CN1425825A - 溶胶－凝胶固色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属化工技术领域。本发明公开了一种溶胶－凝胶固色方法。本发明选用与纺织纤维能发生化学反应结合的试剂作原料制备溶胶整理液，对纺织品进行整理时只需实行100～180℃的热处理，即可在纤维内、外表面形成薄而透明的复杂网络膜，对纺织品上的染料起到固定作用，提高纺织品的色牢度。

Description

溶胶-凝胶固色方法
技术领域：
本发明属化工技术领域。具体涉及一种溶胶-凝胶固色方法。
背景技术：
溶胶-凝胶技术的基本原理是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成或者经解凝形成溶胶，然后使溶质聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烘，去除有机成分，最后得到无机材料。目前主要应用在制备玻璃、超细粉体和薄膜上，要采用300～800℃的高温焙烧，在制膜时采用玻璃、金属、塑料等光滑表面作为基质进行涂层，在基质表面形成连续膜，膜与载体之间靠范德华力结合，不存在化学结合。这样的工艺用在纺织品上是不现实的，因为纺织品无法承受高温焙烧。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于克服上述缺陷，设计一种固色方法，使对纺织品上的染料起到固定作用，提高纺织品的色牢度。
本发明提供了一种溶胶-凝胶固色方法，该方法包括下列步骤：
(1)制备整理液
配方：
正硅酸乙酯：0％～50％；
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：0.1％～50％；
乙醇：30％～90％；
盐酸：0.005～1.0mol/l；
制备方法：
①向三颈瓶中依次加入正硅酸乙酯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和乙醇，在搅拌器上搅拌，使它们混合均匀，搅拌速度在200～400转/分；
②在搅拌下将盐酸溶液滴加到①中的混合液中；
③混合液②在室温下搅拌24小时；
(2)整理
将染色织物在上述整理液中二浸二轧，压力2～3kg/cm2，将整理后的布在鼓风烘箱中烘干，然后在100～180℃焙烘数分钟。
本发明选用与纺织品能发生化学反应结合的试剂作原料制备溶胶，采用浸轧这一适合纺织品的整理方法，只需对纺织品进行100～180℃的热处理，即可在纤维内、外表面形成由网络结构构成的薄而透明的复杂网络膜，对纺织品上的染料起到固定作用，提高纺织品的色牢度。
这种固色方法与现有固色剂的固色机理不同，它是通过溶胶-凝胶过程，在织物上形成一层由无机网络构成的薄而透明的凝胶薄膜，将染料分子网在织物上，从而起到固色的作用。
到目前为止，用活性染料、酸性染料、直接染料的固色剂都是专用性的，且多具有甲醛问题和色变问题。而本发明对于染料有着普适性，即对活性、直接、酸性等不同类的染料均有良好的固色作用，无甲醛，色变小，还可以减少染色后的洗涤废水，减轻对环境的污染。
本发明的优点：
与传统的溶胶-凝胶法工艺相比，本发明具有以下优点：
①焙烘温度低，只需要在100～180℃焙烘，比传统溶胶-疑胶工艺的焙烘温度低200～600℃；
②采用粗糙表面作为成膜的基质，在基质表面形成薄而透明的复杂网络膜；
③膜与基质之间有化学结合；
与现有的固色剂相比，本发明中的整理液具有以下优点：
①对于染料有着普适性，即对活性、直接、酸性等不同类的染料均有良好的固色作用；
②无甲醛；
③色变小；
④可以减少染色后的洗涤废水，减轻对环境的污染。
具体实施方式：
(1)将正硅酸乙酯(0％～50％)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(0.1％～50％)、乙醇(30％～90％)依次加入到三颈瓶中，在搅拌器上搅拌，使它们混合均匀，搅拌速度在200～400转/分；在搅拌下将盐酸(0.005～1.0mol/l)溶液滴加到混合液中；在室温下搅拌24小时。
(2)将染色织物在整理液中二浸二轧(压力2～3kg/cm2)，然后在鼓风烘箱中烘干，在100～180℃焙烘数分钟。
(3)对染色织物进行牢度测试，具体分述如下：
①皂洗牢度测试：配制4g/L的皂洗液，将4cm*10cm的布样与同样大小的白布缝合，浸于1∶50的皂液中，放入皂洗牢度测试仪中，于40℃皂洗30分钟后取出，用蒸馏水洗净布样，拆线，晾干。然后在SF-600型DATA COLOR测色配色仪上进行测试。
②熨烫牢度测试：将4cm*10cm的布样与同样大小的白布贴合，用蒸馏水润湿，使它们含有与自身质量相等的水重。使用家用电熨斗，用适合棉的一档熨烫15秒。然后在SF-600型DATA COLOR测色配色仪上进行测试。
(4)实施例
溶胶编号说明
Figure A0311485600061
①直接染料固色
按照常规染色工艺，用直接耐晒黑G(上海染料厂)对棉布进行染色，染料浓度分别为2％和3％(o.w.f)。用不同组成的溶胶对布样进行整理，整理方法参见(2)。然后按照(3)①进行皂洗牢度测试，所得数据见表1。
表1.不同组分的溶胶对直接染料皂洗牢度的改善作用
  染料浓度(o.w.f) 原样变色(级) 白布沾色(级)
未处理     2％     3     1-2
    3％     3     1
溶胶A处理     2％     4-5     3
    3％     4-5     3
