一种提高芳纶日晒牢度的染色方法与流程

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种提高芳纶日晒牢度的染色方法。

背景技术：

芳纶纤维综合性能优良，是目前产量最大、应用最广的高性能纤维，芳纶大分子是由酰胺基与苯环间位连接或对位连接而成，使其具有结晶度高、取向度高，化学稳定性优异等特点。其纤维性能具有热稳定性、高强度和高模量等物理特性。

由于芳纶含有酰胺基，使得纤维本色是土黄色，长时间日光照射芳纶本色更加萎暗，染色后的芳纶织物日晒牢度严重下降，严重影响芳纶服用性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种提高芳纶日晒牢度的染色方法，解决了现有芳纶染色后日晒牢度低，影响服用性能的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种提高芳纶日晒牢度的染色方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，预处理：

将芳纶织物置于染色前处理剂中处理，然后水洗，烘干；

步骤2，染色：

将经过步骤1预处理的芳纶织物置于染液中染色，然后依次进行热水洗、皂洗、热水洗、冷水洗、烘干；

步骤3，整理：

将经步骤2染色后的芳纶织物放入整理液中浸轧，然后烘干，定型。

本发明的特点还在于，

步骤1中染色前处理剂按照质量百分比由以下原料组成：质子酸2～4％、无机盐1～2％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

质子酸为多聚磷酸、质量分数为37％盐酸、质量分数为98％的硫酸溶液、醋酸中的一种或几种的混合；无机盐为氯化铵、氯化钠、醋酸钠中的任意一种。

步骤1中芳纶织物与染色前处理剂、步骤2中芳纶织物与染液的质量比均为1:20～50。

步骤1中预处理温度为60℃～90℃，处理时间为30～60min。

步骤2中染色温度为120℃～140℃，染色时间为30～60min；热水洗温度为80℃～90℃。

烘干温度均为70～90℃。

步骤2中染液，按照质量百分比由以下原料组成：染料2～4％，促进剂3～7％，匀染剂0～1％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，染料为阳离子染料或分散染料；促进剂为芳纶增深剂、甲基苯酮、羟苯甲酯中的任意一种。

步骤3中整理液按照质量百分比由以下原料组成：氧化交联剂3～6％，无机染料1～3％，天然多糖化合物0～1％，氧化剂0～1％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％；

氧化交联剂为聚氨酯类、丙烯酸类、碳酸酯类中的任意一种，天然多糖化合物为预糊化淀粉类、醚化淀粉类、海藻酸钠中的任意一种，氧化剂为质量分数为30％的双氧水、高锰酸钾、过硫酸盐中的任意一种。

步骤3中定型温度为180℃～210℃，定型时间为3～5min。

本发明的有益效果是，本发明通过芳纶前处理工艺、染色工艺、后整理工艺，相互协同配合，有效提高了芳纶染色织物的日晒牢度。芳纶前处理工艺是提高染料上染纤维的物理方法，通过对芳纶织物进行前处理在保证了纤维强力不损伤的同时，增加了颜色深度，提高了织物的k/s值；染色过程中通过加入一定的助剂使芳纶大分子在瞬间产生孔隙，从而使染料能够迅速进入纤维内部，提高染色深度，保证在织物颜色深浓色下的日晒牢度；整理工艺能够使芳纶染色织物日晒牢度进一步提高，以适用户外作业要求高牢度的芳纶染色织物。

附图说明

图1是本发明预处理后芳纶纤维表面的扫描电镜图；

图2是本发明中促进剂的种类和用量对芳纶织物染色深度的影响曲线图；

图3是本发明中整理工艺对芳纶织物染色深度的影响曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种提高芳纶日晒牢度的染色方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备染色前处理剂：

按照质量百分比分别称取以下原料：质子酸2～4％、无机盐1～2％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，将质子酸和无机盐加入水中混合均匀，即得到染色前处理剂。

质子酸为多聚磷酸、质量分数为37％盐酸、质量分数为98％的硫酸溶液、醋酸中的一种或几种的混合；

无机盐为氯化铵、氯化钠、醋酸钠中的任意一种。

步骤2，芳纶织物预处理：

按照芳纶织物与染色前处理剂质量比1:20～50，将芳纶织物置于60℃～90℃步骤1制备得到的染色前处理剂中处理30～60min，然后常温水洗，70℃～90℃烘干。

步骤3，染色：

按照芳纶织物与染液质量比1:20～50，将经过步骤2预处理的芳纶织物置于染液中，在120℃～140℃染色时间30～60min，然后依次进行热水洗、皂洗、热水洗、冷水洗、烘干。

其中染液按照质量百分比由以下原料组成：染料2～4％，促进剂3～7％，匀染剂0～1％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。染料为阳离子染料或分散染料；促进剂为芳纶增深剂(市售)、甲基苯酮、羟苯甲酯中的任意一种；匀染剂为市售商品。

