CN105350345A - 活性染料的离子液体染色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用离子液体的活性染料染色方法，包括季胺盐离子液体的合成，活性染料的醇/水混合溶剂染色和离子液体的回收等步骤。季胺盐离子液体采用羟基羧酸与胺类在醇类溶剂通过中和反应制备。得到离子液体溶液经稀释后用于一卤均三嗪型活性染料的溶剂染色。在较低温度下进行浸染，获得较高的上染率和固色率。染色溶液的废液冷却至室温，其中的离子液体分层析出，分液回收离子液体。

Description

活性染料的离子液体染色方法
技术领域
本发明属活性染料染色领域，特别是涉及一种使用离子液体的活性染料染色方法。
背景技术
活性染料具有色泽鲜艳，色谱齐全，应用方便，牢度优良的特点，且可以与多种纤维形成共价键结合，因而成为纤维素纤维染色的重要染料。然而随着活性染料应用实践的发展，活性染料染色的缺点逐渐暴露，其中最突出的问题是上染率和固色率低，染料的利用率不高，在传统的染色工艺中，为了提高染料色上染率和固色率，需要加入大量无机盐促染，根据染料的结构和染色织物性质的不同，盐的用量范围为30-150g/L，造成废水中的无机盐浓度高达100000mg/kg以上，大大地增加了治理活性染料染色废水的难度。
因此，实现低盐和无盐染色是人们一直关心的问题，对此国内外学者作了大量的研究工作。研究者围绕染料结构改进、纤维素纤维的阳离子化改性、交联染色技术及代用盐的使用展开研究。
对活性染料的结构进行改进，主要从组合不同反应活性基、提高染料分子结构的平面性、减少活性染料磺酸基的数目、活性染料阳离子化改性，提高染料的竭染率。这类活性染料通常具有很高的直接性和活性，染色过程无机盐用量显著减少，但容易发生染色不均和色牢度下降的现象。几十年的研究证明活性染料结构改进可以适当减少染色过程中盐的用量，但无法实现活性染料的无盐染色。对纤维素纤维进行阳离子化改性，使纤维素纤维带有永久阳离子电荷，提高纤维与活性染料的亲和力，在染色过程中减少甚至不使用无机盐，从而大大地降低染色废水的排放。但是改性纤维素纤维的晶型和强度等性能也会随之改变，且改性试剂多为一些胺类物质，改性剂本身对环境造成影响。纤维阳离子改性的方法虽效果显著，但其成本高、重现性差、易色花、明显降低织物色牢度等缺点也是不容忽视，使其在生产实践中难以大规模推广。新型染色交联剂在染色过程与染料和纤维同时形成交联共价键，以此来提高染料的上染率和染色纤维的染色牢度。传统使用的交联剂是含有甲醛类化合物，近年来人们已经合成了一系列非醛交联剂，其分子结构中含有反应性或活性基团，主要有N，N-亚甲基二丙烯酰胺、环氧类化合物、活性乙烯基化合物、多异氰酸酯类，三聚氯氰及其衍生物等，但交联剂的存在会导致染色织物的色光会发生改变。合理设计和控制染色工艺实现低盐和无盐染色，染色过程中染料的直接性与染色温度和浴比有关。染色温度越低，染料直接性越高，需要盐用量也就越少。浴比越小，染料直接性越高，盐用量也越少。目前已工业化的活性染料连续轧染的Econtrol工艺具有节能、环保、无盐、低化学品用量的现代化染色技术，但是工艺控制过程难度较大，对染料和助剂等也有较高的要求，部分工艺还需要开发新的设备，导致推广困难。
染色时用有机羧酸盐代替传统的食盐或元明粉，这些化合物大多数仍然是盐类，故称作“代用盐”。有机羧酸盐在环境中能够生物降解，是环境友好型助剂，有机盐过高的促染作用使染色过程不易控制，染色匀染性较差，染色织物上易出现色差。同时有机羧酸盐的用量明显高于无机盐，价格也比无机盐昂贵得多。有机羧酸盐与传统的无机盐一样为固体粉末，在染色过程中向溶液中加入，需要一定溶解时间，且溶解不均匀会导致染色疵点的产生。
