一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法，该方法包括以下步骤：取一定量的超细水性纳米颜料加入到海藻纤维纺丝原液中，搅拌使颜料颗粒均匀分散，过滤、脱泡后再室温下进行湿法纺丝制备着色海藻纤维，纤维的牵伸比为100-300％。本发明制备的海藻纤维着色均匀、耐水洗和耐日晒牢度高，且节约了水资源和能耗，实现了清洁生产，在服用、环保领域具有良好的应用前景。
【专利说明】一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了ー种纳米颜料对海藻纤维着色的方法，属于精细化工和材料科学领域。
技术背景
[0002]海藻纤维是ー种天然、绿色环保纤维，具有高吸收性、易去除性、高透氧性、阻燃性、防辐射性、抗菌除臭、生物降解性和相容性等特点，具有极大的开发和应用价值。海藻纤维来自海藻中的海藻多糖，其原材料来源非常丰富。近年来，随着人们节约能源和环境保护意识的日益加强，采用海藻酸钠为原料，开发具有服用性能海藻纤维的研究正逐渐兴起，研究海藻纤维制备及其染色技术得到了越来越多人们的关注。为提高海藻纤维的染色效果，国内科技工作者做了大量的工作，主要集中在选择染料和优化染色エ艺等方面。然而，由于海藻纤维特殊的结构，染色过程中存在离子交换现象，极易造成纤维的脆损，染料的上染率低等问题。截止到目前为止，尚未找到解决海藻纤维染色的方法。
[0003]纤维原液着色技术实现了纤维制品纺和染的一体化生产，其基本原理是将着色剂均匀分散到纺丝液中，直接制备出有色纤维。与传统染色相比原液着色技术具有极大的优势，该技术解决了传统染色水洗牢度差和日晒牢度差，染色不匀等问题，更重要的是该技术节省了水和能源消耗，減少了纤维染色造成的环境污染。原液着色技术实现了顔料对纤维的着色，并且由于颜料直接固着在纤维内部，解决了海藻纤维染色上染率低，強度损失大的缺陷，同时提升海藻纤维的水洗牢度和日晒牢度，满足人们对颜色的审美要求。目前采用该法制备着色海藻纤维的着色研究还未见相关的报道。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法，先将制备好的纳米颜料添加到海藻纤维纺丝液中，搅拌均匀后，通过湿法纺丝制备着色海藻纤维，该技术一方面解决了染料染色对纤维带来的损伤，提高了顔料的利用率，另ー方面，该技术极大提升了着色纤维的水洗牢度和耐日晒牢度，满足了人们对海藻纤维服用性能的需求。
[0005]本发明的技术方案:一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法，将纳米颜料分散体添加到海藻纤维纺丝原液中，搅拌分散均匀，将纺丝液过滤、脱泡后，在保持纺丝液为45?60°C条件下，将其通过喷丝板压射到温度为25?60°C、氯化钙浓度为1%?8%的凝固浴中，然后经过水洗、牵伸、定型，干燥和上油，得到纳米颜料着色的海藻纤维；其基本エ艺參数:海藻纤维纺丝原液浓度为4% _10%，纳米颜料中顔料与海藻纤维质量分数比0.1%?10.0%，纤维的牵伸比为100 ~ 300% O
[0006]所述纳米顔料分散体制备方法是将质量分数为I?10%的分散剂，0.1-2%的润湿剂溶解于质量分数为48?88.9%的去离子水中，调节体系的pH为7?8，然后加入质量分数为10?40%顔料，经高速分散处理0.5h后，转移到砂磨机中进行分散，制备粒径为50?250nm、颜料质量分数为10?40%的纳米颜料分散体。[0007]所述的分散剂是分子链中含有羧基的聚合物分散剂，数均分子量为2000~8000，是聚丙烯酸钠、苯乙烯马来酸酐共聚物、羧甲基纤维素钠，海藻酸钠、聚苯乙烯马来酸酐部分酷化物中的一种或两种复配物。采用该散剂的优势是在凝固浴中，分散剂也会和钙离子作用生成沉淀物，从而避免了纳米颜料滲透到纺丝的凝固浴中。
[0008]所述的润湿剂是阴离子表活性剂和非离子表面活性剂中的ー种；阴离子表面活性剂包括C8-C18的烷基硫酸盐及脂肪苯横酸盐，如十二烷基硫酸纳、十二烷基苯横酸纳；非离子表面活性剂包括0P-10、Tween80、Span60、Tx_10、平平加0乳化剤。
