CN112391854A - 一种常压涤纶织物染色用印染剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及纺织材料领域，具体公开了一种常压涤纶织物染色用印染剂及其制备方法。所述常压涤纶织物染色用印染剂包括下列重量份的组分：30～50份分散改性液、6～15份涤纶荧光增白剂、3～8份酸性染料、0.1～0.8份亲水性柔软剂、0.1～0.8份冰醋酸和50～100份水；所述分散改性液为以甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸正丁酯为原料制备的分散改性液。本申请的常压涤纶织物染色用印染剂在常规的涤纶织物印染剂中添加了分散改性液，有效修饰涤纶纤维的表面结构，使其使织物或纱线表面粗糙化，在常温常压下对涤纶织物纤维进行表面结构的构造，改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。

Description

一种常压涤纶织物染色用印染剂及其制备方法
技术领域
本申请涉及纺织材料领域，更具体地说，它涉及一种常压涤纶织物染色用印染剂及其制备方法。
背景技术
涤纶纤维由于具有一系列优良的特性，如强度好、弹性高、化学稳定性和尺寸稳定性优异，耐热性和耐光性好，从而得到广泛应用，不仅可用于服装、床上用品和装饰材料，还可用于特殊织物以及其他工业用纤维制品，如传送带、轮胎帘子线、绝缘材料、过滤材料等领域。
涤纶由于结构特性在常压条件下难以染色，主要原因在于涤纶分子排列紧密，且涤纶是疏水性纤维，所以在较低温度下，涤纶分子热运动不剧烈，且在潮湿环境中，涤纶纤维不会发生溶胀，导致纤维中空隙较小，因此即使采用分子质量较小的非离子分散染料染色，染料分子在常压沸染条件下也很难渗透到纤维内部。所以现在常采用高温高压染色的方案，对涤纶纤维进行染色处理，通过在高温密闭染色设备中进行的湿热染色，由于涤纶分子链运动剧烈，染料分子热运动速度快，故上染速率和染料吸附量显著提高。
针对上述中的相关技术，发明人认为现有的涤纶织物染色需要高温高压进行处理，既增加了染色涤纶织物的成本，同时，高温高压环境下染色的涤纶织物染色效果均匀性能不佳，容易出现染料在涤纶织物表面上色的色牢度较差的问题。
发明内容
为了改善涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度，第一方面，本申请提供一种常压涤纶织物染色用印染剂，所述常压涤纶织物染色用印染剂包括下列重量份的组分：30～50份分散改性液、6～15份涤纶荧光增白剂、3～8份酸性染料、0.1～0.8份亲水性柔软剂、0.1～0.8份冰醋酸和50～100份水；所述分散改性液为以甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸正丁酯为原料制备的分散改性液。
通过采用上述技术方案，由于本申请在常规的涤纶织物印染剂中添加了分散改性液，由于该分散改性液是以甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸正丁酯为原料制备的，所以，该分散改性液的主要成分为氟丙乳液，也就是说，该氟丙乳液有效修饰涤纶纤维的表面结构，使其使织物或纱线表面粗糙化，在纤维表面形成微细凹凸结构，从而提高染料在织物上的上染率，所以本申请采用的印染剂能在常温常压下对涤纶织物纤维进行表面结构的构造，从而改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
进一步地，所述常压涤纶织物染色用印染剂包括下列重量份的组分：45～50份分散改性液、10～15份涤纶荧光增白剂、5～8份酸性染料、0.1～0.5份亲水性柔软剂、0.1～0.5份冰醋酸和60～80份水；所述分散改性液为以甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸正丁酯为原料制备的分散改性液。
通过采用上述技术方案，由于本申请优化了具体常压涤纶织物染色用印染剂的配比比例，该配比的常压涤纶织物染色用印染剂通过优化分散液的占比，能充分对涤纶织物表面进行良好的结构修饰和构造，从而从而改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
