用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料及其合成方法技术

本发明专利技术提出了用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料及其制备方法。其中，棉纤维染料具有均三嗪型活性基，能与棉纤维发生键合反应，从而使染料固色于棉纤维上，达到染色的效果。棉纤维染料含有可溶解于超临界二氧化碳流体的母体，使其用于超临界二氧化碳流体对棉的染色。采用本发明专利技术的棉纤维染料进行超临界二氧化碳流体染色的样品，其干、湿摩擦色牢度和耐洗试验中的沾色牢度高。此外，本发明专利技术的棉纤维染料的合成方法工艺过程简单；因此，本发明专利技术的用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料及其合成方法具有非常广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及染料领域，尤其涉及一种用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料及其合成方法。
技术介绍
超临界二氧化碳流体是一种緑色、环保的流体介质，以其代替传统水浴对纤维纺织品进行染色加工，具有环保、清洁生产的特点，以及突出的节能降耗效应，对改变传统纺织印染行业水资源消耗高、排污量大、环境污染严重等现状具有重要意义。目前采用分散染料对涤纶等合成纤维染色的研究居多，且部分已经实现工业化生产。但是目前在超临界二氧化碳流体中直接采用分散染料对亲水性的棉、羊毛和蚕丝等天然纤维进行染色尚不能达到商业化要求。其中，棉纤维在全球纺织工业中的市场份额高达37％，是最重要的天然纤维，也是在超临界二氧化碳流体中最难染色的天然纤维之一。目前，棉纤维主要采用三种染色途径：一是改变流体极性，但染色效果不理想；二是对天然纤维改性后染色，但降低了天然纤维原本优越的性能；三是利用在可溶于超临界二氧化碳流体的染料母体结构中引入活性基，从而使染料可与纤维反应而固着，但其相关报导甚少。此外，与传统水浴染色系统相比，超临界二氧化碳流体属于疏水性介质；这样，在常规水浴中容易实现的(天然)纤维膨胀、染料的扩散及采用碱剂促进固色反应等在超临界二氧化碳流体中难以实现。因而在超临界二氧化碳流体染色过程中，如何打开纤维大分子链间的氢键，以及如何提高染料活性基与纤维上官能团的反应，是采用活性分散染料使天然棉纤维在超临界二氧化碳流体中染色以获得满意染色效果的关键。因此，在实际生产中，往往需大量采用各类溶剂(一般为所染纺织品重量的30％～50％或以上)或其它润湿膨化剂、纤维改性剂等对亲水性天然纤维纺织品进行预处理，以帮助纤维膨化、提高染料的上染，或对纤维进行氨化改性，提高染料在纤维上的固着率，这增大了染色过程的复杂性，并提高了生产成本。
技术实现思路
本专利技术针对在常规水浴中容易实现的纤维膨胀、染料的扩散及采用碱剂促进固色反应等在超临界二氧化碳流体中难以实现，同时，在实际生产中，往往需大量采用各类溶剂或其它润湿膨化剂、纤维改性剂等对亲水性天然纤维纺织品进行预处理，以帮助纤维膨化、提高染料的上染，或对纤维进行氨化改性，提高染料在纤维上的固着率，这增大了染色过程的复杂性，并提高了生产成本的问题，提出了一种能简化染色过程，无需采用过多的溶剂的用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料及其合成方法。本专利技术就上述技术问题提出以下技术方案：本专利技术提出了一种用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料，具有均三嗪型活性基。本专利技术还提出了一种棉纤维染料的合成方法，包括以下步骤：步骤S1、将染料母体投入到单一溶剂或混合溶剂中，使其完全溶解，从而得到反应体系；步骤S2、将反应体系置于0℃～5℃的冰浴中，以三聚氯氰(TCT)作为活性基，然后向反应体系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸剂以使三聚氯氰与染料母体发生反应，直到反应体系的缩合反应结束；步骤S3、对缩合反应结束的反应体系进行稀释，经洗涤、过滤、干燥得到棉纤维染料。本专利技术上述的棉纤维染料的合成方法中，染料母体为含有羟基或氨基反应基团的分散性染料或其前体。本专利技术上述的棉纤维染料的合成方法中，所述捕酸剂包括吡啶、三乙胺、二甲基吡啶、碳酸钾、纯碱、碳酸氢钠、氢氧化钾或氢氧化钠。本专利技术上述的棉纤维染料的合成方法中，步骤S2还包括：在向反应体系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸剂的过程中，对反应体系进行搅拌。本专利技术的棉纤维染料因其均三嗪型活性基，能与棉纤维发生键合反应，从而使染料固色于棉纤维上，达到染色的效果。棉纤维染料含有可溶解于超临界二氧化碳流体的母体，使其用于超临界二氧化碳流体对棉的染色。