CN114134586B - 一种酸性染料可染粘胶纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种酸性染料可染粘胶纤维及其制备方法，属于功能纤维的制备领域，其制备方法包括如下步骤：S1：制备分散剂水溶液；S2：在分散剂水溶液中加入含胺基官能团的非水溶性化合物，分散至形成均匀悬浊液；S3：研磨上述悬浊液至分散均匀状态，制得含胺基水性分散液；S4：将含胺基水性分散液加入到粘胶原液中，充分搅拌混合均匀，得酸性染料可染粘胶原液，再经过滤、脱泡后，进行湿法纺丝，即得酸性染料可染粘胶纤维。本发明利用粘胶纤维的生产特点，将非水溶性多胺基官能团引入粘胶纤维中，并保持住，从而赋予粘胶纤维能够和酸性染料阴离子基团结合的能力，实现羊毛和粘胶纤维混纺织物一步一浴法染色，提升粘胶纤维附加值。

Description

一种酸性染料可染粘胶纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于功能纤维的制备领域，具体涉及一种酸性染料可染粘胶纤维及其制备方法。

背景技术

酸性染料对纤维素纤维没有上染能力，因此在羊毛和粘胶纤维混纺织物进行染色时，为了获得较好的色牢度，通常进行酸性染料染羊毛和活性染料染粘胶纤维两道染色工艺，俗称“套染”，这种方法常常会导致织物损伤和颜色偏差，存在水资源浪费和能源浪费的问题。

羊毛和酸性染料的结合主要是羊毛中的胺基基团和阴离子的酸性染料发色团进行离子结合，常规粘胶纤维属于纤维素纤维，没有任何基团能够和酸性染料的阴离子基团发生反应，无法实现羊毛和粘胶纤维混纺织物一步一浴法染色，染色效果差且成本高。目前，本领域中对于粘胶纤维在酸性染料染色方面的改进，前人未见探索。

发明内容

为了解决羊毛和粘胶纤维混纺织物一步一浴法染色问题，本发明提供了一种酸性染料可染粘胶纤维及其制备方法，该方法采用三聚氰胺作为酸性染料的载体，使得生成的酸性染料可染粘胶纤维具有出色的酸性染料可染效果。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备分散剂水溶液；

S2：在分散剂水溶液中加入含胺基官能团的非水溶性化合物，分散至形成均匀悬浊液；

S3：研磨上述悬浊液至分散均匀状态，制得含胺基水性分散液；

S4：将含胺基水性分散液加入到粘胶原液中，充分搅拌混合均匀，得酸性染料可染粘胶原液，再经过滤、脱泡后，进行湿法纺丝，即得酸性染料可染粘胶纤维。

本发明的有益效果是：本发明利用粘胶纤维的生产特点，将非水溶性多胺基官能团引入粘胶纤维中，并保持住，从而赋予粘胶纤维能够和酸性染料阴离子基团结合的能力，实现羊毛和粘胶纤维混纺织物一步一浴法染色，染色深度和色牢度接近，减少能源浪费，提升粘胶纤维附加值。

本发明的具体原理如下：含胺基官能团的非水溶性化合物的胺基在酸性条件下显示正电性，与蛋白质或者尼龙类似，能够吸附酸性染料的阴离子色素，发生阴阳离子结合反应，从而完成上染。

需要说明的是，所需的含胺基官能团化合物必须选用非水溶性的，因为水溶性含胺基官能团化合物，在粘胶原液纺丝成形过程中，会从粘胶原液中散逸进入到成型浴中，这种散逸直接导致所获得的粘胶纤维中的胺基团含量不稳定，时多时少，甚至会一直少，粘胶纤维中胺基团不稳定意味在进行酸性染料上染时，所需要与酸性染料反应的阳离子基团数量减少，上染过程由阴阳离子基团结合上染变成无结合力的沾色上染，沾色上染存在水洗脱落问题，也即每次水洗，颜色都会脱落，且洗衣水中也会带有残色，形成环境污染。失去了本发明想做一种能够被酸性染料染色的粘胶纤维的目的。