活性染料染色是在水中进行的，水作为染色介质具有溶解染料、溶胀纤维、溶解碱剂和电解质等添，但水分子是一种较强亲核性物质，会使活性染料水解、降低固色效率和色牢度，同时造成染色废水中含有大量水解染料，污水的处理成本增加。使用有机溶剂作为染色介质，不仅可以减少染色过程中电解质等助剂的用量，还可以达到少水或无水的染色条件，有机溶剂可以回收，对环境的污染可以显著降低。
发明内容
本发明针对有机羧酸盐作为代用盐使用量较高，成本昂贵问题，采用温度敏感型离子液体替代，该离子液体在温度降低至室温时可以从染色体系中分层析出，进而回收重复利用，实现活性染料代用盐的低成本染色过程。
利用离子液体在溶液中电离产生体积较大的阳离子基团，一方面可以与染料的磺酸根离子作用形成电中性的染料，减小染料在染液的电离程度，减弱染料与纤维间的静电斥力作用，使染色过程不再依赖无机盐，实现不含无机盐的染色工艺。另一方面有机阳离子可渗透到纤维里与纤维素阴离子发生反应，使纤维素纤维阳离子化，有利于纤维对染料的吸附，提高染料的利用率。
实施该发明的技术方案包括以下部分：
(1)离子液体的合成，合成的离子液体结构如式1所示。
式中m＝1-3；n＝1-3；R1含有0-2个碳原子的羟基烷基；R2，R3和R4为含有1-2个碳原子的羟基烷基，R2，R3和R4的结构可以相同，也可以不同。合成过程如下，在四口烧瓶中加入醇类极性溶剂和适量胺类反应物，搅拌溶解。将多元羟基羧酸加入适量极性溶剂溶解，通过恒压滴液漏斗缓慢加入到四口烧瓶中，回流温度下反应10-36h，停止搅拌，得淡黄色粘稠离子液体溶液。
(2)将离子液体溶液用合成过程所用同种醇/水的混合溶液进行稀释，加入所需浓度的一卤均三嗪型活性染料，升温至30-40℃，溶解染料，配置染色溶液。固色溶液为醇/水的混合体系中加入5-10g/L碳酸钠溶液形成。
(3)活性染料的离子液体染色
将经过退煮漂处理的棉织物浸入染色溶液于60℃染色30-50min，取出织物并部分去除染色溶液，控制织物的带液量为30-50％。将织物加入固色溶液中，于90℃固色50-60min，取出织物经过水洗两次、皂洗、水洗过程，完成棉织物的染色。
(4)离子液体的回收
将染色溶液的废液降低温度至室温(低于25℃)，离子液体能够从染色溶液中分层析出，经分液可以回收离子液体。回收后的离子液体用溶剂经在30-40℃洗涤，去除残留的染料可以二次使用。回收的离子液体用于同种染料的二次染色可以不经洗涤直接使用。分离的残余溶剂，经过减压蒸馏可以回收。
上述溶剂为能够与水互溶的乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇中的一种或两种。
上述离子液体染色溶液中含有离子液体浓度为5-15g/L；溶液中水的重量含量为5-20％。
上述固色溶液中水的重量含量为5-20％。
本发明所确定的活性染料的离子液体染色方法具有以下优点：
(1)染色采用离子液体替代无机盐进行染色过程，离子液体也能够增加染料在纤维上的吸附与扩散，提高染料对纤维的直接性和透染性，降低一卤均三嗪型活性染料的染色温度。所采用的离子液体在溶剂中的溶解具有温敏作用，染色溶液降低至室温后能够从染色废液中分层析出，经过简单分离洗涤，即可回收重复利用，从而降低了代用盐的使用成本。
(2)染色过程采用醇/水混合体体系，大大减少了染色过程中水的消耗，从而减少了染色废水的排放，显著降低了染色对环境的污染。
具体实施方式
实施例1
在250mL三口烧瓶中加入0.3mol三乙醇胺的乙醇溶液，快速搅拌下用滴液漏斗缓慢逐滴加入0.1mol的柠檬酸乙醇溶液，控制滴加过程约为30-60min，滴加完毕后升温至回流状态下反应12-18小时。反应结束后，降温至室温，停止搅拌。
