改性活性染料及其应用方法、制备方法和纺织品染色方法与流程

1.本发明涉及纺织品染料领域，尤其是指一种改性活性染料及其应用方法、制备方法和纺织品染色方法。


背景技术：

2.棉纤维纺织品由于舒适度较好而深人们的喜爱，为了提高棉纤维纺织品的色彩丰富度，棉纤维纺织品的生产商使用纺织染料对棉纤维纺织品进行处理，其中常用的棉纤维纺织品染色方法为扎染，而受限于现有的纺织染料与棉纤维纺织品的亲和力不够，导致现有扎染制成的染色棉纤维纺织品的耐水洗牢度和耐日晒牢度较差。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有扎染制成的染色棉纤维纺织品的耐水洗牢度和耐日晒牢度较差的不足，提供一种改性活性染料，利用纳米硅氧化物对活性染料进行改性，从而改善扎染至棉纤维纺织品上的染料的耐水洗牢度和耐日晒牢度较差的问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.改性活性染料，包括活性染料10～15份,纳米硅氧化物1～5份，碱剂20～40份，促染剂55～65份，上述物料按重量份数计算。
6.与现有技术相比，本发明的一种改性活性染料，具有以下有益效果：
7.(1)本发明的改性活性染料，利用纳米硅氧化物表面的游离羟基与活性染料上的活性基团发生改性反应，限制活性染料的活性基相互之间的化学成键反应，从而获得改性活性染料；在使用本发明对棉纤维纺织品进行染色的过程中，改性活性染料的活性基团与棉纤维制品的表面基团形成染料
‑‑
纤维共价键，使改性活性染料牢固附着在棉纤维制品上，且纳米硅氧化物与棉纤维制品发生化学反应成膜，从而提升染色的水洗色牢度和耐日晒牢度性能；
8.(2)本发明中使用硅氧化物能降低棉纤维与活性染料之间的斥力，从而使棉纤维表面带上更多的极性基团，一方面，能增多染料在棉纤维表面的吸附量，从而提升棉纤维纺织品的上色深度，另一方面，能协同促染剂的促染能力，提高上色效率(为了降低成本，可在充分利用协同效应的情况下减少促染剂用量以实现相同的上色效率)；
9.(3)本发明中通过选用纳米级别的硅氧化物(尺寸范围在1～100nm的超细纳米级)，利用其良好的对抗紫外线的光学性能和化学稳定性，从而改善活性染料的抗老化、强度和耐化学性能，同时提高活性染料的亮度、色调和饱和度，进而提高活性染料的使用性能，使棉纤维纺织品具有较高的颜色亮度和饱和度；
10.(4)本发明中对活性染料进行改性的过程，反应条件要求低，流程短，且反应效果稳定，反应过程对环境污染较小；
11.(5)碱剂用作固色剂以建立碱性环境，活性染料与棉纤维在碱性条件下反应时，纤维素能形成纤维素负离子，从而能和活性染料上的基团发生亲核取代、加成反应，进而形成
染料
‑‑
纤维共价键；促染剂起到提高改性活性染料对棉纤维的上染率、加速上染速率的效果，同时能减少残液中染料含量，从而获得较高染色深度的棉纤维成品。
12.进一步的，所述纳米硅氧化物为粒径位于20-40纳米之间的纳米氧化硅、纳米二氧化硅和纳米六氧化二硅中的至少一种。
13.上述纳米硅氧化物化学性能稳定，分子表面的游离羟基丰富，且比表面积相对较大，从而提高对活性染料进行改性的反应效率，以及保证改性效果。
14.进一步的，所述活性染料为二氯均三嗪型活性染料、一氯均三嗪型活性染料、乙烯砜型活性染料、一氯均三嗪与乙烯砜双活性基活性染料、双一氯均三嗪型活性染料和一氟均三嗪型活性染料中的其中一种。
15.上述活性染料的活性基团较活泼，在较低温度下即可与纳米硅氧化物进行反应，反应条件要求低。
16.进一步的，所述纳米硅氧化物为亲水型纳米硅氧化物。
