本发明属于纺织
技术领域：
，具体的，涉及一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺。
背景技术：
：织物整理是在织物上施加一种整理剂，它能改变织物的表面性能，从而赋予织物特殊的功能，例如憎水憎油整理是以具有低表面张力的整理剂处理织物，改变纤维的表面特性，使织物表面不易被水或油润湿和铺展，从而达到憎水憎油的目的，防污整理和易去污整理是通过改变纤维的表面性能或表面状态，使织物在穿着、使用条件下不易沾附污垢，或将已沾附的污垢易于洗涤并不再沾污的加工工艺；染色整理剂是一种对织物进行处理，使染色剂能够与织物紧密结合，提升织物染色牢度的织物印染助剂，其主要功能是与织物纤维结合，在织物纤维的表面形成一层整理剂层，然后整理剂与染色剂再通过静电结合、化学键结合等方式进行结合，但是现有技术中整理剂在进行染色前整理后，虽然能够提升染料染色效果，但是随着使用时间的变长，受细菌等因素的影响，会加速老化导致褪色变色，同时，很多染色整理剂由于追求染色效果，会导致织物变硬，影响手感，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺。本发明需要解决的技术问题为：现有技术中整理剂对染料的结合效果以及整理剂与织物纤维之间的结合效果并不理想，同时整理剂在进行染色前整理后，虽然能够提升染料染色效果，但是随着使用时间的变长，受细菌等因素的影响，会加速老化导致褪色变色，同时，很多染色整理剂由于追求染色效果，会导致织物变硬，影响手感。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺，包括如下步骤：步骤一，制备氧化石墨烯，该步骤中以石墨为原料通过氧化插层制备氧化石墨烯，具体制备方法包括hummer法、staudenmair法。步骤二，以上一步骤制备的氧化石墨烯与氢氧化钾固体按照重量比1:1-6混合后研磨均匀，然后将研磨混合均匀的物料在惰性气体气氛中，600-1000℃温度下加热40-120min，加热完成后用去离子水冲洗混合物至冲洗水为中性，以除去氢氧化钾成分，然后将氧化石墨烯在40-80℃的温度下烘干干燥，得到预处理氧化石墨烯；该步骤中，通过氢氧化钾高温处理氧化石墨烯，能够提升氧化石墨烯的比表面积，从而提升氧化石墨烯对染料的吸附效果，从而提升染色后的色牢度。步骤三，将聚氨酯与上一步骤中得到的预处理氧化石墨烯分别加入四氢呋喃中，超声处理使预处理氧化石墨烯在四氢呋喃中均匀分散后，将其加入聚氨酯的四氢呋喃溶液中，超声处理1-3h后，真空抽泡，固液分离，通过四氢呋喃冲洗固相物料，将未反应的聚氨酯去除，待四氢呋喃挥发后得到高分散氧化石墨烯；每1l四氢呋喃中加有2.5-10g的预处理氧化石墨烯，预处理氧化石墨烯与聚氨酯的重量比为1:4-13；在该步骤中，通过将分散的氧化石墨烯与聚氨酯在四氢呋喃溶剂中均匀分散并进行超声处理，在这一过程中，聚氨酯分子链能够插层到氧化石墨烯片层之间，从而提升氧化石墨烯的片层之间的距离，从而提升了在后续处理中氧化石墨烯的分散效果，另外，聚氨酯的-nh-键与氧化石墨烯的c=o键之间能够形成氢键，从而聚氨酯会包裹在氧化石墨烯片层上，一方面在后续的研磨处理中，能够对氧化石墨烯起到一定的保护效果，另一方面能够提升氧化石墨烯的分散效果。