进一步地，所述分散改性液还包括以蛋白溶液为芯材、海藻酸钠为壁材制备的缓释改性微胶囊。
通过采用上述技术方案，由于本申请选用蛋白液和海藻酸钠制备缓释微胶囊材料，其目的在于由于分散改性液能对涤纶纤维表面进行改性，改善涤纶织物纤维的纬向断裂强度和断裂伸长率降低的问题，所以本申请采用缓释型微胶囊，释放水解蛋白并对其表面形成良好的包覆结构，通过该包覆结构的有效填充，改善传统印染剂材料印染后涤纶纤维的力学性能降低的缺陷，从而在改善印染剂常温常压下的上色率的同时，进一步改善了涤纶织物的力学性能。
进一步地，所述缓释改性微胶囊中的芯材采用的是丝素蛋白溶液。
通过采用上述技术方案，由于本申请优选丝素蛋白溶液作为改性材料，由于丝素蛋白主链上含有大量的-CONH-、-COOH、-NH2、-OH等多种极性基团，能有效与涤纶纤维表面经改性后存在氢键结构，将其整理到涤纶织物上，能增大涤纶纤维与分散染料之间的作用力，显著改善涤纶纤维的染色性能。
进一步地，所述缓释改性微胶囊制备步骤包括：（1）、分别称量去离子水、海藻酸钠、液体石蜡和司盘-80，搅拌混合得混合乳液；（2）、将丝素蛋白溶液、氯化钙和去离子水搅拌混合并滴加至混合乳液中，添加戊二醛进行交联改性，离心分离并取下层沉淀，洗涤、干燥，制备得缓释改性微胶囊。
通过采用上述技术方案，由于本申请通过将丝素蛋白填充在海藻酸钠壁材中进行缓释处理，该结构的设置在于能在印染初期，先通过分散改性液对涤纶织物的纤维进行充分的表面改性，在实际印染过程中，通过缓释的方案，使丝素蛋白颗粒有效释放从而整理到涤纶织物上，不仅能有效改善涤纶纤维的表面结构，同时还能显著改善涤纶纤维的染色性能。
进一步地，所述分散改性液制备步骤包括：（1）分别取丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、司盘-80、过硫酸铵和去离子水，升温加热、保温聚合反应，静置冷却至室温，得基体改性液；（2）取基体改性液、十八烷酸丙酮溶液和缓释改性微胶囊置于搅拌机中，搅拌混合并超声分散，得分散改性液。
通过采用上述技术方案，本申请通过制备分散改性液，将缓释型的丝素蛋白颗粒有效分散在其内部，这样的分散改性液不仅构成简单，同时本申请还通过十八烷酸丙酮溶液分散在分散改性液中，进一步分散改性液中微胶囊颗粒的分散性能，使其在使用实用时，能形成稳定均匀的印染体系，从而改善了本申请印染剂的印染染色均匀性能。
进一步地，所述丝素蛋白溶液、氯化钙和去离子水混合质量比为1：3～5：10～15。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化丝素蛋白溶液和氯化钙配比的组分，显著改善丝素蛋白在海藻酸钠壁材中的有效填充量，改善后续对涤纶纤维表面结构改性时的改性效果，从而显著改善涤纶纤维的结构性能和上色性能。
第二方面，本申请提供一种常压涤纶织物染色用印染剂的制备方法，所述常压涤纶织物染色用印染剂制备步骤包括：S1、按配方取分散改性液、涤纶荧光增白剂、酸性染料、亲水性柔软剂、冰醋酸和水，搅拌混合，得基体混合液；S2、将基体混合液置于均质机中，均质处理后，再超声分散处理，即可制备得所述常压涤纶织物染色用印染剂。
通过采用上述技术方案，由于本申请通过均质处理后再分散处理，改善传统印染剂中分散物质的分散性能，使本申请制备的印染剂具有良好的分散性和稳定性，在后续的处理和印染过程中，使各组分均匀分散并形成良好的印染效果，从而使本申请采用的印染剂能在常温常压下对涤纶织物纤维进行表面结构的构造，从而改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
第一、本申请在常规的涤纶织物印染剂中添加了分散改性液，通过氟丙乳液有效修饰涤纶纤维的表面结构，使其使织物或纱线表面粗糙化，在纤维表面形成微细凹凸结构，从而提高染料在织物上的上染率，所以本申请采用的印染剂能在常温常压下对涤纶织物纤维进行表面结构的构造，从而改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
