和5-10 wt%脂肪醇聚氧乙烯醚的混合溶液中处理1-2h后，将面料取出水洗烘干；然后将其再浸渍于乙二胺水溶液中，于30-40℃的温度下处理3-5h后，将面料取出水洗烘干；
（2）将多壁碳纳米管加入浓硝酸中超声分散30min后，于120-150℃的温度下回流处理3-5h，取出处理后的碳纳米管并使用大量的蒸馏水将其冲洗至中性，再用孔径0.22μm混合纤维素滤膜进行过滤，最后在真空烘箱中干燥至恒重，将干燥后的样品研磨过筛后备用；
（3）将步骤（2）处理的多壁碳纳米管用水溶液进行复溶，超声分散20min，然后加入质量比为5-10:1的碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，碳二亚胺的终浓度为5-10wt%，于室温下搅拌处理2-4h后，将其加入到步骤（1）处理的以1:30-50的浴比浸渍于水溶液的面料中，继续反应4-8h；取出面料经水洗后烘干；
（4）将步骤（3）处理的面料以1:30-50的浴比浸渍于由阴离子表面活性剂、抗菌剂组成的混合溶液中，于室温浸渍处理1-2h后，取出面料经水洗后烘干备用；
所述面料为以纤维素纤维为主要成分的面料。
2.根据权利要求1所述的一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中面料在NaOH和脂肪醇聚氧乙烯醚中的处理温度为40-50℃。
3.根据权利要求1所述的一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中面料在乙二胺中的处理温度为30-40℃。
4.根据权利要求1所述的一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中乙二胺的浓度为10-20wt%。
5.根据权利要求1所述的一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中多壁碳纳米管在浓硝酸中的质量分数为30-60 wt%。
6.根据权利要求1所述的一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠与十二烷基硫酸铵、脂肪醇羟乙基磺酸钠、N-月桂酰肌胺酸钠的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂为艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物。
8.根据权利要求7所述的一种基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料的制备方法，其特征在于，所述艾蒿、鱼腥草和甘草的醇提物的质量比为（1-10）:（1-5）:（1-8）。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的基于活性染料染色的易染色固色耐皂洗面料。
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