热水洗过程中热水温度为80℃～90℃；

皂洗过程中，皂液中皂粉的用量为1～3g/l，皂洗温度为80℃～90℃，皂洗时间为5～15min；

冷水洗是指用常温水洗；

烘干温度为70～90℃。

步骤4，整理：

将经步骤3染色后的芳纶织物放入整理液中浸轧，然后在70℃～90℃烘干，随后在180℃～210℃下定型3～5min。

其中整理液按照质量百分比由以下原料组成：氧化交联剂3～6％，无机染料1～3％，天然多糖化合物0～1％，氧化剂0～1％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

氧化交联剂为聚氨酯类、丙烯酸类、碳酸酯类中的任意一种，天然多糖化合物为预糊化淀粉类、醚化淀粉类、海藻酸钠中的任意一种，氧化剂为质量分数为30％的双氧水、高锰酸钾、过硫酸盐中的任意一种。

本发明通过芳纶前处理工艺、染色工艺、后整理工艺，相互协同配合，有效提高了芳纶染色织物的日晒牢度。芳纶前处理工艺是提高染料上染纤维的物理方法，通过对芳纶织物进行前处理在保证了纤维强力不损伤的同时，增加了颜色深度，提高了织物的k/s值；染色过程中通过加入一定的助剂使芳纶大分子在瞬间产生孔隙，从而使染料能够迅速进入纤维内部，提高染色深度，保证在织物颜色深浓色下的日晒牢度；整理工艺能够使芳纶染色织物日晒牢度进一步提高，以适用户外作业要求高牢度的芳纶染色织物。

图1是本发明方法中预处理后芳纶纤维表面的扫描电镜图，从图中可以看出，通过预处理提高了芳纶纤维的表面粗糙度，使纤维直径增大，表面凸凹不平，纤维的比表面积增大，使得纤维与染料的物理吸附能力提高，从而提高了染色性能。

图2是染色促进剂种类和用量对芳纶织物染色深度的影响曲线图，ea-1、dck-2、v50分别为甲基苯酮为、羟苯甲酯、芳纶增深剂。促进剂的作用主要是改善芳纶大分子运动状态，使分子在一定温度下发生运动，瞬间产生孔隙，此时促进剂携带染料进入纤维内部，实现染料上染目的，由于纤维表面粗糙度增加，染料与纤维的吸附能力增大，更多的染料上染纤维，使得染色深度加深。图中，ea-1颜色深度最大，说明具有酮基类结构的化合物效果好，颜色越深对日晒牢度提高越好。

图3是整理工艺对芳纶织物染色深度的影响曲线图。由于芳纶自身含有氨基，一定的日晒时间会导致纤维黄变，同时纤维与染料发生的物理吸附极易光氧化，导致日晒牢度极差，加入一定的化学助剂及有机颜料能够增加织物表面颜色深度，在一定条件下有效阻挡紫外光对染料光氧化，从而有效提高染色织物日晒牢度。因此，无机颜料浓度增大，k/s值增大，染色织物日晒牢度提高。

对比不同工艺下芳纶织物的日晒牢度，其结果如下表所示：

表1不同工艺对芳纶耐日晒色牢度的影响

从表中可以看出，随着紫外辐照时间增加，上述3种不同工艺处理的芳纶织物日晒牢度均有所下降，经芳纶染色织物后整理的下降幅度最小，能够满足日晒牢度要求。

实施例1

步骤1，制备染色前处理剂：

按照质量百分比分别称取以下原料：多聚磷酸2％、氯化铵1％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，将多聚磷酸和氯化铵加入水中混合均匀，即得到染色前处理剂。

步骤2，芳纶织物预处理：

按照芳纶织物与染色前处理剂质量比1:20，将芳纶织物置于60℃步骤1制备得到的染色前处理剂中处理60min，然后常温水洗，70℃烘干。

步骤3，染色：

按照质量百分比称取阳离子染料2％，芳纶增深剂3％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，混合均匀得到染液。

按照芳纶织物与染液质量比1:20，将经过预处理的芳纶织物置于染液中，在120℃染色时间60min，然后依次进行80℃热水洗、皂洗(皂液中皂粉的用量为1g/l，皂洗温度为80℃，皂洗时间为15min)、80℃热水洗、冷水洗、70℃烘干。

步骤4，整理：

将染色后的芳纶织物放入整理液中浸轧，然后在70℃烘干，随后在180℃下定型3～5min。

其中整理液按照质量百分比由以下原料组成：水性聚氨酯3％，无机染料1％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

实施例2

步骤1，制备染色前处理剂：

按照质量百分比分别称取以下原料：质量分数为37％盐酸4％、氯化钠2％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，将质量分数为37％盐酸和氯化钠加入水中混合均匀，即得到染色前处理剂。

