基于超临界CO2技术的无水染色方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超临界CO2技术的无水染色方法，通过使用对超临界CO2染色工艺对天然纤维进行染色，并使用苯甲酰氯、聚乙烯醇以及苯甲酰胺对天然纤维进行浸泡处理、加入甲醇等共溶剂改变流体的极性以及使用乙烯砜和丙烯酖胺对分散染料进行改性，解决了天然纤维的无水染色问题，具有节能减排、降低生产成本、适用性强等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
基于超临界CO2技术的无水染色方法
本专利技术属于纺织印染
，涉及一种无水染色方法，具体是一种基于超临界CO2技术的无水染色方法。
技术介绍
近年来，纺织工业生态循环经济发展矛盾日益突出，特別是对水资源的高度依赖和高排放造成的环境问题严重制约着该行业的可持续发展。由于传统的染色方法以水为介质，染色后用水清洗，耗水量大，使用的化学品多，治理困难。因此，从源头防治污染，开发绿色染色加工技术，寻找少水或无水染色工艺成为染整领域的发展方向。无水染色是选用非水染色介质的染色过程，目前常用的无水染色方法包括有机溶剂染色、真空升华染料染色和超临界CO2染色。有机溶剂染色虽然在染色过程中染料和溶剂可回收再利用，无染色废弃物产生，但是存在上染率极低，在染色过程中对防火要求、染料要求较髙等缺陷。真空升华染料染色是利用染料在加热或真空条件下升华成气相，吸附和扩散于纤维中的染色法，目前主要是一些非离子型的分散染料或易升华的颜料，染后不必水洗，有利于环境保护，但由于这种染色技术要求染料具有较强的升华性、染料分子的化学结构限制及色浓度不够，其应用受到限制。超临界CO2染色采用超临界CO2作为染色介质，把染料溶解送到纤维孔隙，使染料快速、均匀地上染到织物上，染色结束后CO2又能与染料充分分离，不需要清洗、烘干等操作过程，未利用的染料可回收。但由于天然纤维属于亲水性纤维，常用的或新染料、直接染料和酸性染料在超临界CO2中几乎不溶，因而超临界CO2染色技术无法应用于棉、羊毛等极性天然纤维的染色，随着天然纤维及其混纺产品在纺织品市场占有份额逐年上升，对天然纤维超临界CO2流体染色势在必行，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种基于超临界CO2技术的无水染色方法，解决了天然纤维的无水染色问题，节约水资源，绿色环保，染色效果好。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：基于超临界CO2技术的无水染色方法，包括以下步骤：步骤S1，首先，使用苯甲酰氯、聚乙烯醇以及苯甲酰胺配置成浸泡液，将天然纤维放入浸泡液中进行浸泡处理；步骤S2，将经过浸泡处理的天染纤维放入高压染色槽内；步骤S3，将CO2加热加压到既非气体也非液体的超临界流体状态，并向流体内加入甲醇组成共溶剂；步骤S4，将分散染料加入溶解槽内，并向分散染料内加入乙烯砜和丙烯酖胺，对分散染料进行改性；步骤S5，使用循环泵将超临界CO2流体和甲醇组成的共溶剂打压到溶解槽和染色槽之间不断循环，进行染色；步骤S6，染色完成后，降低压力，回收剩余的分散染料以及气体CO2；步骤S7，取出天然纤维，冷却，染色完成。进一步地，所述步骤S5中设定染色压力为20-30MPa，染色温度80-160℃，染色时间为1小时。本专利技术的有益效果：本专利技术通过使用对超临界CO2染色工艺对天然纤维进行染色，并使用苯甲酰氯、聚乙烯醇以及苯甲酰胺对天然纤维进行浸泡处理、加入甲醇等共溶剂改变流体的极性以及使用乙烯砜和丙烯酖胺对分散染料进行改性，解决了天然纤维的无水染色问题，具有节能减排、降低生产成本、适用性强等诸多优点。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种基于超临界CO2技术的无水染色方法，包括以下步骤：步骤S1，首先，使用苯甲酰氯、聚乙烯醇以及苯甲酰胺配置成浸泡液，将天然纤维放入浸泡液中进行浸泡处理。