在含胺基官能团的非水溶性化合物的基础上，还需要先用分散剂进行研磨分散。分散剂是为了保持含胺基官能团的非水溶性化合物在水性体系中的分散性，提高了含胺基水性分散液储存耐久性，也保证了含胺基水性分散液加入到粘胶纺丝原液中的稳定均一。不加入分散剂而直接制备含胺基官能团的非水溶性化合物水性悬浮液其储存耐久性不好，不溶的化合物颗粒容易在水中沉降，形成泥浆状，无法再搅拌起来使用。粘胶纤维纺丝其原液所通过的喷丝孔只有大约55微米，为了保证纤维性能，按照使用经验，所添加到纺丝原液中的不溶粒子其直径不得高于0.5微米，因此需要对含胺基的非水溶化合物悬浊液进行研磨，加入分散剂提高分散的同时能够改善研磨效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

在黏胶原液中，α纤维素以纤维素磺酸酯的氢氧化钠水溶液状态存在。

进一步，所述粘胶原液为包含纤维素磺酸酯的氢氧化钠水溶液，其中，α纤维素的重量百分比为8～10％，氢氧化钠的重量百分比为2～5％。

进一步，所述分散剂为聚羧酸盐类、月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠、烷基萘甲醛缩合物磺酸盐、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。

采用上述进一步方案的有益效果是分散剂的加入可以使得含胺基官能团的非水溶性化合物在水溶液中具有更好的分散性。

进一步，所述含胺基官能团的非水溶性化合物为三聚氰胺、十八烷胺或对苯二胺。

采用上述进一步方案的有益效果是本发明采用富含胺基助剂赋予粘胶纤维较多的胺基基团，这些基团起到和羊毛中的胺基近似的作用，能够吸附酸性染料，最终发生离子结合反应，从而得到较好的色牢度，实现羊毛和粘胶纤维混纺织物的酸性染料一步一浴法染色，替代传统的“套染”工艺，染色色牢度好，同时缩短产业工艺链条，节约了水资源与能源，减少了产业链碳排放。

按照上述原理，可选用所有的非水溶性含胺基化合物，但实际应用中必须同时考虑安全和毒性，因此，我们优选三聚氰胺、十八烷胺或对苯二胺等低危险性含胺基化合物。

进一步，含胺基官能团的非水溶性化合物优选为三聚氰胺，其相对来说含胺基较多，更容易与酸性染料的阴离子进行离子结合，而且三聚氰胺属于成熟的工业原料，来源广泛，成本也较低。

采用三聚氰胺水性悬浮液与纤维素磺酸钠碱溶液进行湿法纺丝得到酸性染料可染粘胶纤维，使粘胶纤维获得稳定的胺基基团，由于三聚氰胺的低水溶性，粘胶纤维中所裹含的三聚氰胺颗粒可以保持和粘胶纤维同样寿命，从而保证了粘胶纤维上胺基基团的长效稳定性，最终实现羊毛和粘胶纤维混纺织物一步一浴法染色，节省水资源和能源。

进一步，所述分散剂与三聚氰胺的质量比为1:1～5。

采用上述进一步方案的有益效果是分散剂在水中的作用就是帮助三聚氰胺小颗粒分散在水中，分散剂加的太少，三聚氰胺小颗粒沉降快，无法完成三聚氰胺浆料与粘胶纺丝原液的均匀混合，无法纺丝，分散剂加的太多，对三聚氰胺小颗粒的分散没有好处，反而会导致做浆料成本的增加。

如果分散剂加入量略多一些，比如直至质量比1:1也是可以的，但分散剂加入量不能高于三聚氰胺。加入量高直接的影响是增加成本，通常在能达到分散目的前提下没有必要增加加入量。加入量过多没有明显缺陷，除了在搅拌时浆料易起泡沫，这种泡沫会影响纺丝下液量(下液量波动会导致三聚氰胺小颗粒悬浮液加入粘胶纤维中的量不稳定，造成染色色花，布面颜色深浅不一，但是对于本发明实现最终目的没有实质影响)。