[0009]所述的颜料是炭黒，C.1.颜料黄14、C.1.颜料黄34、C.1.颜料黄42、C.1.颜料黄55、C.1.顔料黄74、C.1.顔料黄100、C.1.顔料黄104、C.1.顔料黄108、C.1.顔料黄120、C.1.颜料黄153、C.1.颜料红1、C.1.颜料红2、C.1.颜料红5，C.1.颜料红7、C.1.颜料红23、C.1.颜料红38、C.1.颜料红92、C.1.颜料红101、C.1.颜料红104、C.1.颜料红105、C.1.颜料红106、C.1.颜料红108、C.1.颜料红112、C.1.颜料红122、C.1.颜料红123、C.1.颜料红146、C.1.颜料红149、C.1.颜料红166、C.1.颜料红168、C.1.颜料红170、C.1.颜料红170、C.1.颜料红170、C.1.颜料红172、C.1.颜料红185、C.1.颜料红190、C.1.颜料红209、C.1.颜料红219、C.1.颜料蓝1、C.1.颜料蓝15:1、C.1.颜料蓝15:3、C.1.颜料蓝15:4、C.1.颜料蓝15:6、C.1.颜料蓝16、C.1.颜料蓝17:1、C.1.颜料蓝56、C.1.颜料蓝63中的ー种。
[0010]本发明的有益效果:本发明提供了一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法，该法着色エ艺简单，顔料利用率高，解决了染料对海藻纤维染色中的缺陷，克服了染料染色对纤维的损伤。本发明制备的着色海藻纤维具有色牢度高、颜色艳，耐溶剂迁移性好等优点。
【具体实施方式】
[0011]下面通过实施例子，进 ー步阐述本发明的突出优点和显著特点，但本发明决不局限于实施例子。
[0012]实例I
[0013]取Ig苯乙烯马来酸酐共聚物(数均分子量4000)和0.1g十二烷基苯磺酸钠溶解于88.9g去离子水中，采用pH调节剂调节体系的pH为7~8，然后加入IOgC.1.颜料红122，经高速分散处理0.5h后转移到砂磨机中进行分散8h，得到粒径为153nm，颜料质量分数为10%的纳米C.1.颜料红122分散体。取4g海藻酸钠溶解到95.96g的去离子水中，搅拌使其充分溶解，取0.04g纳米C.1.颜料红122分散体加入到海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀后经过滤、真空脱泡10h，得到纳米颜料海藻纤维纺丝液。调节纳米荧光颜料海藻纤维纺丝液的温度为45°C，将纺丝液通过喷丝孔挤到温度为25°C，溶度为8%的CaCl2凝固浴中，然后经过水洗、70°C牵伸(牵伸比为100% )、105°C定型，干燥和上油，得到纳米颜料着色的海藻纤维。
[0014]实例2
[0015]取IOg羧甲基纤维素钠(数均分子量2000)和2g Tween80溶解于68g去离子水中，采用pH调节剂调节体系的pH为7~8，然后加入20g C.1.颜料蓝15:3，经高速分散处理0.5h后转移到砂磨机中进行分散4h，得到粒径为153nm，颜料质量分数为20%的纳米C.1.颜料蓝15:3分散体。取IOg海藻酸钠溶解到85g的去离子水中，搅拌使其充分溶解，取5g纳米C.1.颜料蓝15:3分散体加入到海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀后经过滤、真空脱泡10h，得到纳米颜料海藻纤维纺丝液。调节纳米顔料海藻纤维纺丝液的温度为60°C，将纺丝液通过喷丝孔挤到温度为60°C，溶度为5%的CaCl2凝固浴中，然后经过水洗、70°C牵伸(牵伸比为200% )、105°C定型，干燥和上油，得到纳米颜料着色的海藻纤维。
[0016]实例3
[0017]取5g海藻酸钠(数均分子量3500)和Ig平平加0溶解于54g去离子水中，采用PH调节剂调节体系的pH为7~8，然后加入40g炭黑，经高速分散处理0.5h后转移到砂磨机中进行分散8h，得到粒径为153nm，颜料质量分数为40%的纳米炭黑分散体。取6g海藻酸钠溶解到85g的去离子水中，搅拌使其充分溶解，取0.65g纳米炭黑分散体加入到海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀后经过滤、真空脱泡10h，得到纳米颜料海藻纤维纺丝液。调节纳米顔料海藻纤维纺丝液的温度为55°C，将纺丝液通过喷丝孔挤到温度为40°C，溶度为6%的CaCl2凝固浴中，然后经过水洗、70°C牵伸(牵伸比为300%)、105°C定型，干燥和上油，得到纳米颜料着色的海藻纤维。
[0018]实例4