溶胶B处理     2％     4-5     3
    3％     4     2-3
溶胶C处理     2％     4-5     2-3
    3％     4-5     2-3
溶胶D处理     2％     4-5     3
    3％     4-5     2-3
溶胶E处理     2％     4-5     3
    3％     4     3
溶胶F处理     2％     4     3-4
    3％     4-5     3
②酸性染料固色
为了更好的说明本发明对酸性染料的固色作用，我们选用对酸性染料亲和力极低的棉布作为染色基质，在弱酸性条件下，按照直接染料的染色工艺，采用高染料浓度(5％，o.w.f)，用弱酸性染料Lanasan Yellow CF A，Lanasan Red CF A，Lanasan Navy CF A(Clariant)对棉布染色，且染色后不经水洗，直接用不同组分的溶胶对布样进行整理，整理方法参见(2)。然后按照(3)①进行皂洗牢度测试，并对皂洗后的废液测定吸光度，以显示本发明对减轻环境污染的作用，所得数据见表2。
表2.不同组分的溶胶对酸性染料皂洗牢度的改善作用
    染料 原样变色 *白布沾色 皂洗前K/S值 皂洗后K/S值 皂洗废液的吸光度
未处理     Lanasan Red CF A     1     3-4     4.25     0.70     0.733
    Lanasan Yellow CF A     1     4     5.89     0.28     1.513
    Lanasan Navy CF A     1     3     5.39     1.25     1.462
溶胶C处理     Lanasan Red CF A     2     4-5     2.15     1.39     0.351
    Lanasan Yellow CF A     2-3     4-5     3.61     2.21     0.706
    Lanasan Navy CF A     2     3-4     4.13     2.42     0.472
溶胶D处理     Lanasan Red CF A     3     4-5     1.94     1.49     0.285
    Lanasan Yellow CF A     3-4     4-5     4.33     3.51     0.593
    Lanasan Navy CF A     3-4     4     3.89     3.27     0.416
溶胶E处理     Lanasan Red CF A     3-4     4-5     1.94     1.64     0.282
    Lanasan Yellow CF A     4     5     4.97     4.47     0.390
    Lanasan Navy CF A     3-4     4-5     4.98     4.05     0.401
溶胶F处理     Lanasan Red CF A     4     4-5     2.84     2.42     0.303
    Lanasan Yellow CF A     4-5     5     4.82     4.73     0.344
    Lanasan Navy CF A     4     4-5     4.96     4.06     0.395
*因为酸性染了对棉的亲和力极低，故不易沾色，所得白布沾色级别较高
③活性染料固色
用Kelon Red FN-3G(Ciba)对棉布染色，染料浓度为7％(o.w.f)，用不同组分的溶胶整理布样，整理方法参见(2)，然后按照(3)②进行熨烫牢度测试，所得数据见表3。
表3.不同组分的溶胶对活性染料熨烫牢度的改善作用
    原样变色     白布沾色
    未处理     5     2-3
    溶胶C处理     5     4
    溶胶D处理     4-5     3
    溶胶E处理     4-5     3-4
    溶胶F处理     4-5     3-4

Claims (3)

1、一种溶胶-凝胶固色方法，其特征在于整理液的制备和对染色织物的应用。
2、根据权力要求1所述的整理液的制备，其特征在于：
配方：
正硅酸乙酯：0％～50％；
能与纤维发生化学结合的试剂——缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：0.1％～50％；
乙醇：30％～90％；
盐酸：0.005～1.0mol/l；
制备方法：
①向三颈瓶中依次加入正硅酸乙酯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和乙醇，在搅拌器上搅拌，使它们混合均匀，搅拌速度在200～400转/分；
②在搅拌下将盐酸溶液滴加到①中的混合液中；
③混合液②在室温下搅拌24小时；
3、根据权力要求1所述的固色方法，其特征在于将此整理液应用于染色纺织品；
将染色织物在上述权力要求2中所制备的整理液中二浸二轧，压力2～3kg/cm2，将整理后的布在鼓风烘箱中烘干，然后在100～180℃焙烘数分钟。
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