17.选用亲水型纳米硅氧化物，一方面，在改性过程中，能以水体作为溶剂，在水环境下进行改性，反应条件亲和，从而降低活性染料的改性难度，且亲水型纳米硅氧化物在水中分散效果好，从而提高与活性染料进行改性反应的效率，另一方面，在对棉纤维纺织品进行染色的过程中，能使改性活性染料被应用于水环境下的染色工艺。
18.进一步的，所述碱剂为碳酸钠、碳酸氢钠、代用碱和碱液中的至少一种。
19.进一步的，所述促染剂为元明粉和/或氯化钠。
20.本发明的另一个目的是提供一种上述改性活性染料的应用方法，所述改性活性染料用于纺织品染色。
21.本发明的另一个目的是提供一种上述改性活性染料的制备方法，包括：
22.按重量分数比称取物料；
23.将活性染料、纳米硅氧化物溶于定量的水中并在搅拌装置内搅拌，得到半成品；
24.将碱剂和促染剂投入半成品中溶解并在搅拌装置内搅拌，得到改性活性染料。
25.本发明的另一个目的是提供一种应用上述改性活性染料的纺织品染色方法，包括：
26.改性活性染料通过滴染法扎染润湿棉纤维纺织物；
27.棉纤维纺织物常温湿润至少24h；
28.制成扎染上色的棉纤维纺织物。
29.与现有技术相比，本发明的一种纺织品染色方法，其应用改性活性染料对棉纤维纺织品进行染色，并通过扎染工艺使改性活性染料固定在棉纤维纺织品上，使生产出的棉纤维纺织产品具有较高的水洗色牢度和高耐日晒牢度，以及使棉纤维纺织产品上的色彩的亮度、色调和饱和度较好。
附图说明
30.图1是改性活性染料的制备过程的流程示意图。
具体实施方式
31.以下结合附图说明本发明的实施方式：
32.本实施例的改性活性染料，其用于纺织品染色。
33.所述改性活性染料，包括活性染料10～15份,纳米硅氧化物1～5份，碱剂20～40份，促染剂55～65份，上述物料按重量份数计算。
34.所述纳米硅氧化物为粒径位于20-40纳米之间的纳米氧化硅、纳米二氧化硅和纳米六氧化二硅中的至少一种。
35.上述纳米硅氧化物化学性能稳定，分子表面的游离羟基丰富，且比表面积相对较大，从而提高对活性染料进行改性的反应效率，以及保证改性效果。
36.所述活性染料为二氯均三嗪型活性染料、一氯均三嗪型活性染料、乙烯砜型活性染料、一氯均三嗪与乙烯砜双活性基活性染料、双一氯均三嗪型活性染料和一氟均三嗪型活性染料中的其中一种。
37.上述活性染料的活性基团较活泼，在较低温度下即可与纳米硅氧化物进行反应，反应条件要求低。
38.所述纳米硅氧化物为亲水型纳米硅氧化物。
39.选用亲水型纳米硅氧化物，一方面，在改性过程中，能以水体作为溶剂，在水环境下进行改性，反应条件亲和，从而降低活性染料的改性难度，且亲水型纳米硅氧化物在水中分散效果好，从而提高与活性染料进行改性反应的效率，另一方面，在对棉纤维纺织品进行染色的过程中，能使改性活性染料被应用于水环境下的染色工艺。
40.所述碱剂为碳酸钠、碳酸氢钠、代用碱和碱液中的至少一种。
41.其中代用碱为ca(oh)2、活性白泥、硅藻土、活性碳、饱和碱溶液的混合物；碱液为碳酸钠和氢氧化钙的混合物，液碱为氢氧化钠和硫化钠的混合物(在实际生产中，所述碱剂可为液碱)。
42.所述促染剂为元明粉和/或氯化钠。
43.参见图1，改性活性染料的制备方法，包括：
44.按重量分数比称取物料；
45.将活性染料、纳米硅氧化物溶于定量的水中并在搅拌装置内搅拌，得到半成品；
46.将碱剂和促染剂投入半成品中溶解并在搅拌装置内搅拌，得到改性活性染料。
47.制备半成品时，在室温条件下，搅拌装置以转速50～100转/分钟搅拌10分钟；将碱剂和促染剂投入半成品后，搅拌装置以转速50～100转/分钟搅拌10分钟。
