本发明专利技术公开了一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法，首先对棉纤维进行预处理，然后使用活性染料对预处理后的棉纤维进行染色处理，再配制钛酸四丁酯改性溶液，在染色后期添加改性溶液对染色棉纤维进行改性处理，最后，对染色改性后的棉纤维进行后处理。本发明专利技术的方法实现了棉纤维染色和纳米二氧化钛负载的同步进行，改性染色后获得的棉纤维具有良好的抗紫外线、抗菌性、耐日晒色牢度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能纺织材料
，涉及一种棉纤维染色与改性的方法，具体涉及。
技术介绍
纳米二氧化钛是一种十分重要的无机半导体材料，其独特的紫外线屏蔽能力、光催化活性和颜色效应使它一经面世而倍受青睐，在防晒、杀菌、废水处理、环保和汽车工业等方面有着广阔的应用前景。利用纳米二氧化钛耐高温、难分解、无毒、功能持久以及与聚合物相容性较好等特性，可以制备出具有多种功能的纺织纤维和织物。纳米二氧化钛的制备方法主要包括气相法、液相法和固相法。相比之下，液相法具有合成温度低、设备简单、易操作等优点。液相法主要有液相沉淀、溶胶-凝胶、微乳液和水热等方法，其中水热法制备出的纳米晶体具有晶粒发育完整，粒度小，分布均匀，颗粒团聚较轻等优点，而且晶粒物相和形貌可以控制。目前有关使用活性染料和钛酸四丁酯在水热条件下对棉纤维进行染色改性的研究还没有涉及。对纺织材料进行表面改性方法主要有两种:一是制备含有纳米颗粒的功能性纤维，即在纺丝过程中将纳米颗粒分散在纺丝原料中纺成纤维，其优点是性能持久，缺点是纳米颗粒与聚合物材料亲和性差，纳米颗粒分散不均匀，团聚现象严重，大部分纳米颗粒包埋在纤维基体内部，而纤维表面的纳米颗粒很少，因此不能很好地发挥纳米颗粒的性能，材料的功能性大幅度下降；二是采用后整理工艺将纳米颗粒整理到纤维或织物表面，通常使用粘合剂和助剂等将纳米颗粒粘附在纤维或织物表面，因此也同样面临着纳米颗粒团聚的问题，而且整理后的织物耐洗涤牢度不好，服用性能受到较大影响，手感明显变差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，实现了棉纤维染色和纳米二氧化钛负载的同步进行，改性染色后获得的棉纤维具有良好的抗紫外线、抗菌性、耐日晒色牢度。本专利技术所采用的技术方案是，，具体按照以下步骤实施:步骤1、对棉纤维进行预处理；步骤2、使用活性染料对预处理后的棉纤维进行染色处理；步骤3、配制钛酸四丁酯改性溶液，在染色后期添加改性溶液对染色棉纤维进行改性处理；步骤4、对染色改性后的棉纤维进行后处理。本专利技术的特点还在于，步骤I具体按照以下步骤实施:1.1)称取棉纤维；1.2)将称取的棉纤维浸泡在质量-体积浓度为3.0 6.0g/L的氢氧化钠溶液中，于80°C 100°C条件下处理30min 50min，然后用无水乙醇、去离子水于60°C条件下分别洗漆 IOmin 20min ；1.3)取出清洗干净的棉纤维后于70°C 90°C条件下烘干，得到预处理的棉纤维。步骤2具体按照以下步骤实施:2.1)按照步骤I得到的预处理后的棉纤维质量的1% 2%称取活性翠兰KN-G染料；2.2)按照棉纤维和去离子水的浴比为1:30 50，量取去离子水；2.3)按照每升去离子水中溶解50g 70g的硫酸钠和IOg 20g的碳酸钠的比例称取硫酸纳和碳酸纳；2.4)将步骤2.1)中称取的活性翠兰KN-G染料溶解于步骤2.2)中量取的去离子水中，在40°C 50°C条件下，放入预处理后的棉纤维进行染色，接着添加步骤2.3)中称取的二分之一的硫酸钠并不断搅拌，10 15min后添加另外二分之一的硫酸钠，继续搅拌，染色IOmin 15min后,将染色溶液以1°C /min 2°C /min速率升温至80°C 90°C, IOmin 15min后添加步骤2.3)中称取的二分之一的碳酸钠，IOmin 20min后添加另外二分之一的碳酸钠，并不断搅拌，IOmin 20min后完成染色处理。步骤3具体按照以下步骤实施:3.1)按照预处理后的棉纤维质量称取钛酸四丁酯，棉纤维与钛酸四丁酯的质量比为3 6:1 ;3.2)按照步骤3.1)中称取的钛酸四丁酯量取无水乙醇，钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1: 10 30 ;3.3)将步骤3.1)中称取的钛酸四丁酯溶解于步骤3.2)量取的无水乙醇中，并进行搅拌，配制成钛酸四丁酯改性溶液；3.4)将步骤3.3)配制的钛酸四丁酯改性溶液缓慢滴加到步骤2得到的含有棉纤维的染色溶液中，一边滴加一边不断搅拌，将混合溶液以l°c /min 2V /min速率升温至110°C 130°C，恒温处理2h 4h，待反应结束后取出棉纤维。步骤4具体按照以下步骤实施:4.1)将步骤3得到的染色改性后的棉纤维，以1:30 50的浴比，在70°C 90°C条件下用洗漆液洗漆IOmin 20min ；4.2)将洗涤后的棉纤维用热水、冷水反复洗涤3次；4.3)烘干或自然晾干，得到染色改性后的棉纤维。步骤4.1)中的洗涤液，是由质量体积浓度为2g/L的皂片溶液和质量体积浓度为2g/L的碳酸钠溶液混合而成的。