上述溶液降温至50℃，加入65g水和265g乙醇，配成染色溶剂，备用。取部分稀释后的离子液体溶液(染色浴比1∶10)，升温至40℃，加入活性艳橙K-7R，用量为2％(质量百分数，对棉纤维重)，配置染色溶液。将棉织物加入染色液中，以2℃/min的升温速度，升至60℃，恒温染色40min，染色结束后取出棉织物，取出部分液体使织物带液量为30-40％。将织物加入10g/L碳酸钠固色溶液中，固色液中乙醇/水比例为8∶2，以3℃/min升温至90℃，恒温固色时间50min。固色结束后棉织物经过水洗两次，皂洗(95℃，皂片为3g/L，)10min，水洗后晾干。染料的上染率可达92％，固色率为82％。
实施例2
在250mL三口烧瓶中加入0.3mol三乙醇胺的乙醇溶液，快速搅拌下用滴液漏斗缓慢逐滴加入0.1mol的L-苹果酸乙醇溶液，控制滴加过程约为30-60min，滴加过程中溶液由无色透明变为淡黄色澄清溶液。升温至回流状态下反应24小时。反应结束后，降温至室温，停止搅拌，分液得到淡黄色粘稠状液体。放入真空干燥烘箱，50℃下干燥48小时。
乙醇/水混合溶液(质量比9∶1)中加入合成的离子液体(浓度为10g/L)，升温为40℃，离子液体溶解。向其中加入活性蓝K-BR，用量为4％(质量百分数，对棉纤维重)，配置染色溶液。将棉织物加入染色液中，以2℃/min的升温速度，升至60℃，恒温染色40min，染色结束后取出棉织物，取出部分液体使织物带液量为30-40％。将织物加入10g/L碳酸钠固色溶液中，固色液中乙醇/水比例为8∶2，以3℃/min升温至90℃，恒温固色时间50min。固色结束后棉织物经过水洗两次，皂洗(95℃，皂片为3g/L，)10min，水洗后晾干。染料的上染率可达88％，固色率为79％。
实施例3
将实施例1中的染色溶液废液冷却至室温，离子液体分层析出，分液分离出离子液体，直接用于活性艳橙K-7R的二次染色过程中。
乙醇/水混合溶液(质量比9∶1)中加入合成的离子液体(浓度为12g/L)，升温为40℃，离子液体溶解。活性艳橙K-7R用量为2％(质量百分数，对棉纤维重)，配置染色溶液。将棉织物加入染色液中，以2℃/min的升温速度，升至60℃，恒温染色40min，染色结束后取出棉织物，取出部分液体使织物带液量为30-40％。将织物加入10g/L碳酸钠固色溶液中，固色液中乙醇/水比例为8∶2，以3℃/min升温至90℃，恒温固色时间50min。固色结束后棉织物经过水洗两次，皂洗(95℃，皂片为3g/L，)10min，水洗后晾干。染料的上染率可达93％，固色率为84％。

Claims (2)

1.一种活性染料的离子液体染色方法，包括一卤均三嗪型活性染料和染色助剂，其特征在于一卤均三嗪型活性染料和离子液体溶解于醇/水混合溶剂中，上染棉织物，其中离子液体具有式(1)所示结构
式中m＝1-3；n＝1-3；R1含有0-2个碳原子的羟基烷基；R2，R3和R4为含有1-2个碳原子的羟基烷基，R2，R3和R4的结构可以相同，也可以不同；
染色工序步骤包括(1)根据染色要求将染料与离子液体溶解于醇/水混合溶剂中，溶解温度为30-40℃，离子液体浓度为5-15g/L；(2)棉织物加入到染色溶液中，60℃保温染色30-50min，取出织物并部分去除染色溶液，将织物加入含有5-10g/L碳酸钠的醇/水混合固色溶液中，90℃固色50-60min；(3)取出织物水洗两次、皂洗、水洗，完成棉织物的染色。
2.根据权利要求1所述的活性染料的离子液体染色方法，其特征在于：所述染色溶液的废液降低温度低于25℃，离子液体能够从染色溶液中分层析出，经分液可以回收离子液体。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107541966A (zh) * 2017-10-17 2018-01-05 昆山凯洲环保科技有限公司 一种纺织物染料及其制备方法与无水染色方法
CN109868664A (zh) * 2019-02-20 2019-06-11 晋江市维丰织造漂染有限公司 仿麂皮面料的制备方法
CN110219184A (zh) * 2019-06-06 2019-09-10 武汉纺织大学 一种未煮漂棉纤维的无盐冷轧堆染色方法