步骤四，将上一步骤得到的高分散氧化石墨烯加入n，n-二甲基甲酰胺，超声分散，得到高分散氧化石墨烯分散液，其中高分散氧化石墨烯的浓度质量2-10g/100ml，向高分散氧化石墨烯分散液中加入氯化亚砜溶液，加热至70-80℃，搅拌反应24-72min，反应结束后，固液分离，用四氢呋喃冲洗固相，冲洗后在60-80℃的温度下真空烘干干燥，得到酰氯化的改性氧化石墨烯；在该步骤中，氧化石墨烯的表面富含羧基，然后通过氯化亚砜在n，n-二甲基甲酰胺作为溶剂的环境下将其酰氯化；优选的，在步骤四中，每60-80ml氯化亚砜中加入1g的高分散氧化石墨烯。步骤五，将壳聚糖加入有机溶剂中，加热搅拌至完全溶解，然后向其中加入改性氧化石墨烯，超声分散后，120-140℃保温反应48-72h，反应结束后，固液分离除去溶剂，用有机酸溶液冲洗固相物质，除去其中未反应完全的壳聚糖，然后在60-80℃温度下烘干干燥，得到接枝有壳聚糖的氧化石墨烯，即染色整理剂；该步骤中，所述有机溶剂为n，n-二甲基甲酰胺，所述有机酸溶液是体积浓度为2%-6%的醋酸溶液；每100ml有机溶剂中添加有1.5-3g的壳聚糖，壳聚糖与改性氧化石墨烯的质量比为3-6:1；在步骤四与步骤五中，首先利用酰氯与活泼羟基、氨基之间的反应，将壳聚糖接枝在改性氧化石墨烯上，能够使壳聚糖与氧化石墨烯均匀结合，一方面壳聚糖与改性氧化石墨烯均具有良好的抗菌效果，从而能够提升被处理织物的抗菌性能，另一方面，壳聚糖能够与染料以及织物纤维之间通过范德华力、氢键、离子键等进行结合，从而提升染料的色牢度以及改性氧化石墨烯在织物纤维上的结合效果。本发明还公开一种通过上述方法制备而成的基于氧化石墨烯的染色整理剂；本发明所述基于氧化石墨烯的染色整理剂，其应用于纺织品染色，其具体应用步骤为：配制体积浓度为2%-6%的醋酸溶液，向其中加入染色整理剂，超声分散均匀后，向其中加入交联剂，在本发明的一个实施例中，交联剂为环氧氯丙烷，继续超声处理后向其中加入染料溶液，超声反应20-60min后开始向其中滴加氨水至混合溶液呈中性，从而得到染色整理液；通过该染色整理液对经过漂白的纤维织物进行处理。在配制染色整理液时，通过壳聚糖能够与染料以及织物纤维之间通过范德华力、氢键、离子键等进行结合，从而提升染料的色牢度，能够避免褪色，同时壳聚糖与氧化石墨烯均具有良好的杀菌效果。本发明的益效果：本发明所述染色整理剂的制备工艺，首先通过氢氧化钾高温处理氧化石墨烯，能够提升氧化石墨烯的比表面积，从而提升氧化石墨烯对染料的吸附效果，从而提升染色后的色牢度；然后通过将分散的氧化石墨烯与聚氨酯在四氢呋喃溶剂中均匀分散并进行超声处理，在这一过程中，聚氨酯分子链能够插层到氧化石墨烯片层之间，从而提升氧化石墨烯的片层之间的距离，从而提升了在后续处理中氧化石墨烯的分散效果，另外，聚氨酯的-nh-键与氧化石墨烯的c=o键之间能够形成氢键，从而聚氨酯会包裹在氧化石墨烯片层上，一方面在后续的研磨处理中，能够对氧化石墨烯起到一定的保护效果，另一方面能够提升氧化石墨烯的分散效果，最后再利用酰氯与活泼羟基、氨基之间的反应，将壳聚糖接枝在改性氧化石墨烯上，能够使壳聚糖与氧化石墨烯均匀结合，一方面壳聚糖与改性氧化石墨烯均具有良好的抗菌效果，从而能够提升被处理织物的抗菌性能，另一方面，壳聚糖能够与染料以及织物纤维之间通过范德华力、氢键、离子键等进行结合，从而提升染料的色牢度以及改性氧化石墨烯在织物纤维上的结合效果。具体实施方式下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。