第二、本申请选用蛋白液和海藻酸钠制备缓释微胶囊材料，释放水解蛋白并对其表面形成良好的包覆结构，通过该包覆结构的有效填充，改善传统印染剂材料印染后涤纶纤维的力学性能降低的缺陷，从而在改善印染剂常温常压下的上色率的同时，进一步改善了涤纶织物的力学性能。
第三、本申请的印染剂制备方法通过均质处理后再分散处理，改善传统印染剂的分散性能，使本申请制备的印染剂具有良好的分散性和稳定性，在后续的处理和印染过程中，使各组分均匀分散并形成良好的印染效果，从而使本申请采用的印染剂能在常温常压下对涤纶织物纤维进行表面结构的构造，从而改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所用的原料和仪器设备如下所示，但不以此为限：
药品：涤纶荧光增白剂为杭州施联化工公司生产的SPS-D荧光增白剂，亲水性柔软剂为广州杰能纺织科技有限公司生产的YZRRJ/01型柔软剂。
机器：常州爱德克斯仪器仪表有限公司的玻璃转子质量流量计反应管、热电偶、干燥器和气相色谱仪(Techcomp-GC7900)。
实施例
实施例1
分别称量4500mL去离子水、1000g海藻酸钠、300mL液体石蜡和300mL份司盘-80，搅拌混合并置于45℃下保温搅拌，得混合乳液；再按质量比1：3：10，将丝素蛋白溶液、氯化钙和去离子水搅拌混后并滴加至混合乳液中，搅拌混合并调节pH至5.5，在0℃下降温10min后，得混合液并按质量比1:15，对混合液中添加戊二醛进行交联改性，在1500r/min下离心分离并取下层沉淀，用异丙醇洗涤3次后，再真空冷冻干燥，制备得缓释改性微胶囊；
分别称量450mL丙烯酸正丁酯、300mL甲基丙烯酸三氟乙酯、30g司盘-80、1g过硫酸铵和600mL去离子水，再70℃下保温聚合反应5h，静置冷却至室温，得基体改性液；
分别称量450mL基体改性液、100mL质量分数1％十八烷酸丙酮溶液和80g缓释改性微胶囊置于搅拌机中，搅拌混合并置于200W下超声分散10min，得分散改性液；
分别称量450mL分散改性液、100g涤纶荧光增白剂、50g酸性染料、1g亲水性柔软剂和1g冰醋酸和600mL水，搅拌混合并置于室温下超声分散10min，即可制备得所述常压涤纶织物染色用印染剂。
实施例2
分别称量4700mL去离子水、1200mL海藻酸钠、400mL液体石蜡和400mL司盘-80，搅拌混合并置于50℃下保温搅拌，得混合乳液；再按质量比1：4：12，将丝素蛋白溶液、氯化钙和去离子水搅拌混后并滴加至混合乳液中，搅拌混合并调节pH至5.5，在3℃下降温12min后，得混合液并按质量比1:15，对混合液中添加戊二醛进行交联改性，在1750r/min下离心分离并取下层沉淀，用异丙醇洗涤4次后，再真空冷冻干燥，制备得缓释改性微胶囊；
分别称量470mL丙烯酸正丁酯、320mL甲基丙烯酸三氟乙酯、40mL司盘-80、2g过硫酸铵和700mL去离子水，再72℃下保温聚合反应6h，静置冷却至室温，得基体改性液；
分别称量470mL基体改性液、120mL质量分数1％十八烷酸丙酮溶液和90g缓释改性微胶囊置于搅拌机中，搅拌混合并置于250W下超声分散12min，得分散改性液；
分别称量470mL分散改性液、120mL涤纶荧光增白剂、6mL酸性染料、3g亲水性柔软剂和2mL冰醋酸和700mL水，搅拌混合并置于室温下超声分散12min，即可制备得所述常压涤纶织物染色用印染剂。
实施例3
分别称量5000mL去离子水、1500mL海藻酸钠、500mL液体石蜡和500mL司盘-80，搅拌混合并置于55℃下保温搅拌，得混合乳液；再按质量比1：5：15，将丝素蛋白溶液、氯化钙和去离子水搅拌混后并滴加至混合乳液中，搅拌混合并调节pH至5.5，在5℃下降温15min后，得混合液并按质量比1:15，对混合液中添加戊二醛进行交联改性，在2000r/min下离心分离并取下层沉淀，用异丙醇洗涤5次后，再真空冷冻干燥，制备得缓释改性微胶囊；
分别称量500mL丙烯酸正丁酯、350mL甲基丙烯酸三氟乙酯、50mL司盘-80、5g过硫酸铵和800mL去离子水，再75℃下保温聚合反应7h，静置冷却至室温，得基体改性液；
