CN102965977A - 双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于，包括如下步骤：将被染物放入按浴比1∶8～1∶30的染浴中，加入电解质10～80g/L，运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L，运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入双一氯均三嗪型活性染料运行3～5分钟；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；降温排液，染色结束。利用本发明方法可实现双一氯均三嗪活性染料能与分散染料同浴，对涤/棉混纺织物进行高温一浴法染色。从而显著缩短涤棉织物染色生产流程，提高生产效率，并大大减少能源消耗，同时减少污水排放，适应低炭、环保、高效、生态的染整加工方向。

Description

双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法

技术领域：

本发明涉及一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，应用于涤棉织物的活性染料与分散染料高温一浴法染色技术领域。

背景技术：

活性染料被应用在高温（130℃）下进行染色，其主要目的是为了与分散染料同浴进行多组分纤维的染色。含纤维素、聚酯、聚酰胺、氨纶、蚕丝，甚至羊毛的多组分纤维纺织品，均能使用分散和活性染料进行染色，但这些多组分纤维纺织品现有的染色工艺非常复杂，不仅存在许多技术问题，还存在许多生态问题。尤其多组分纤维混纺织物中数量最多的纤维素/聚酯混纺织物。

为保证染色质量，长期以来采用的是所谓二浴法的染色工艺，即先在高温（130℃）用分散染料染聚酯纤维，还原清洗后，再在常温（100℃以下）下用活性染料染纤维素纤维。该工艺虽然能获得较好的染色效果，但因为工序繁杂，湿加工耗时长，生产效率低，水、电、汽消耗大，污水排放量大等原因，不符合环保以及节能降耗的需求，在当前原材料、能源、资源和环境日益紧张的情况下，急需开发新的、高效短流程的、低碳、经济、环保的纤维素/聚酯类混纺织物的染整加工技术。

目前，高温一浴一步法染色方法被开发应用，但分散/活性染料的高温一浴一步法染色方法并不能适用于纤维素/聚酯混纺织物如涤棉织物等。阻碍其实现的首要难题，就是活性染料的高温染色问题。因分散／活性一浴一步法染色工艺中分散染料高温（130℃）染色的需要，活性染料也必须经受130℃的高温。但活性染料易水解，且在碱性条件下，随着染色温度升高，染料的水解反应速率将成倍的增加。水解的染料因失去反应活性而难以与纤维素发生固着反应，且已与纤维结合的活性染料，其染料—纤维结合键在130℃的高温碱性条件下，水解断键程度也会大大增加，因此高温下活性染料不但难以达到低温时的高得色量，而且水解的染料沾附在织物表面会造成大量布面浮色导致织物难以洗净，同时水解染料随废液排放导致污水处理难度也增大。因此，绝大部分活性染料均在低温（100℃以下）下进行染色，也就不能和分散染料同浴。

本发明旨在通过对染料的选择，以及影响纤维素/聚酯混纺织物的分散/活性染料高温一浴一步法染色方法的因素进行研究，探寻一种高效短流程的纤维素/聚酯混纺织物高温一浴一步法染色方法，实现纤维素/聚酯混纺织物染色工艺在染色效果和工艺能耗及环保性等方面均具有良好的效果。

发明内容：

本发明的目的是提供一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，该染色方法实现了涤棉织物的分散/活性染料高温一浴一步法染色，具有高效短流程、环保性的优点。

本发明采取的技术方案如下：

一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于，包括如下步骤：将被染物放入按浴比1:8～1:30的染浴中,加入电解质10～80g/L,运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L,运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入双一氯均三嗪型活性染料运行3～5分钟；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；最后降温至70℃以下，染色完毕。

进一步的设置在于：

染色用的双一氯均三嗪型活性染料，可选择市售的KE、HE、DE、SE等类型国产和进***性染料。

所述电解质为无水氯化钠或无水硫酸钠；

所述混合碱优选为强碱弱酸盐碳酸氢钠和有机季铵碱四乙基氢氧化铵的混合物；其中：四乙基氢氧化铵与碳酸氢钠的质量比优选为1:2～3:1，所说四乙基氢氧化铵优选采用质量分数为25%的水溶液。

进一步的设置在于：

还包括前处理，前处理步骤如下：将被染物放入浴比为1:8～1:30染浴中，室温运转3～5分钟，加入精炼剂0.5～2g/L、1～3g/L烧碱或纯碱、3～5g/L双氧水（质量分数30%），升温至80～100℃保温15～60分钟，然后排液、清水洗、除氧、过酸待染。