在制备分散剂水溶液的过程中水的加入量可以根据分散剂与三聚氰胺的配比类推出水的用量。

进一步，所述酸性染料可染粘胶原液中，三聚氰胺为α纤维素质量的 10％～20％。

进一步，步骤S2中，所述分散采用高速分散器，其分散速度为1500rmp，分散时间为10min。

采用上述进一步方案的有益效果是在上述条件下进行分散，使得到的三聚氰胺更均匀地分散在分散剂溶液中。

进一步，步骤S3中，所述研磨的条件为：温度30℃，研磨速度为2600rmp，研磨时间为60min。研磨至分散液中不溶粒子的直径不高于0.5微米。

进一步，步骤S4中，湿法纺丝的过程为：酸性染料可染粘胶原液通过喷丝头进入酸浴槽，在酸浴槽中凝固成型；其中湿法纺丝的速度为36～ 40m/min。

本发明提供了一种酸性染料可染粘胶纤维，由所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法制备而成。

附图说明

图1为本发明染色工艺的工艺路线图；图中，横向为时间，纵向为温度。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1(对比例1)

1、制备无三聚氰胺的水性分散液

取200克分散剂十二烷基硫酸钠，800克水，搅拌均匀，然后用高速分散器1500rpm高速分散10min，全部溶解后，溶液中无固体物，无需研磨，无需测粒径。

2、制备粘胶纤维

取5000克普通粘胶纺丝原液，向其中加入制备好的步骤1分散液450 克，搅拌均匀，脱泡，送纺丝。纺丝速度为36m/min，湿法纺丝，切断，烘干，得到粘胶纤维。

实施例2(对比例2)

1、制备无分散剂的三聚氰胺水性悬浮液

取800克水，加入200克三聚氰胺，搅拌均匀，然后1500rpm高速分散 10min，然后将分散液送入研磨机研磨，温度30℃，研磨速度为2600rmp，研磨时间为60min，用新帕泰克粒径仪湿法测试分散液粒径小于0.5微米，备用。

2、制备酸性染料可染粘胶纤维

取5000克普通粘胶纺丝原液，向其中加入制备好的步骤1三聚氰胺水性分散液450克，相当于三聚氰胺质量占纤维素质量的20％，搅拌均匀，脱泡，送纺丝。纺丝速度为36m/min，湿法纺丝，切断，烘干，得到酸性染料可染粘胶纤维。

实施例3

1、制备三聚氰胺水性分散液

取200克分散剂十二烷基硫酸钠，600克水，搅拌均匀，加入200克三聚氰胺，然后1500rpm高速分散10min，然后将分散液送入研磨机研磨，温度30℃，研磨速度为2600rmp，研磨时间为60min，用新帕泰克粒径仪湿法测试分散液粒径小于0.5微米，备用。

2、制备酸性染料可染粘胶纤维

取5000克普通粘胶纺丝原液，向其中加入制备好的步骤1三聚氰胺水性分散液450克，相当于三聚氰胺质量占纤维素质量的20％，搅拌均匀，脱泡，送纺丝。纺丝速度为38m/min，湿法纺丝，切断，烘干，得到酸性染料可染粘胶纤维。

实施例4

1、制备三聚氰胺水性分散液

取200克分散剂十二烷基硫酸钠，600克水，搅拌均匀，加入200克三聚氰胺，然后1500rpm高速分散10min，然后将分散液送入研磨机研磨，温度30℃，研磨速度为2600rmp，研磨时间为60min，用新帕泰克粒径仪湿法测试分散液粒径小于0.5微米，备用。

2、制备酸性染料可染粘胶纤维

取5000克普通粘胶纺丝原液，向其中加入制备好的步骤1三聚氰胺水性分散液225克，相当于三聚氰胺质量占纤维素质量的10％，搅拌均匀，脱泡，送纺丝。纺丝速度为40m/min，湿法纺丝，切断，烘干，得到酸性染料可染粘胶纤维。

实施例5

1、制备混合分散剂三聚氰胺水性分散液

取33克分散剂聚羧酸盐分散剂、33克月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠，33 克烷基萘甲醛缩合物磺酸钠，33克烷基聚氧乙烯醚磺酸钠，33克烷基糖苷、 33克脂肪醇聚氧乙烯醚，600克水，搅拌均匀，加入200克三聚氰胺，然后 1500rpm高速分散10min，然后将分散液送入研磨机研磨，温度30℃，研磨速度为2600rmp，研磨时间为60min，用新帕泰克粒径仪湿法测试分散液粒径小于0.5微米，备用。

2、制备酸性染料可染粘胶纤维

取5000克普通粘胶纺丝原液，向其中加入制备好的步骤1三聚氰胺水性分散液450克，相当于三聚氰胺质量占纤维素质量的20％，搅拌均匀，脱泡，送纺丝。纺丝速度为36m/min，湿法纺丝，切断，烘干，得到酸性染料可染粘胶纤维。