[0019]取5g聚丙烯酸钠(数均分子量8000)和Ig十二烷基硫酸钠溶解于54g去离子水中，采用PH调节剂调节体系的pH为7~8，然后加入20g C.1.颜料黄14，经高速分散处理0.5h后转移到砂磨机中进行分散6h，得到粒径为156nm，颜料质量分数为20%的纳米C.1.颜料黄14分散体。取8g海藻酸钠溶解到85g的去离子水中，搅拌使其充分溶解，取
0.65g纳米C.1.颜料黄14分散体加入到海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀后经过滤、真空脱泡10h，得到纳米颜料海藻纤维纺丝液。调节纳米顔料海藻纤维纺丝液的温度为40°C，将纺丝液通过喷丝孔挤到温度为55°C，溶度为6%的CaCl2凝固浴中，然后经过水洗、70°C牵伸(牵伸比为100% )、105°C定型，干燥和上油，得到纳米颜料着色的海藻纤维。
[0020]着色海藻纤维的颜色性能和摩擦牢度
[0021]
【权利要求】
1.一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法，其特征是将纳米颜料分散体添加到海藻纤维纺丝原液中，搅拌分散均匀，将纺丝液过滤、脱泡后，在保持纺丝液为45?60°C条件下，将其通过喷丝板压射到温度为25?60°C、氯化钙浓度为1%?8%的凝固浴中，然后经过水洗、牵伸、定型，干燥和上油，得到纳米颜料着色的海藻纤维；其基本工艺参数:海藻纤维纺丝原液浓度为4% -10%，纳米颜料中颜料与海藻纤维质量分数比0.1%?10.0%，纤维的牵伸比为100 ~ 300% ο
2.根据权利要求1所述的一种纳米颜料对海藻纤维着色的方法，其特征在于所述纳米颜料分散体制备方法是将质量分数为I?10%的分散剂，0.1-2%的润湿剂溶解于质量分数为48?88.9%的去离子水中，调节体系的pH为7?8，然后加入质量分数为10?40%颜料，经高速分散处理0.5h后，转移到砂磨机中进行分散，制备粒径为50?250nm、颜料质量分数为10?40%的纳米颜料分散体。
3.根据权利要求2述的纳米颜料的制备方法，其特征在于所述的分散剂是分子链中含有羧基的聚合物分散剂，数均分子量为2000?8000，是聚丙烯酸钠、苯乙烯马来酸酐共聚物、羧甲基纤维素钠，海藻酸钠、聚苯乙烯马来酸酐部分酯化物中的一种或两种复配物。
4.根据权利要求2述的纳米颜料的制备方法，其特征在于所述的润湿剂是阴离子表活性剂和非离子表面活性剂中的一种；阴离子表面活性剂包括C8-C18的烷基硫酸盐及脂肪苯磺酸盐，如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠；非离子表面活性剂包括0P-10、Tween80、Span60、Τχ-10、平平加 O 乳化剂。
5.根据权利要求1所述的一种海藻纤维原液着色的新方法，其特征在于所述的颜料是炭黑，C.1.颜料黄14、C.1.颜料黄34、C.1.颜料黄42、C.1.颜料黄55、C.1.颜料黄74、C.1.颜料黄100、C.1.颜料黄104、C.1.颜料黄108、C.1.颜料黄120、C.1.颜料黄153、C.1.颜料红1、C.1.颜料红2、C.1.颜料红5，C.1.颜料红7、C.1.颜料红23、C.1.颜料红.38、C.1.颜料红92、C.1.颜料红101、C.1.颜料红104、C.1.颜料红105、C.1.颜料红106、C.1.颜料红108、C.1.颜料红112、C.1.颜料红122、C.1.颜料红123、C.1.颜料红146、166、C.1.颜料红 168、C.1172、C.1.颜料红 185、C.11、C.1.颜料蓝 15: 1、C.1.1.颜料蓝16、C.1.颜料蓝17C.1.C.1.C.1.15:料蓝颜料红149、C.1.颜料红颜料红170、C.1.颜料红颜料红219、C.4、C.1.颜料蓝63中的一种。颜料红170、C.1.颜料红170、颜料红190、C.1.颜料红209、.1.颜料蓝.15: 6、C.颜料蓝15: 3、C.1.颜料蓝:UC.1.颜料蓝 56、C.1.颜
【文档编号】D01F9/04GK103556301SQ201310495052
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】付少海, 王平, 田安丽, 王春霞 申请人:江南大学