步骤2，芳纶织物预处理：

按照芳纶织物与染色前处理剂质量比1:50，将芳纶织物置于90℃步骤1制备得到的染色前处理剂中处理30min，然后常温水洗，90℃烘干。

步骤3，染色：

按照芳纶织物与染液质量比1:50，将经过步骤2预处理的芳纶织物置于染液中，在140℃染色时间30min，然后依次进行90℃热水洗、皂洗(皂液中皂粉的用量为3g/l，皂洗温度为90℃，皂洗时间为5min)、90℃热水洗、冷水洗、90℃烘干。

步骤4，整理：

将经步骤3染色后的芳纶织物放入整理液中浸轧，然后在90℃烘干，随后在210℃下定型3min。

其中整理液按照质量百分比由以下原料组成：丙烯酸脂6％，无机染料3％，预糊化淀粉1％，高锰酸钾1％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

实施例3

步骤1，制备染色前处理剂：

按照质量百分比分别称取以下原料：质量分数为98％的硫酸溶液3％、醋酸钠1.5％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，将质量分数为98％的硫酸溶液和醋酸钠加入水中混合均匀，即得到染色前处理剂。

步骤2，芳纶织物预处理：

按照芳纶织物与染色前处理剂质量比1:35，将芳纶织物置于75℃步骤1制备得到的染色前处理剂中处理45min，然后常温水洗，80℃烘干。

步骤3，染色：

按照芳纶织物与染液质量比1:35，将经过步骤2预处理的芳纶织物置于染液中，在130℃染色时间45min，然后依次进行85℃热水洗、皂洗(皂液中皂粉的用量为2g/l，皂洗温度为85℃，皂洗时间为10min)、85℃热水洗、冷水洗、80℃烘干。

其中染液按照质量百分比由以下原料组成：阳离子染料3％，羟苯甲酯5％，匀染剂0.5％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

步骤4，整理：

将经步骤3染色后的芳纶织物放入整理液中浸轧，然后在80℃烘干，随后在195℃下定型4min。

其中整理液按照质量百分比由以下原料组成：碳酸酯4.5％，无机染料2％，醚化淀粉0.5％，过硫酸钾0.5％，过硫酸余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

实施例4

步骤1，制备染色前处理剂：

按照质量百分比分别称取以下原料：醋酸2.5％、醋酸钠1.2％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，将醋酸和醋酸钠加入水中混合均匀，即得到染色前处理剂。

步骤2，芳纶织物预处理：

按照芳纶织物与染色前处理剂质量比1:30，将芳纶织物置于70℃步骤1制备得到的染色前处理剂中处理40min，然后常温水洗，75℃烘干。

步骤3，染色：

按照芳纶织物与染液质量比1:30，将经过步骤2预处理的芳纶织物置于染液中，在125℃染色时间40min，然后依次进行83℃热水洗、皂洗(皂液中皂粉的用量为1.5g/l，皂洗温度为83℃，皂洗时间为8min)、热水洗、冷水洗、75℃烘干。

其中染液按照质量百分比由以下原料组成：分散染料2.5％，芳纶增深剂4％，匀染剂0.3％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。热水洗过程中热水温度为80℃～90℃；

步骤4，整理：

将经步骤3染色后的芳纶织物放入整理液中浸轧，然后在75℃烘干，随后在190℃下定型5min。

其中整理液按照质量百分比由以下原料组成：水性聚氨酯4％，无机染料1.5％，海藻酸钠0.2％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

实施例5

步骤1，制备染色前处理剂：

按照质量百分比分别称取以下原料：质子酸3.5％、无机盐0.8％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％，将质子酸和无机盐加入水中混合均匀，即得到染色前处理剂。

质子酸为质量分数为37％盐酸与醋酸的混合；无机盐为醋酸钠。

步骤2，芳纶织物预处理：

按照芳纶织物与染色前处理剂质量比1:40，将芳纶织物置于80℃步骤1制备得到的染色前处理剂中处理50min，然后常温水洗，85℃烘干。

步骤3，染色：

按照芳纶织物与染液质量比1:40，将经过步骤2预处理的芳纶织物置于染液中，在135℃染色时间50min，然后依次进行88℃热水洗、皂洗(皂液中皂粉的用量为2.5g/l，皂洗温度为87℃，皂洗时间为12min)、88℃热水洗、冷水洗、85℃烘干。

其中染液按照质量百分比由以下原料组成：阳离子染料3.5％，甲基苯酮6％，匀染剂0.8％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。

步骤4，整理：

将经步骤3染色后的芳纶织物放入整理液中浸轧，然后在87℃烘干，随后在200℃下定型3min。

其中整理液按照质量百分比由以下原料组成：碳酸酯5％，无机染料2.5％，质量分数为30％的双氧水0.8％，余量为水，以上组分质量百分比之和为100％。