分别称量500mL基体改性液、150mL质量分数1％十八烷酸丙酮溶液和100g缓释改性微胶囊置于搅拌机中，搅拌混合并置于300W下超声分散15min，得分散改性液；
分别称量500mL分散改性液、150mL涤纶荧光增白剂、8mL酸性染料、5g亲水性柔软剂和5mL冰醋酸和800mL水，搅拌混合并置于室温下超声分散15min，即可制备得所述常压涤纶织物染色用印染剂。
实施例4～6
实施例4～6中常压涤纶织物染色用印染剂的组分进行改变，具体改变量如下表表1所示，其他条件和组分比例均与实施例1中相同。
表1组分配比表
Figure 129875DEST_PATH_IMAGE002
实施例7～9
实施例7～9中印染剂中不添加缓释改性微胶囊，具体条件和组分比例均与实施例1中相同。
实施例10～12
实施例10～12中采用的缓释改性微胶囊中采用的芯材为水解角蛋白，具体条件和组分比例均与实施例1中相同。
性能检测试验
分别对实施例1～12进行性能测试，对实施例1～12制备的常压涤纶织物染色用印染剂进行测试。
检测方法/试验方法
（1）染色性能：
按浴比50∶1，在pH5~6在98℃下，采用本申请印染剂对对规格式样20×5cm涤纶布样进行染色6～8h，摩擦色牢度参照GB/T3920-1997、水洗色牢度参照GB/T3921.3-1997测试；
（2）力学性能
强力测试：使用万能强力机，对规格式样20×5cm涤纶布样进行五经五纬向拉伸强力测试，并取其平均值。
具体检测结果如下表表2所示：
表2性能检测表
Figure 946522DEST_PATH_IMAGE004
参考表2的性能检测对比可以发现：
将实施例1～3进行性能对比，其中实施例3中的力学性能和染色性能最为优异，同时实施例3较实施例1和实施例2来说，其添加比例最高，所以说明本申请技术方案是可以实施的。
将实施例1～3和实施例4～6性能对比，由于实施例4～6中与实施例1～3配比不同，且力学性能有所降低，但是染色性能还是变化不大，这说明本申请优化了具体常压涤纶织物染色用印染剂的配比比例，该配比的常压涤纶织物染色用印染剂通过优化分散液的占比，能充分对涤纶织物表面进行良好的结构修饰和构造，从而从而改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
将实施例1～3和实施例7～9性能对比，由于实施例7～9印染剂中不添加缓释改性微胶囊，导致其力学性能显著下降，这说明本申请选用蛋白液和海藻酸钠制备缓释微胶囊材料，释放水解蛋白并对其表面形成良好的包覆结构，从而在改善印染剂常温常压下的上色率的同时，进一步改善了涤纶织物的力学性能。
将实施例1～3和实施例10～12性能对比，由于实施例10～12中为采用丝素蛋白，导致其力学性能降低了不少，这说明优选丝素蛋白溶液作为改性材料，能有效与涤纶纤维表面经改性后存在氢键结构，将其整理到涤纶织物上，能增大涤纶纤维与分散染料之间的作用力，显著改善涤纶纤维的染色性能和力学强度。
对比例
对比例1～3
对比例1～3中的印染剂不添加分散改性液，其余条件和组分比例均与实施例1～3中相同。
对比例4～6
对比例4～6采用质量分数1％氢氧化钠溶液代替本申请采用的基体改性液，其余条件和组分比例均与实施例1～3中相同。
对比例7～9
对比例7～9中采用的分散改性液中直接添加丝素蛋白，其余条件和组分比例均与实施例1～3中相同。
性能检测试验
分别对对比例1～9制备的常压涤纶织物染色用印染剂进行测试。
检测方法/试验方法
（1）染色性能：
按浴比50∶1，在pH5~6在98℃下，采用本申请印染剂对对规格式样20×5cm涤纶布样进行染色6～8h，摩擦色牢度参照GB/T3920-1997、水洗色牢度参照GB/T3921.3-1997测试；
（2）力学性能
强力测试：使用万能强力机，对规格式样20×5cm涤纶布样进行五经五纬向拉伸强力测试，并取其平均值。
具体检测结果如下表表3所示：
表3性能检测表
Figure 152375DEST_PATH_IMAGE006
参考表3的性能检测对比可以发现：
