一种免水洗活性染料非水溶剂染色固色方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纺织染整技术领域，涉及一种活性染料的染色方法，特别涉及一种免 水洗活性染料非水溶剂染色固色方法。
【背景技术】
[0002] 目前反应性散纤维、纱线、面料或成衣的染色大多数是采用的活性染料，染色过程 中由于活性基团在水介质中的水解，不仅导致大量活性染料的浪费，而且在染色过程中需 要消耗大量的水以及排放大量难以处理的高色度污水，这也是活性染料一直以来存在的瓶 颈。
[0003] 为了避免活性染料的水解反应，提高活性染料的利用率，科学家们在很早就已经 注意并研究了活性染料在非水介质中的染色。采用非水介质染色的优势在于活性染料在染 色过程中不会发生水解，能够提高活性染料与散纤维、纱线、面料或成衣的反应程度。但同 时，采用非水介质染色也一直存在着较多问题，主要包括活性染料在非水介质中的溶解性、 散纤维、纱线、面料或成衣在非水介质中的溶胀能力、固色碱剂在非水介质中的溶解度、以 及染色的匀染性、透染性等。尽管活性染料在非水介质中染色存在着诸多难点，但现阶段用 水成本逐渐升高，以及人们对环境保护越来越重视，活性染料非水介质染色以其良好的应 用前景也越来越受到关注。
[0004] 上世纪80年代印度纺织工艺研究所采用二甲基甲酰胺溶解活性染料C. I.活性红 12,在升温至80°C过程中分批加入三氯乙烯并保温lh，染料几乎完全上染，固色率为84%。 该方法虽提供了一个较好的溶剂染色思路，但固色率比传统染色方法相比优势不大，染色 后仍需要大量的水进行高温皂洗去除浮色，工业应用前景不大，因此未得到进一步发展。
[0005] 溶剂反胶束染色法是近年出现的一种新型的非水溶剂染色工艺，该工艺是将散纤 维、纱线、面料或成衣或织物置于增溶了高浓度的染料水溶液的反胶束体系中染色，染色所 用水量与传统水浴染色相比大大减少，不失为一种新型的节水染色工艺。但反胶束染色工 艺存在以下几个问题：（1)体系内表面活性剂以及助表面活性剂的用量较大，大量的表面 活性剂以及助剂的用量导致染色过程中布样上吸附大量的表面活性剂以及助剂，同样会造 成后处理困难、皂洗废水C0D值偏高、环境污染以及一定的资源浪费；（2)由于溶剂体系中 分散的高浓度染料水溶液对散纤维、纱线、面料或成衣的亲和力高，因此染料上染速度快， 不易控制，易染花；（3)染色时散纤维、纱线、面料或成衣首先需浸乳一定浓度的碳酸钠水 溶液，并以一定的待液率入染，体系中存在的水同样会导致染料的水解，因此，固色率较低。
[0006] 为了克服反胶束体系染色弊端，广东溢达纺织有限公司与浙江理工大学又合作 开发了有机溶剂悬浮体系来实现活性染料的染色。该染色工艺将活性染料以及一定量的 分散剂通过球磨分散于有机溶剂体系内，在一定染色条件下实现对散纤维、纱线、面料或成 衣的上染。该染色工艺中采用的分散剂仅为染料用量的0. 15倍，且染料的上染率可达到 近100%，充分体现了非水溶剂染色的优势，但同样由于溶剂体系中分散的染料颗粒对散纤 维、纱线、面料或成衣的亲和力高，因此上染速度快，易染花。
[0007] 广东溢达纺织有限公司开发的活性染料非水溶剂染色方法（活性染料的良溶剂 与活性染料的不良溶剂混合物体系），其固色率可以达到95%以上，在未固色或者皂洗前， 纤维表面仍残留1-5%的浮色，若不经过后处理工序，将影响色牢度。采用所述活性染料 的良溶剂和所述活性染料的不良溶剂混合体系，活性染料利用效率比传统水中染色提高了 15-40%，但是残留少量染料如果采用常规的皂洗和多次清洗，需要消耗大量水，也就失去 了非水溶剂染色真正的意义。在活性染料的良溶剂和所述活性染料的不良溶剂混合体系中 直接固色是一种可行的方法，但传统的活性染料固色剂多为水溶性季铵盐高分子化合物， 无法在所述活性染料的良溶剂和所述活性染料的不良溶剂的混合物中溶解或分散。
【发明内容】
[0008] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种免水洗活性染料非水溶剂染色 的方法，该方法能够使活性染料在散纤维、纱线、面料或成衣上完全上染与固色，且染色结 束后不需要进行水洗和中和，染色周期短，能耗低。
[0009] 为达到上述目的，本发明提供了一种免水洗活性染料非水溶剂染色固色方法，其 包含以下步骤：