前处理中：

所述的精炼剂为非离子型表面活性剂。可选择市售的商品精炼剂，如嘉禾化工EX-108高效精炼剂，海安石油化工厂高效精炼剂XY-1等。

所述除氧为利用除氧酶去除布面残留的双氧水。除氧步骤为：常温加入0.5～1.5g/L除氧酶，运转5～10min即可，除氧酶优选为Terminox Supreme过氧化氢酶，由诺维信（中国）投资有限公司生产。

所述过酸是加入酸剂，使布面呈现弱酸性。过酸步骤如下：常温加入0.2～0.5g/L酸剂，运转5～10min，所述酸剂优选为醋酸。

进一步的设置在于：染色完毕后进行后处理，后处理步骤如下：染色完毕后排液，按浴比1:8～1:30进水，加入净洗剂1～2g/L，升温至85～95℃，运转10～30分钟；排液，40～60℃热水清洗，加入0.5～1.0g/L醋酸中和，烘干即得染色产品。

净洗剂为浙江传化股份有限公司的净洗剂209。

一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：

（1）前处理：将被染物放入按浴比1:8～1:30配制的染浴中，室温运转3～5分钟，加入0.5～1.0g/L精炼剂、1～2g/L烧碱或3g/L纯碱，最后加入3～5g/L的质量分数30%双氧水，升温至80～95℃运转15～45分钟，然后洗净，加入除氧酶0.5～1.0g/L，最后加入0.5～1.0g/L醋酸，排液后注入清水至浴比1:8～1:30；

（2）染色：在上述染浴中加入电解质20～80g/L,运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L,运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入双一氯均三嗪型活性染料运行3～5分钟；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；最后降温至70℃以下，染色完毕；

（3）后处理：染色完毕后排液，按浴比1:8～1:30进水，加入净洗剂209，升温至85～95℃，运转15～20分钟；排液，40～60℃热水清洗，加入0.5～1.0g/L醋酸中和，烘干即得染色产品。

根据本发明的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，可以实现双一氯均三嗪活性染料能与分散染料同浴，对涤/棉混纺织物进行高温一浴法染色，具体包括如下步骤：将涤棉织物放入按浴比1:8～1:30的染浴中,加入电解质10～80g/L,运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L,运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入双一氯均三嗪型活性染料，同时加入分散染料，运行3～5分钟；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；降温排液，染色结束。

更进一步地：

一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，采用双一氯均三嗪活性染料能与分散染料同浴，对涤/棉混纺织物进行高温一浴法染色，包括如下步骤：

染色：将500公斤T/C混纺针织布放入按浴比1：10配制的染浴中，染浴温度为40℃，运转3-5分钟；加入200公斤无水硫酸钠，运转3-5分钟；加入混合碱100公斤，运转3-5分钟，最后加入双一氯均三嗪活性染料黄1.25公斤、双一氯均三嗪活性染料红0.25公斤、双一氯均三嗪活性染料蓝0.775公斤，同时加入分散黄0.6公斤、分散红0.255公斤、分散蓝1.61公斤，运转3-5分钟，按1℃/min升温速率升温至130℃运转30分钟，降温至70℃以下、排液，染色结束；

后处理：先50℃温水洗涤一道，排液进水后加入净洗剂5公斤，按2℃/分升温至95℃运转15分钟，降温排液，冷水再洗一道，排液出缸，脱水烘干即得成品。

本发明的原理和有益效果如下：

1、本发明通过对不同类型活性染料高温碱性条件下的染色性进行比对后，发现具有两个相同活性基的双一氯均三嗪活性染料在涤棉混纺织物高温一浴一步法染色方法中，具有突出的优点。

首先，两个活性基的存在使染料与纤维结合的几率增加（染色时一个活性基水解了，另一个活性基仍与纤维素存在反应能力）。另外具有两个活性基的染料母体，分子量较大，对纤维的直接性也较大，不致因高温而过多的影响染料对纤维的吸附。但也不像双烟酸均三嗪活性染料，因分子量过大以及正电性的烟酸基与纤维素负离子形成离子键而难于匀染及染深。

其次，双一氯均三嗪活性染料色谱齐全，价格便宜，在工业化生产中具有较强优势。

再次，双一氯均三嗪活性染料目前应用于高温染色时还存在一些问题：如染料在高温下的直接性变差，因高温碱性所致的染料水解和降解加剧，及染料——纤维键的断键增加，导致染料的得色量降低等，因此，将双一氯均三嗪活性染料，应用于高温低碱染色，还需要配合工艺的优化，才能够彻底解决上述缺陷。