将本申请对比例1～3和实施例1～3进行对比，对比例1～3中采用的印染剂不添加分散改性液，力学性能和染色性能均显著下降，这说明本申请在常规的涤纶织物印染剂中添加了分散改性液，有效修饰涤纶纤维的表面结构，使其使织物或纱线表面粗糙化，所以本申请采用的印染剂能在常温常压下对涤纶织物纤维进行表面结构的构造，从而改善了涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
将本申请对比例4～6和实施例1～3进行对比，对比例4～6采用质量分数1％氢氧化钠溶液代替本申请采用的分散改性液，由于氢氧化钠能有效对涤纶纤维进行了良好的刻蚀，但是并不能有效的包覆进行改性，这说明本申请选用蛋白液和海藻酸钠制备缓释微胶囊材料，能释放水解蛋白并对其表面形成良好的包覆结构，通过该包覆结构的有效填充，改善传统印染剂材料印染后涤纶纤维的力学性能降低的缺陷，从而在改善印染剂常温常压下的上色率的同时，进一步改善了涤纶织物的力学性能。
将本申请对比例7～9和实施例1～3进行对比，对比例7～9采用的分散改性液中直接添加丝素蛋白，并不采用分散改性液改性处理，导致其染色性能下降明显，这说明常规的涤纶织物印染剂中添加了分散改性液，能使其使织物或纱线表面粗糙化，在纤维表面形成微细凹凸结构，从而提高染料在织物上的上染率，改善涤纶织物常压下染色的均匀度和色牢度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种常压涤纶织物染色用印染剂，其特征在于，所述常压涤纶织物染色用印染剂包括下列重量份的组分：
分散改性液 30～50份；
涤纶荧光增白剂 6～15份；
酸性染料 3～8份；
亲水性柔软剂 0.1～0.8份；
冰醋酸 0.1～0.8份；
水 50～100份；
所述分散改性液为以甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸正丁酯为原料制备的分散改性液。
2.根据权利要求1所述的常压涤纶织物染色用印染剂，其特征在于，所述常压涤纶织物染色用印染剂包括下列重量份的组分：
分散改性液 45～50份；
涤纶荧光增白剂 10～15份；
酸性染料 5～8份；
亲水性柔软剂 0.1～0.5份；
冰醋酸 0.1～0.5份；
水 60～80份；
所述分散改性液为以甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸正丁酯为原料制备的分散改性液。
3.根据权利要求1所述的常压涤纶织物染色用印染剂，其特征在于，所述分散改性液还包括以蛋白溶液为芯材、海藻酸钠为壁材制备的缓释改性微胶囊。
4.根据权利要求3所述的常压涤纶织物染色用印染剂，其特征在于，所述缓释改性微胶囊中的芯材采用的是丝素蛋白溶液。
5.根据权利要求4所述的常压涤纶织物染色用印染剂，其特征在于，所述缓释改性微胶囊制备步骤包括：
（1）、分别称量去离子水、海藻酸钠、液体石蜡和司盘-80，搅拌混合得混合乳液；
（2）、将丝素蛋白溶液、氯化钙和去离子水搅拌混合并滴加至混合乳液中，添加戊二醛进行交联改性，离心分离并取下层沉淀，洗涤、干燥，制备得缓释改性微胶囊。
6.根据权利要求4所述的常压涤纶织物染色用印染剂，其特征在于，所述分散改性液制备步骤包括：
（1）分别取丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、司盘-80、过硫酸铵和去离子水，升温加热、保温聚合反应，静置冷却至室温，得基体改性液；
（2）取基体改性液、十八烷酸丙酮溶液和缓释改性微胶囊置于搅拌机中，搅拌混合并超声分散，得分散改性液。
7.根据权利要求5所述的常压涤纶织物染色用印染剂，其特征在于，所述丝素蛋白溶液、氯化钙和去离子水混合质量比为1：3～5：10～15。
8.一种常压涤纶织物染色用印染剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：
S1、按配方取分散改性液、涤纶荧光增白剂、酸性染料、亲水性柔软剂、冰醋酸和水，搅拌混合，得基体混合液；
S2、将基体混合液置于均质机中，均质处理后，再超声分散处理，即可制备得所述常压涤纶织物染色用印染剂。
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