步骤S2，将经过浸泡处理的天染纤维卷绕在中空且筒壁布满小孔的不锈钢圆筒上，放入高压染色槽内。步骤S3，将CO2加热加压到既非气体也非液体的超临界流体状态，并向流体内加入甲醇组成共溶剂，增加共溶剂的极性，从而提髙分散染料与天然纤维的结合能力，同时提高天然纤维染色时水溶性染料在超临界CO2中的溶解性。步骤S4，将分散染料加入溶解槽内，并向分散染料内加入乙烯砜和丙烯酖胺，对分散染料进行改性，提髙分散染料对天然纤维的亲和性，改善上染效果。步骤S5，使用循环泵将超临界CO2流体和甲醇组成的共溶剂打压到溶解槽和染色槽之间不断循环，超临界CO2流体在溶解槽内溶解分散染料，并把分散染料送至高压染色槽的不锈钢圆筒内，流体流经筒壁小孔向外扩散穿透天然纤维层的过程中进行染色。其中，染色压力为20-30MPa，染色温度80-160℃，染色时间为1小时。步骤S6，染色完成后，降低压力，此时CO2变为气体，降低了分散染料的溶解度，可使分散染料沉淀回收，不含分散染料的CO2通过冷却器冷却后回收贮存在贮罐中。步骤S7，取出天然纤维，冷却，染色完成。与传统水染工艺相比，超临界CO2染色工艺具有以下优点：(1)不用水、无废水污染，纺织企业不必再付出巨额的废水处理费用，属于环保型的染整工艺。(2)染色结束后降低压力，CO2迅速气化，因而不需要进行染后烘干，既缩短了工艺流程，又节省了烘燥所需的能源。(3)上染速度快，匀染和透染性能好，染色的重现性极佳。(4)C02本身无毒、无味、不燃，可重复使用。(5)染料可重复利用，染色时无需添加任何分散剂、匀染剂和缓冲剂等助剂，降低了生产成本，减少了污染。本专利技术通过使用对超临界CO2染色工艺对天然纤维进行染色，并使用苯甲酰氯、聚乙烯醇以及苯甲酰胺对天然纤维进行浸泡处理、加入甲醇等共溶剂改变流体的极性以及使用乙烯砜和丙烯酖胺对分散染料进行改性，解决了天然纤维的无水染色问题，具有节能减排、降低生产成本、适用性强等诸多优点。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上内容仅仅是对本专利技术结构所作的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离专利技术的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于超临界CO2技术的无水染色方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，首先，使用苯甲酰氯、聚乙烯醇以及苯甲酰胺配置成浸泡液，将天然纤维放入浸泡液中进行浸泡处理；步骤S2，将经过浸泡处理的天染纤维放入高压染色槽内；步骤S3，将CO2加热加压到既非气体也非液体的超临界流体状态，并向流体内加入甲醇组成共溶剂；步骤S4，将分散染料加入溶解槽内，并向分散染料内加入乙烯砜和丙烯酖胺，对分散染料进行改性；步骤S5，使用循环泵将超临界CO2流体和甲醇组成的共溶剂打压到溶解槽和染色槽之间不断循环，进行染色；步骤S6，染色完成后，降低压力，回收剩余的分散染料以及气体CO2；步骤S7，取出天然纤维，冷却，染色完成。

【技术特征摘要】
1.基于超临界CO2技术的无水染色方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，首先，使用苯甲酰氯、聚乙烯醇以及苯甲酰胺配置成浸泡液，将天然纤维放入浸泡液中进行浸泡处理；步骤S2，将经过浸泡处理的天染纤维放入高压染色槽内；步骤S3，将CO2加热加压到既非气体也非液体的超临界流体状态，并向流体内加入甲醇组成共溶剂；步骤S4，将分散染料加入溶解槽内，并向分散染料内加入乙烯砜和丙烯酖胺，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志刚，胡杰，魏玉强，
申请(专利权)人：界首市华宇纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34