48.与现有技术相比，本发明的一种改性活性染料，具有以下有益效果：
49.(1)本发明的改性活性染料，利用纳米硅氧化物表面的游离羟基与活性染料上的活性基团发生改性反应，限制活性染料的活性基相互之间的化学成键反应，从而获得改性活性染料；在使用本发明对棉纤维纺织品进行染色的过程中，改性活性染料的活性基团与棉纤维制品的表面基团形成染料
‑‑
纤维共价键，使改性活性染料牢固附着在棉纤维制品上，且纳米硅氧化物与棉纤维制品发生化学反应成膜，从而提升染色的水洗色牢度和耐日晒牢度性能；
50.(2)本发明中使用硅氧化物能降低棉纤维与活性染料之间的斥力，从而使棉纤维表面带上更多的极性基团，一方面，能增多染料在棉纤维表面的吸附量，从而提升棉纤维纺织品的上色深度，另一方面，能协同促染剂的促染能力，提高上色效率(为了降低成本，可在充分利用协同效应的情况下减少促染剂用量以实现相同的上色效率)；
51.(3)本发明中通过选用纳米级别的硅氧化物(尺寸范围在1～100nm的超细纳米级)，利用其良好的对抗紫外线的光学性能和化学稳定性，从而改善活性染料的抗老化、强度和耐化学性能，同时提高活性染料的亮度、色调和饱和度，进而提高活性染料的使用性能，使棉纤维纺织品具有较高的颜色亮度和饱和度；
52.(4)本发明中对活性染料进行改性的过程，反应条件要求低，流程短，且反应效果稳定，反应过程对环境污染较小；
53.(5)碱剂用作固色剂以建立碱性环境，活性染料与棉纤维在碱性条件下反应时，纤维素能形成纤维素负离子，从而能和活性染料上的基团发生亲核取代、加成反应，进而形成染料
‑‑
纤维共价键；促染剂起到提高改性活性染料对棉纤维的上染率、加速上染速率的效果，同时能减少残液中染料含量，从而获得较高染色深度的棉纤维成品。
54.本发明的另一个目的是提供一种应用上述改性活性染料的纺织品染色方法，包括：
55.改性活性染料通过滴染法扎染润湿棉纤维纺织物；
56.棉纤维纺织物常温湿润至少24h；
57.制成扎染上色的棉纤维纺织物。
58.扎染包括润湿织物、扎结织物、扎染上色共3个过程，其中润湿织物为使成衣含有一定的吸湿率，从而使后续上色更均匀；扎结织物为为了做不同的扎染风格而对纺织品进行不同形态的调整；扎染上色为使染料吸附到纺织品上，并使染料在纺织品内扩散并固着。
59.与现有技术相比，本发明的一种纺织品染色方法，其应用改性活性染料对棉纤维纺织品进行染色，并通过扎染工艺使改性活性染料固定在棉纤维纺织品上，使生产出的棉纤维纺织产品具有较高的水洗色牢度和高耐日晒牢度，以及使棉纤维纺织产品上的色彩的亮度、色调和饱和度较好。
60.以下提供若干组实施例以说明本发明的改性活性染料的效果：
61.对照例1
62.二氯均三嗪型活性染料13份、碳酸钠8份、碳酸氢钠8份、元明粉70份；本对照例中的活性染料不进行改性。
63.实施例1
64.二氯均三嗪型活性染料13份、纳米二氧化硅1份、碳酸钠8份、碳酸氢钠8份、元明粉70份。
65.实施例2
66.二氯均三嗪型活性染料13份、纳米二氧化硅2份、碳酸钠13份、碳酸氢钠13份、元明粉59份。
67.实施例3
68.二氯均三嗪型活性染料14份、纳米二氧化硅3份、碳酸钠14份、碳酸氢钠14份、元明粉55份。
69.实施例4
70.二氯均三嗪型活性染料14份、纳米二氧化硅4份、碳酸钠16份、碳酸氢钠16份、元明粉50份。
71.实施例5
72.二氯均三嗪型活性染料13份、纳米二氧化硅5份、碳酸钠13份、碳酸氢钠13份、元明粉56份。
73.实施例6
74.二氯均三嗪型活性染料14份、纳米氧化硅4份、碳酸钠16份、碳酸氢钠16份、元明粉50份。
75.实施例7