本专利技术的有益效果是，本专利技术的采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法使用活性翠兰KN-G染料在常温条件下对棉纤维进行染色处理，可以最大限度地保护活性染料，在相对较低的温度条件下实现活性染料上染棉纤维，不会造成染料热水解，保证棉纤维染色均匀，上染率高，染色深。在染色后期添加钛酸四丁酯改性整理液，此时溶液中的大部分染料已经与棉纤维发生了化学反应，溶液中残留的染料已经很少，对钛酸四丁酯前驱体生成纳米二氧化钛影响很小，保证纳米二氧化钛能够很好地包覆在棉纤维表面，从而赋予棉纤维抗紫外线、抗菌和自清洁等功能。通过控制染料、硫酸钠和碳酸钠用量，反应温度和时间，钛酸四丁酯用量等工艺参数，优化了整理工艺，该方法节省原材料，操作简便。染色改性后的溶液中因为含有一定量的纳米二氧化钛颗粒，在日光或紫外线辐照下，溶液中残留的染料和有机污染物能够进行光催化降解，减少了对环境的污染。测试结果表明，活性染料染色和钛酸四丁酯纳米二氧化钛改性后的棉纤维，染料利用率高，染色均匀，表面负载有纳米二氧化钛薄膜，耐日晒色牢度好，具有抗紫外线，抗菌和自清洁能力。本专利技术的方法解决了棉纤维染色和纳米二氧化钛负载不能同步实现的问题，以及现有改性方法得到的棉纤维抗紫外线、抗菌性能不高，耐日晒色牢度不好，自清洁功能欠缺，而且染色后的印染废水经过日光或紫外线的辐照处理，溶液中残留的染料大分子能够进一步光催化降解，降低了对环境的污染，达到绿色环保目的。较其他功能纺织产品的生产与加工方法，极大地简化了生产工艺流程，节约了原材料成本，提高了产品附加值。附图说明图1是棉纤维改性前的扫描电镜照片；图2是采用本专利技术方法对棉纤维染色改性后的扫描电镜照片；图3是采用本专利技术方法对棉纤维染色改性后表面包覆的纳米二氧化钛颗粒的电子衍射图；图4是棉纤维染色改性前、后的紫外线可见光漫反射光谱曲线。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术是使用活性染料对棉纤维染色然后添加钛酸四丁酯前驱体对棉纤维进行改性的方法，具体按照以下步骤实施:步骤1、对棉纤维进行预处理:1.1)称取棉纤维；1.2)将称取的棉纤维浸泡在质量-体积浓度为3.0g/L 6.0g/L的氢氧化钠溶液中，于80°C 100°C条件下处理30min 50min，然后用无水乙醇、去离子水于60°C条件下分别洗漆IOmin 20min ；1.3)取出清洗干净的棉纤维后于70°C 90°C条件下烘干，得到预处理的棉纤维。步骤2、使用活性染料对预处理后的棉纤维进行染色处理:2.1)按照步骤I得到的预处理后的棉纤维质量的1% 2%称取活性翠兰KN-G染料；2.2)按照棉纤维和去离子水的浴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、对棉纤维进行预处理；步骤2、使用活性染料对预处理后的棉纤维进行染色处理；步骤3、配制钛酸四丁酯改性溶液，在染色后期添加改性溶液对染色棉纤维进行改性处理；步骤4、对染色改性后的棉纤维进行后处理。
【技术特征摘要】
1.一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施: 步骤1、对棉纤维进行预处理； 步骤2、使用活性染料对预处理后的棉纤维进行染色处理； 步骤3、配制钛酸四丁酯改性溶液，在染色后期添加改性溶液对染色棉纤维进行改性处理； 步骤4、对染色改性后的棉纤维进行后处理。2.根据权利要求1所述的一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法，其特征在于，所述步骤I具体按照以下步骤实施: 1.1)称取棉纤维； 1.2)将称取的棉纤维浸泡在质量-体积浓度为3.0g/L 6.0g/L的氢氧化钠溶液中，于80°C 100°C条件下处理30min 50min，然后用无水乙醇、去离子水于60°C条件下分别洗漆 IOmin 20min ； 1.3)取出清洗干净的棉纤维后于70°C 90°C条件下烘干，得到预处理的棉纤维。3.根据权利要求1所述的一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施: 2.1)按照步骤I得到的预处理后的棉纤 维质量的1% 2%称取活性翠兰KN-G染料； 2.2)按照棉纤维和去离子水的浴比为1:30 50，量取去离子水； 2.3)按照每升去离子水中溶解50g 70g的硫酸钠和IOg 20g的碳酸钠的比例称取硫Ife纳和碳Ife纳； 2.4)将步骤2.1)中称取的活性翠兰KN-G染料溶解于步骤2.2)中称取的去离子水中，在40°C 50°C条件下，放入预处理后的棉纤维进行染色，接着添加步骤2.3)中称取的二分之一的硫酸钠并不断搅拌，IOmin 15min后添加另外二分之一的硫酸钠,继续搅拌,染色IOmin 15min后，将染色溶液以1°...
【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，朱林林，燕红雁，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：
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