CN113529435A (zh) * 2021-02-04 2021-10-22 浙江金昌特种纸股份有限公司 一种基于特种染料的紫色游龙丝的制备方法
CN113550156A (zh) * 2021-02-04 2021-10-26 浙江金昌特种纸股份有限公司 一种染料染色的棕色游龙丝的制备方法
CN113930985A (zh) * 2020-07-13 2022-01-14 吴忆 棉织物无盐染色

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102493222A (zh) * 2011-11-08 2012-06-13 青岛大学 一种含有离子液体的活性染料染色方法
CN102965977A (zh) * 2012-11-20 2013-03-13 绍兴文理学院 双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法
CN104195847A (zh) * 2014-08-13 2014-12-10 东华大学 一种降低活性染料溶剂体系染色速率的方法
CN104264511A (zh) * 2014-08-20 2015-01-07 张家港市大新毛纺有限公司 一种纤维素棉织物的染色方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102493222A (zh) * 2011-11-08 2012-06-13 青岛大学 一种含有离子液体的活性染料染色方法
CN102965977A (zh) * 2012-11-20 2013-03-13 绍兴文理学院 双一氯均三嗪活性染料的高温低碱染色方法
CN104195847A (zh) * 2014-08-13 2014-12-10 东华大学 一种降低活性染料溶剂体系染色速率的方法
CN104264511A (zh) * 2014-08-20 2015-01-07 张家港市大新毛纺有限公司 一种纤维素棉织物的染色方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107541966A (zh) * 2017-10-17 2018-01-05 昆山凯洲环保科技有限公司 一种纺织物染料及其制备方法与无水染色方法
CN107541966B (zh) * 2017-10-17 2020-04-17 昆山凯洲环保科技有限公司 一种纺织物染料及其制备方法与无水染色方法
CN109868664A (zh) * 2019-02-20 2019-06-11 晋江市维丰织造漂染有限公司 仿麂皮面料的制备方法
CN110219184A (zh) * 2019-06-06 2019-09-10 武汉纺织大学 一种未煮漂棉纤维的无盐冷轧堆染色方法
CN110219184B (zh) * 2019-06-06 2021-11-19 武汉纺织大学 一种未煮漂棉纤维的无盐冷轧堆染色方法
CN113930985A (zh) * 2020-07-13 2022-01-14 吴忆 棉织物无盐染色
CN113529435A (zh) * 2021-02-04 2021-10-22 浙江金昌特种纸股份有限公司 一种基于特种染料的紫色游龙丝的制备方法
CN113550156A (zh) * 2021-02-04 2021-10-26 浙江金昌特种纸股份有限公司 一种染料染色的棕色游龙丝的制备方法
CN113529435B (zh) * 2021-02-04 2023-04-28 浙江金昌特种纸股份有限公司 一种基于特种染料的紫色游龙丝的制备方法

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