76.二氯均三嗪型活性染料13份、纳米氧化硅5份、碳酸钠13份、碳酸氢钠13份、元明粉56份。
77.实施例8
78.二氯均三嗪型活性染料14份、纳米六氧化二硅4份、碳酸钠16份、碳酸氢钠16份、元明粉50份。
79.实施例9
80.二氯均三嗪型活性染料14份、纳米六氧化二硅4份、碳酸钠16份、碳酸氢钠16份、元明粉50份。
81.实施例10
82.二氯均三嗪型活性染料13份、纳米六氧化二硅5份、碳酸钠13份、碳酸氢钠13份、元明粉56份。
83.牢度性能测试数据
[0084][0085]
上述测试以国标作为标准，其中耐水洗牢度分为1-5级，耐日晒牢度分为1-8级。
[0086]
结论：通过对比序号0至4可知，活性染料的的耐日晒牢度和耐日晒牢度均有提升；通过对比序号1至10可知，超过序号4的用量后，耐日晒牢度和耐日晒牢度的性能逐渐趋于饱和，后续无明显提升；经过对比上述数据可知，本发明的改性活性染料的最佳配比(按重量分数)为二氯均三嗪型活性染料14份、纳米硅氧化物4份、碳酸钠16份、碳酸氢钠16份和元明粉50份。
[0087]
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

技术特征：
1.改性活性染料，其特征在于，包括：活性染料，10～15份；纳米硅氧化物，1～5份；碱剂，20～40份；促染剂，55～65份；上述物料按重量份数计算。2.根据权利要求1所述的改性活性染料，其特征在于，所述活性染料为二氯均三嗪型活性染料、一氯均三嗪型活性染料、乙烯砜型活性染料、一氯均三嗪与乙烯砜双活性基活性染料、双一氯均三嗪型活性染料和一氟均三嗪型活性染料中的其中一种。3.根据权利要求1所述的改性活性染料，其特征在于，所述纳米硅氧化物为粒径位于20-40纳米之间的纳米氧化硅、纳米二氧化硅和纳米六氧化二硅中的至少一种。4.根据权利要求3所述的改性活性染料，其特征在于，所述纳米硅氧化物为亲水型纳米硅氧化物。5.根据权利要求1所述的改性活性染料，其特征在于，所述碱剂为碳酸钠、碳酸氢钠、代用碱和碱液中的至少一种。6.根据权利要求1所述的改性活性染料，其特征在于，所述促染剂为元明粉和/或氯化钠。7.权利要求1至6任一项所述的改性活性染料的应用方法，其特征在于，所述改性活性染料用于纺织品染色。8.权利要求1至6任一项所述的改性活性染料的制备方法，其特征在于，包括：按重量分数比称取物料；将活性染料、纳米硅氧化物溶于定量的水中并在搅拌装置内搅拌，得到半成品；将碱剂和促染剂投入半成品中溶解并在搅拌装置内搅拌，得到改性活性染料。9.一种应用权利要求1至6任一项所述的改性活性染料的纺织品染色方法，其特征在于，包括：改性活性染料通过滴染法扎染润湿棉纤维纺织物；棉纤维纺织物常温湿润至少24h；制成扎染上色的棉纤维纺织物。

技术总结
本发明提供一种改性活性染料，包括活性染料10～15份，纳米硅氧化物1～5份，碱剂20～40份，促染剂55～65份，上述物料按重量份数计算；本发明提供一种应用上述改性活性染料的纺织品染色方法。与现有技术相比，本发明的一种改性活性染料，利用纳米硅氧化物对活性染料进行改性，从而改善扎染至棉纤维纺织品上的染料的耐水洗牢度和耐日晒牢度较差的问题；本发明的纺织品染色方法，其应用改性活性染料对棉纤维纺织品进行染色，并通过扎染工艺使改性活性染料固定在棉纤维纺织品上。料固定在棉纤维纺织品上。料固定在棉纤维纺织品上。


技术研发人员：艾敏 贺升 周海威 李梅
受保护的技术使用者：湖南肆玖科技有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/7/19