实施例1一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺，包括如下步骤：步骤一，通过hummer法制备氧化石墨烯；步骤二，以上一步骤制备的氧化石墨烯与氢氧化钾固体按照重量比1:5混合后研磨均匀，然后将研磨混合均匀的物料在氮气气氛中，800℃温度下加热80min，加热完成后用去离子水冲洗混合物至冲洗水为中性，以除去氢氧化钾成分，然后将氧化石墨烯在60℃的温度下烘干干燥，得到预处理氧化石墨烯；步骤三，将聚氨酯与上一步骤中得到的预处理氧化石墨烯分别加入四氢呋喃中，每1l四氢呋喃中加有4g的预处理氧化石墨烯，预处理氧化石墨烯与聚氨酯的重量比为1:5，超声处理使预处理氧化石墨烯在四氢呋喃中均匀分散后，将其加入聚氨酯的四氢呋喃溶液中，超声处理1.5h后，真空抽泡，固液分离，通过四氢呋喃冲洗固相物料，将未反应的聚氨酯去除，待四氢呋喃挥发后得到高分散氧化石墨烯；步骤四，将上一步骤得到的高分散氧化石墨烯加入n，n-二甲基甲酰胺，超声分散，得到高分散氧化石墨烯分散液，其中高分散氧化石墨烯的浓度质量6g/100ml，向高分散氧化石墨烯分散液中加入氯化亚砜溶液，高分散氧化石墨烯与氯化亚砜的质量体积之比为1：60g/ml，加热至80℃，搅拌反应40min，反应结束后，固液分离，用四氢呋喃冲洗固相，冲洗后在60℃的温度下真空烘干干燥，得到酰氯化的改性氧化石墨烯；步骤五，将壳聚糖加入n，n-二甲基甲酰胺中，每100ml的n，n-二甲基甲酰胺中添加有2g的壳聚糖，加热搅拌至完全溶解，然后向其中加入改性氧化石墨烯，壳聚糖与改性氧化石墨烯的质量比为4:1，超声分散后，120℃保温反应48h，反应结束后，固液分离除去溶剂，用体积浓度为4%的醋酸溶液冲洗固相物质，除去其中未反应完全的壳聚糖，然后在60℃温度下烘干干燥，得到染色染色整理剂。实施例2一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺，包括如下步骤：步骤一，通过hummer法制备氧化石墨烯；步骤二，以上一步骤制备的氧化石墨烯与氢氧化钾固体按照重量比1:6混合后研磨均匀，然后将研磨混合均匀的物料在惰性气体气氛中，800℃温度下加热80min，加热完成后用去离子水冲洗混合物至冲洗水为中性，以除去氢氧化钾成分，然后将氧化石墨烯在60℃的温度下烘干干燥，得到预处理氧化石墨烯；步骤三，将聚氨酯与上一步骤中得到的预处理氧化石墨烯分别加入四氢呋喃中，每1l四氢呋喃中加有6g的预处理氧化石墨烯，预处理氧化石墨烯与聚氨酯的重量比为1:8，超声处理使预处理氧化石墨烯在四氢呋喃中均匀分散后，将其加入聚氨酯的四氢呋喃溶液中，超声处理2h后，真空抽泡，固液分离，通过四氢呋喃冲洗固相物料，将未反应的聚氨酯去除，待四氢呋喃挥发后得到高分散氧化石墨烯；步骤四，将上一步骤得到的高分散氧化石墨烯加入n，n-二甲基甲酰胺，超声分散，得到高分散氧化石墨烯分散液，其中高分散氧化石墨烯的浓度质量2.5g/100ml，向高分散氧化石墨烯分散液中加入氯化亚砜溶液，高分散氧化石墨烯与氯化亚砜的质量体积之比为1：60g/ml，加热至80℃，搅拌反应60min，反应结束后，固液分离，用四氢呋喃冲洗固相，冲洗后在60℃的温度下真空烘干干燥，得到酰氯化的改性氧化石墨烯；步骤五，将壳聚糖加入n，n-二甲基甲酰胺中，每100ml的n，n-二甲基甲酰胺中添加有2g的壳聚糖，加热搅拌至完全溶解，然后向其中加入改性氧化石墨烯，壳聚糖与改性氧化石墨烯的质量比为4:1，超声分散后，120℃保温反应72h，反应结束后，固液分离除去溶剂，用体积浓度为4%的醋酸溶液冲洗固相物质，除去其中未反应完全的壳聚糖，然后在60℃温度下烘干干燥，得到染色整理剂。