2、申请人根据双一氯均三嗪活性染料在高温低碱环境下不易水解，及与纤维的结合键在高温低碱条件下不易断键的特点，以高温缓释型有机混合碱作为固色碱剂，在弱碱性条件下固色。染色时随温度的升高染浴的碱浓度和pH值缓慢有序降低，使活性染料的高温水解及还原分解得到有效控制，从而获得与常规染色工艺（70～80℃，pH11左右）相近的得色量，解决了双一氯均三嗪活性染料应用于高温低碱染色的难题。

3、本方法通过：（1）染色开始时，常温下先进布运转3～5分钟，加入盐和混合碱运转3～5分钟，加入活性染料运转3～5分钟，然后升温至130℃保温染色30～45分钟，最后降温至70℃以下。（2）染色完毕后，织物用冷水洗、皂洗、冷水洗、烘干。可得到比常规染色工艺更高的重现性和更好的匀染性，尤其利用该方法，可以实现双一氯均三嗪活性染料能与分散染料同浴，对涤/棉混纺织物进行高温一浴法染色。从而显著缩短涤棉织物染色生产流程，提高生产效率，并大大减少能源消耗，同时减少污水排放，适应低炭、环保、高效、生态的染整加工方向。

以下通过具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

实施例1：纯棉织物的染色应用。

本实施例以纯棉织物为应用对象，主要是因为，纯棉织物的染色应用及效果检测，可以更方便、以及详细准确的评价本发明的染色效果，将本实施例应用于其他纤维素/聚酯类混纺纤维及织物如涤棉等，亦可获得相同效果。

一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，应用于纯棉织物染色，包括如下步骤：

（1）前处理：将纯棉织物放入按浴比1:8～1:30配制的染浴中，室温运转3～5分钟，加入0.5～1.0g/L精炼剂和烧碱1～2g/L（或3g/L纯碱），最后加入3～5g/L的质量分数30%双氧水，升温至80～95℃运转15～45分钟，然后采用常规方法洗净，加入除氧酶0.5～1.0g/L除去多余的双氧水，最后加入0.5～1.0g/L醋酸中和布面残余的碱，排液后注入清水至上述浴比。

（2）染色：在上述染浴中加入电解质20～80g/L,运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L,运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入活性染料运行3～5分钟以使染料均匀溶解；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；最后降温至70℃以下，染色完毕。

（3）后处理：排液，按上述浴比进水，加入净洗剂2091～2g/L，升温至85～95℃，运转15～20分钟；排液，40～60℃热水清洗，加入0.5～1.0g/L醋酸中和布面，烘干即得染色产品。

注：

步骤1的精炼剂为市售商品精炼剂，如嘉禾化工EX-108高效精炼剂，海安石油化工厂高效精炼剂XY-1等。

步骤1的除氧酶为一种活性酶制剂商品：Terminox Supreme过氧化氢酶，由诺维信（中国）投资有限公司生产。

步骤2染色用的活性染料为双一氯均三嗪活性染料，如国产KE型、KD型活性染料。

步骤2的电解质为无水氯化钠或无水硫酸钠；

步骤2的混合碱为强碱弱酸盐碳酸氢钠和有机季铵碱四乙基氢氧化铵的混合物，四乙基氢氧化铵与碳酸氢钠的质量比为1:2～3:1；

步骤3的净洗剂为浙江传化股份有限公司的净洗剂209。

效果对比：

根据实施例1所述工艺步骤：调整染色工艺选择染料为对碱及温度均较敏感的双一氯均三嗪活性染料活性红KE-3B，染料用量1%o.w.f，无水硫酸钠60g/L，混合碱20g/L。然后与常规染色工艺分别对纯棉针织物进行染色，分别检测染色效果如表1-表5所示。

对比例：常规染色工艺

40℃时加入织物、盐、碱及染料，以2℃/min升温速率升温至90℃，在90℃保温染色60min。所用盐、碱及染料均现有或市售产品。

表1常规染色工艺和本发明工艺的染色效果对比

注：上染率和固色率按残液法测试，染料的光密度数据由UV-2450紫外可见分光光度计测试。织物的K/S值在Datacolor600型测色配色***上测试，相对得色量的计算以常规工艺所染K/S值为标准。即：