上述实施例1-5中，普通粘胶纺丝原液按照α纤维素重量百分比8～ 10％、氢氧化钠重量百分比2～5％配置，含量在设定范围内即可，配置后α纤维素以纤维素磺酸酯的氢氧化钠水溶液状态存在。相应的，上述实施例2-5 中，三聚氰胺水性分散液加入到普通粘胶纺丝原液的质量比，也可以相应调整，使得到的混合溶液中，三聚氰胺质量为α纤维素质量的10～20％。

上述实施例3-5中，分散剂还可以加入的更多一些，保证分散剂与三聚氰胺的质量比为1:1～5，且满足三聚氰胺为α纤维素质量的10％～20％即可，在该范围内分散剂加入的多少对于结果影响不大。粘胶纤维在用酸性染料染色时，其染色结果与三聚氰胺制浆时具体用了多少分散剂(分散剂的用量需要在上述比例范围内)没有太大关系。

此外，分散剂可以在聚羧酸盐类、月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠、烷基萘甲醛缩合物磺酸盐、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中任选一种或几种，也可以在本领域其他常规分散剂中选择。

另外，上述实施例中，三聚氰胺可以被十八烷胺、对苯二胺等含胺基官能团的非水溶性化合物所替代。

检验对比：

将制备的实施例1、实施例2、实施例3实施例4、实施例5采用下述工艺染色。

酸性染料采用市售染料酸性大红G，市售冰醋酸、硫酸钠(元明粉)。

染色工艺的工艺路线图如图1所示。

每个实施例粘胶纤维染色工艺为：

按照浴比1:20，粘胶纤维5克，染色液100克。染料质量相当于粘胶纤维质量的2％，即0.1克。在50℃按照5克每升浓度加入硫酸钠，溶解于100 克染液中，称取0.1克染料溶解于100克染液加入染杯中，溶解完全后，加入5克纤维，开始升温，升温至90摄氏度，向染杯中加入醋酸，调PH值为 4，保温60分钟，然后观察染色残液色泽深度，排掉染液，室温加水到染杯中，水洗纤维20分钟，洗净，烘干，备用。

检测结果如下表所示：

结果分析：加入三聚氰胺的粘胶纤维能够被酸性染料染色，因为有三价的胺正电荷离子团，而不加三聚氰胺的粘胶纤维不能被酸性染料染色，酸性染料不和粘胶纤维反应，因为没有反应基团。

在此基础上，为了纺丝的顺利进行，也基于不溶于水的三聚氰胺，需要分散剂及研磨步骤，使分散液中的颗粒粒径小于0.5微米。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备分散剂水溶液；

S2：在分散剂水溶液中加入三聚氰胺，分散至形成均匀悬浊液；所述分散剂与三聚氰胺的质量比为1:1～5；

S3：研磨上述悬浊液至分散均匀状态，研磨至分散液中不溶粒子的直径不高于0.5微米，制得含胺基水性分散液；

S4：将含胺基水性分散液加入到粘胶原液中，充分搅拌混合均匀，得酸性染料可染粘胶原液，再经过滤、脱泡后，进行湿法纺丝，即得酸性染料可染粘胶纤维。

2.根据权利要求1所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述粘胶原液为包含纤维素磺酸酯的氢氧化钠水溶液，其中，α纤维素的重量百分比为8-10％，氢氧化钠的重量百分比为2-5％。

3.根据权利要求1所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸盐类、月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠、烷基萘甲醛缩合物磺酸盐、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述酸性染料可染粘胶原液中，三聚氰胺为α纤维素质量的10％～20％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述分散采用高速分散器，其分散速度为1500rmp，分散时间为10min。

6.根据权利要求1-4任一项所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述研磨的条件为：温度30℃，研磨速度为2600rmp，研磨时间为60min。

7.根据权利要求1-4任一项所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法，其特征在于，步骤S4中，湿法纺丝的过程为：酸性染料可染粘胶原液通过喷丝头进入酸浴槽，在酸浴槽中凝固成型；其中湿法纺丝的速度为36～40m/min。

8.一种酸性染料可染粘胶纤维，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的酸性染料可染粘胶纤维的制备方法制备而成。