[0010] 将经过预处理的散纤维或纺织品与活性染料、活性染料的良溶剂混合，形成混合 体系X ;对所述混合体系X进行升温，在升温之前或升温的过程中向所述混合体系X中加入 活性染料的不良溶剂，升温至染色温度后进行保温，得到混合体系Y ;所述活性染料的良溶 剂与所述活性染料的不良溶剂的体积比为1 :(3-20);所述活性染料的良溶剂的体积与所 述散纤维或纺织品的质量之比为（3_10)mL :lg ;
[0011] 将所述混合体系Y降温至30-60°C，再加入季铵盐阳离子小分子化合物，保温 10-30min，然后加入小分子亲电化合物，加热至45-98°C，保温30-60min，烘干后得到染色 后的散纤维或纺织品；
[0012] 其中，所述季铵盐阳离子小分子化合物包含两个以上的亲核基团和一个以上的季 铵盐基团；所述季铵盐阳离子小分子化合物能够在非极性或弱极性的活性染料的不良溶剂 中溶解或均匀分散；所述小分子亲电化合物包含两个以上的亲电基团；所述小分子亲电化 合物能够在非极性或弱极性的活性染料的不良溶剂中溶解。
[0013] 在上述方法中，所述活性染料的用量没有特别限制，可以根据实际染色深度的要 求确定染料的用量。
[0014] 在上述方法中，优选的，所述预处理的方法包括以下步骤：
[0015] 将散纤维或纺织品置于碱性物质的水溶液中进行充分溶胀至其带液率为 30-200%，然后供干。
[0016] 在上述方法中，优选的，所述碱性物质包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化 锂、氢氧化钾中的一种或几种的组合；所述碱性物质的水溶液的浓度为5_50g/L ;
[0017] 更优选地，所述碱性物质的水溶液的浓度为10_20g/L。
[0018] 采用优选浓度的碱性物质的水溶液时，所述混合体系Y的pH值可以控制在 6. 0~8, 0〇
[0019] 在上述方法中，优选的，所述纺织品包括纱线、面料或成衣；所述散纤维或纺织品 的材质包括纤维素纤维、具有反应基团的合成纤维中的一种或几种的组合；所述纤维素纤 维包括棉纤维和/或麻纤维；所述反应基团包括-OH，-NH2, -NHR，其中，R包括烷基或酰胺 基。
[0020] 上述棉纤维、麻纤维等天然纤维，或者合成纤维上可反应的基团主要 为-OH，-NH2, -NHR，其中，R包括烷基或酰胺基。
[0021] 在上述方法中，优选的，所述活性染料的良溶剂为能溶解活性染料但不与活性染 料发生化学反应的非水溶剂；
[0022] 更优选地，所述活性染料的良溶剂为极性溶剂；
[0023] 再优选地，所述活性染料的良溶剂包括N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、 二甲基亚砜、离子液体、醇醚溶剂中的一种或几种的组合。
[0024] 在上述方法中，优选的，所述活性染料的不良溶剂为不能溶解活性染料且不与活 性染料发生化学反应的非水溶剂；
[0025] 更优选地，所述活性染料的不良溶剂包括烷烃、含氯烃类、烯烃、芳烃、酮类溶剂、 硅烷类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂中的一种或几种的组合；
[0026] 再优选地，所述活性染料的不良溶剂包括C6_CS的正构烷烃、C 6_CS的异构烷烃、四 氯乙烯、丙酮、四氢呋喃、十甲基环五硅氧烷中的一种或几种的组合；
[0027] 所述活性染料的不良溶剂的体积与所述散纤维或纺织品的质量之比为l_20mL : lgo
[0028] 在上述方法中，优选的，所述季铵盐阳离子小分子化合物的结构通式包括：
[0030]其中，X 为 C1 或 Br ;&、R2、R3、R4、馬及 1?6为 CnH2n+1，η 为 1-18 的正整数，R7、Rs、 R9、R1(]、Rn及R 12为-Η、-OH或者(^Η2ηι+1中的一种，m为1-4的正整数；η减η 2为2-16, η 3为 2-18,114为1-6,且η ρ η2、叫和η 4均为整数；
[0032] 其中，X 为 C1 或 Br ;&、私及 R 3为 C ηΗ2η+1，η 为 1-18 的正整数；R4、R5、&及 R 7为-H、-〇H或者(；Η2ηι+1中的一种，m为1-4的正整数；RA-H或CnH 2n+1，n为1-18的正整数； 叫为2-16, η 2为2-18, η 3为1-6,且η ρ