相对得色量=（K/S）_i/（K/S）₀

（K/S）_i——常规工艺染色试样的K/S值

（K/S）₀——本工艺染色试样的K/S值。

表2、常规染色工艺和本工艺的匀染性对比

注：染料的匀染性测试：测定各个试样上任意8个点的K/S值，然后按式（1）算出8点的K/S平均值，并按式（2）计算各点K/S值对平均值的相对偏差Sr(x)，用以表示织物染色后颜色的相对不匀率。

$\left(\stackrel{\‾}{K/S}\right)=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(K/S)}_i$

式(1)。

$\mathrm{Sr}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{[\frac{{(K/S)}_i}{\left(\stackrel{\‾}{K/S}\right)}-1]}^2}{n-1}}$

式(2)。

表3、常规染色工艺和本发明工艺的染料提升力（不同染料用量下织物的K/S值）对比。

注：不同染料用量下织物的K/S值在Datacolor600型织物测色配色仪上进行测试，织物折成四折，取正面进行测试，每块织物测8次，取平均值。

表4、活性红KE-3B染料皂洗后布面浮色率对比。

注：浮色率测试：不同染料对纯棉针织物均按其各自的最佳工艺进行染色，染料用量取1%o.w.f，染色后取出织物，先冷水洗，然后皂洗（净洗剂209：2g/L，95℃×20min），再冷水洗，直至洗液无颜色，所有残液合并测试固色率。织物挤干水分用DMF:水=1:1的混合溶液于80℃萃取织物上未洗除染料3～4次，每次15min，直至萃取液无颜色。所有萃取液合并，测试吸光度，并计算萃取液中染料相对于已固着染料的浮色率。

表5、根据实施例1的染色工艺，分别测试活性红KE-3B在混合碱及碳酸钠作用下的高温染色（阶段取样）效果。

由表1-表5可以看出：本发明的双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，在高温低碱条件下，由于温度升高的补偿，活性染料的反应性并未因pH降低而减弱，活性染料的固色时间也未延长，反而因温度的升高可使活性染料遵循分散染料的升温曲线，彻底解决了分散/活性染料同浴染色活性染料的高温水解及断键问题，使染料的相对得色量可以达到常规染色时的90%以上，这在活性染料的高温染色中可以说是一个突破性的进展。同时，因高温下染料分子热运动的加剧，布面的浮色也相对较少，易于净洗，减少了污水排放，整个一浴一步法工艺的生产流程大大缩短，极大提高了生产效率，节能降耗，符合低碳绿色生产的政策；另外，活性染料的高温染色提高了布面的匀染性，颜色的重现性和饱满性，特别是敏感色（灰色，咖啡等中间色），能做到极高的一次成功率，符合高效率高质量的生产目标。

实施例2：

将500公斤32S纯棉针织物放入按浴比1:10配制的染浴中,运转3-5分钟,加入300公斤无水硫酸钠,运转3-5分钟,加入液体混合碱（碳酸氢钠和四乙基氢氧化铵）100KG运转3-5分钟，最后加入双一氯均三嗪金黄4公斤、双一氯均三嗪深蓝5公斤、双一氯均三嗪红0.5公斤，运转3-5分钟，按1℃/min升温速率升温至130℃运转30分钟，降温排液，染色结束。

后处理：先50℃温水洗涤一道，排液进水后加入净洗剂209 5公斤，按2℃/分升温至95℃运转15分钟，降温排液，冷水再洗一道，排液出缸，脱水烘干即得成品。

对烘干的产品采用GB/T 3920-1997 GB/T 3921.1-1997的标准进行织物色牢度测试，其结果如表6所示：

表6、纯棉针织物染色的摩擦牢度和耐洗牢度测试。

注:六纤维是指按水洗标准GB/T 3921.1-1997规定的测试底布。

实施例3：涤棉混纺织物的活性染料与分散染料同浴染色应用。

将500公斤35/65涤棉混纺针织布放入按浴比1：10配制的染浴中，此时染浴的温度为40℃左右，运转3-5分钟；加入200公斤无水硫酸钠，运转3-5分钟；加入液体混合碱100公斤运转3-5分钟，最后加入双一氯均三嗪活性染料黄1.25公斤、双一氯均三嗪活性染料红0.25公斤、双一氯均三嗪活性染料蓝0.775公斤，同时加入分散黄0.6公斤、分散红0.255公斤、分散蓝1.61公斤，运转3-5分钟，按1℃/min升温速率升温至130℃运转30分钟，降温至70℃以下排液，染色结束。