本专利技术的棉纤维染料具有优秀的吸附上染特性，进行超临界二氧化碳流体染色的样品，其干、湿摩擦色牢度和耐洗试验中的沾色牢度高。此外，本专利技术的棉纤维染料的合成方法工艺过程简单；因此，本专利技术的用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料及其合成方法具有非常广阔的应用前景。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术的棉纤维染料的合成路线图；图2为本专利技术的黄色棉纤维染料的合成路线图；图3为图2所示的黄色棉纤维染料的工艺流程图；图4为本专利技术的蓝色棉纤维染料的合成路线图；图5为图4所示的蓝色棉纤维染料的工艺流程图；图6为本专利技术的红色棉纤维染料的合成路线图；图7为图6所示的红色棉纤维染料的工艺流程图；图8为采用SCF-Y1染料进行超临界二氧化碳流体染色的棉织物的第一示意图；图9为采用SCF-Y1染料进行超临界二氧化碳流体染色的棉织物的第二示意图；图10为采用SCF-Y1染料进行超临界二氧化碳流体染色的棉织物的第三示意图；图11为采用SCF-Y1染料进行超临界二氧化碳流体染色的棉织物的第四示意图；图12为采用SCF-B1染料进行超临界二氧化碳流体染色并经过熨干和皂煮工艺的棉织物的示意图；图13为采用SCF-B1染料进行超临界二氧化碳流体染色并经过熨干和丙酮处理的棉织物的示意图；图14为采用SCF-B1染料进行超临界二氧化碳流体染色并经过皂煮工艺处理的棉织物的示意图；图15为采用SCF-B1染料进行超临界二氧化碳流体染色并经过熨干和固色工艺处理的棉织物的示意图；图16为采用SCF-R1染料进行超临界二氧化碳流体染色的棉织物的示意图。具体实施方式本专利技术要解决的技术问题是：超临界二氧化碳流体属于疏水性介质；这样，在常规水浴中容易实现的(天然)纤维膨胀、染料的扩散及采用碱剂促进固色反应等在超临界二氧化碳流体中难以实现；同时，在实际生产中，往往需大量采用各类溶剂(一般为所染纺织品重量的30％～50％或以上)或其它润湿膨化剂、纤维改性剂等对亲水性天然纤维纺织品进行预处理，以帮助纤维膨化、提高染料的上染，或对纤维进行氨化改性，提高染料在纤维上的固着率，这增大了染色过程的复杂性，并提高了生产成本。本专利技术解决该技术问题的技术思路是：采用具有可溶解于超临界二氧化碳流体的母体以及均三嗪型活性基的活性分散染料作为棉纤维染料在超临界二氧化碳流体中对棉纤维进行染色。由于活性分散染料具有可溶解于超临界二氧化碳流体的母体，因而能应用于超临界二氧化碳流体染色。此外，在超临界二氧化碳流体中进行染色时，其均三嗪型活性基会与纤维发生键合反应，从而使活性分散染料固色于棉纤维上；另外，本专利技术还提供了该棉纤维染料的合成方法。在本专利技术中，用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料具有均三嗪型活性基。具体地，在本专利技术中，棉纤维染料的合成方法包括以下步骤：步骤1、将染料母体投入到单一溶剂或混合溶剂中，使其完全溶解，从而得到反应体系；步骤2、将反应体系置于0℃～5℃的冰浴中，以三聚氯氰(TCT)作为活性基，然后向反应体系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸剂以使三聚氯氰与染料母体发生反应，直到反应体系的缩合反应结束；步骤3、对缩合反应结束的反应体系进行稀释，经洗涤、过滤、干燥得到棉纤维染料。在上述合成方法中，单一溶剂或混合溶剂可以是二氧六环、四氢呋喃、二氧六环或四氢呋喃与水的混合溶剂；染料母体可以为1,4-二氨基蒽醌、分散橙3或分散蓝35。当染料母体为1,4-二氨基蒽醌时，棉纤维染料为红色，记为活性分散红SCF-R1；当染料母体为分散橙3时，棉纤维染料为黄色，记为活性分散黄SCF-Y1；当染料母体为分散蓝35时，棉纤维染料为蓝色，记为活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料，其特征在于，具有均三嗪型活性基。

【技术特征摘要】
1.一种用于超临界二氧化碳流体染色的棉纤维染料，其特征在于，具有均三嗪型活性基。2.一种如权利要求1所述的棉纤维染料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将染料母体投入到单一溶剂或混合溶剂中，使其完全溶解，从而得到反应体系；步骤S2、将反应体系置于0℃～5℃的冰浴中，以三聚氯氰(TCT)作为活性基，然后向反应体系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸剂以使三聚氯氰与染料母体发生反应，直到反应体系的缩合反应结束；步骤S3、对缩合反应结束的反应体...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫崧鹰，李世豪，陈永敏，尚颂民，龙家杰，冉瑞龙，
申请(专利权)人：香港纺织及成衣研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81