后处理：先50℃温水洗涤一道，排液进水后加入净洗剂209 5公斤，按2℃/分升温至95℃运转15分钟，降温排液，冷水再洗一道，排液出缸，脱水烘干即得成品。

对烘干的产品采用GB/T 3920-1997 GB/T 3921.1-1997的标准进行织物色牢度测试，其结果如表7所示。

表7、混纺织物染色的摩擦牢度和耐洗牢度测试。

注:六纤维是指按水洗标准GB/T 3921.1-1997规定的测试底布。

Claims (10)

1.一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于，包括如下步骤：将被染物放入按浴比1:8～1:30的染浴中,加入电解质10～80g/L,运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L,运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入双一氯均三嗪型活性染料运行3～5分钟；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；降温排液，染色结束。

2.根据权利要求1所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：还包括前处理，前处理步骤如下：将被染物放入浴比为1:8～1:30染浴中，室温运转3～5分钟，加入精炼剂0.5～2g/L、1～3g/L烧碱或纯碱、3～5g/L双氧水，升温至80～100℃保温15～60分钟，然后排液、清水洗、除氧、过酸待染。

3.根据权利要求1所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：染色完毕后进行后处理，后处理步骤如下：染色完毕后排液，按浴比1:8～1:30进水，加入净洗剂1～2g/L，升温至85～95℃，运转10～30分钟；排液，40～60℃热水清洗，加入0.5～1.0g/L醋酸中和，烘干即得染色产品。

4.根据权利要求1所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：

（1）前处理：将被染物放入按浴比1:8～1:30配制的染浴中，室温运转3～5分钟，加入0.5～1.0g/L精炼剂、1～2g/L烧碱或3g/L纯碱，最后加入3～5g/L的质量分数30%双氧水，升温至80～95℃运转15～45分钟，然后洗净，加入除氧酶0.5～1.0g/L，最后加入0.5～1.0g/L醋酸，排液后注入清水至浴比1:8～1:30；

（2）染色：在上述染浴中加入电解质20～80g/L,运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L,运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入双一氯均三嗪型活性染料运行3～5分钟；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；最后降温至70℃以下，染色完毕；

（3）后处理：染色完毕后排液，按浴比1:8～1:30进水，加入净洗剂209，升温至85～95℃，运转15～20分钟；排液，40～60℃热水清洗，加入0.5～1.0g/L醋酸中和，烘干即得染色产品。

5.根据权利要求2或4所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：所述除氧采用常温加入0.5～1.5g/L除氧酶，运转5～10min；除氧酶采用诺维信（中国）投资有限公司生产的Terminox Supreme过氧化氢酶。

6.根据权利要求2或4所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：所述过酸是指常温加入0.2～0.5g/L醋酸，运转5～10min。

7.一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于，包括如下步骤：将涤棉混纺纤维及织物放入按浴比1:8～1:30的染浴中,加入电解质10～80g/L,运转3～5分钟；加入混合碱10～20g/L,运行3～5分钟，调节初始染浴pH值为9～10；加入双一氯均三嗪型活性染料，同时加入分散染料，运行3～5分钟；再以1～3℃/分钟速率升温至130℃，保温染色30～45分钟；降温排液，染色结束。

8.根据权利要求7所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于，包括如下步骤：

染色：将500公斤涤棉混纺针织布放入按浴比1：10配制的染浴中，染浴温度为40℃，运转3-5分钟；加入200公斤无水硫酸钠，运转3-5分钟；加入混合碱100公斤，运转3-5分钟，最后加入双一氯均三嗪活性染料黄1.25公斤、双一氯均三嗪活性染料红0.25公斤、双一氯均三嗪活性染料蓝0.775公斤，同时加入分散黄0.6公斤、分散红0.255公斤、分散蓝1.61公斤，运转3-5分钟，按1℃/min升温速率升温至130℃运转30分钟，降温至70℃以下、排液，染色结束；

后处理：先50℃温水洗涤一道，排液进水后加入净洗剂5公斤，按2℃/分升温至95℃运转15分钟，降温排液，冷水再洗一道，排液出缸，脱水烘干即得成品。

9.根据权利要求1或4或7所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：电解质为无水氯化钠或无水硫酸钠。

10.根据权利要求1或4或7所述的一种双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法，其特征在于：混合碱为碳酸氢钠和四乙基氢氧化铵的混合物；四乙基氢氧化铵与碳酸氢钠的质量比为1:2～3:1。