对比例1一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺，包括如下步骤：步骤一，通过hummer法制备氧化石墨烯；步骤二，将聚氨酯与上一步骤中得到的氧化石墨烯分别加入四氢呋喃中，每1l四氢呋喃中加有4g的氧化石墨烯，氧化石墨烯与聚氨酯的重量比为1:5，超声处理使氧化石墨烯在四氢呋喃中均匀分散后，将其加入聚氨酯的四氢呋喃溶液中，超声处理1.5h后，真空抽泡，固液分离，通过四氢呋喃冲洗固相物料，将未反应的聚氨酯去除，待四氢呋喃挥发后得到高分散氧化石墨烯；步骤三，将上一步骤得到的高分散氧化石墨烯加入n，n-二甲基甲酰胺，超声分散，得到高分散氧化石墨烯分散液，其中高分散氧化石墨烯的浓度质量6g/100ml，向高分散氧化石墨烯分散液中加入氯化亚砜溶液，高分散氧化石墨烯与氯化亚砜的质量体积之比为1：60g/ml，加热至80℃，搅拌反应40min，反应结束后，固液分离，用四氢呋喃冲洗固相，冲洗后在60℃的温度下真空烘干干燥，得到酰氯化的改性氧化石墨烯；步骤四，将壳聚糖加入n，n-二甲基甲酰胺中，每100ml的n，n-二甲基甲酰胺中添加有2g的壳聚糖，加热搅拌至完全溶解，然后向其中加入改性氧化石墨烯，壳聚糖与改性氧化石墨烯的质量比为4:1，超声分散后，120℃保温反应48h，反应结束后，固液分离除去溶剂，用体积浓度为4%的醋酸溶液冲洗固相物质，除去其中未反应完全的壳聚糖，然后在60℃温度下烘干干燥，得到染色染色整理剂。对比例2一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺，包括如下步骤：步骤一，通过hummer法制备氧化石墨烯；步骤二，以上一步骤制备的氧化石墨烯与氢氧化钾固体按照重量比1:5混合后研磨均匀，然后将研磨混合均匀的物料在氮气气氛中，800℃温度下加热80min，加热完成后用去离子水冲洗混合物至冲洗水为中性，以除去氢氧化钾成分，然后将氧化石墨烯在60℃的温度下烘干干燥，得到预处理氧化石墨烯；步骤三，将上一步骤得到的预处理氧化石墨烯加入n，n-二甲基甲酰胺，超声分散，得到高分散氧化石墨烯分散液，其中高分散氧化石墨烯的浓度质量6g/100ml，向预处理氧化石墨烯分散液中加入氯化亚砜溶液，预处理氧化石墨烯与氯化亚砜的质量体积之比为1：60g/ml，加热至80℃，搅拌反应40min，反应结束后，固液分离，用四氢呋喃冲洗固相，冲洗后在60℃的温度下真空烘干干燥，得到酰氯化的改性氧化石墨烯；步骤四，将壳聚糖加入n，n-二甲基甲酰胺中，每100ml的n，n-二甲基甲酰胺中添加有2g的壳聚糖，加热搅拌至完全溶解，然后向其中加入改性氧化石墨烯，壳聚糖与改性氧化石墨烯的质量比为4:1，超声分散后，120℃保温反应48h，反应结束后，固液分离除去溶剂，用体积浓度为4%的醋酸溶液冲洗固相物质，除去其中未反应完全的壳聚糖，然后在60℃温度下烘干干燥，得到染色染色整理剂。对比例3一种基于氧化石墨烯的染色整理剂的制备工艺，包括如下步骤：步骤一，通过hummer法制备氧化石墨烯；步骤二，将上一步骤得到的氧化石墨烯加入n，n-二甲基甲酰胺，超声分散，得到氧化石墨烯分散液，其中氧化石墨烯的浓度质量6g/100ml，向氧化石墨烯分散液中加入氯化亚砜溶液，氧化石墨烯与氯化亚砜的质量体积之比为1：60g/ml，加热至80℃，搅拌反应40min，反应结束后，固液分离，用四氢呋喃冲洗固相，冲洗后在60℃的温度下真空烘干干燥，得到酰氯化的改性氧化石墨烯；步骤三，将壳聚糖加入n，n-二甲基甲酰胺中，每100ml的n，n-二甲基甲酰胺中添加有2g的壳聚糖，加热搅拌至完全溶解，然后向其中加入改性氧化石墨烯，壳聚糖与改性氧化石墨烯的质量比为4:1，超声分散后，120℃保温反应48h，反应结束后，固液分离除去溶剂，用体积浓度为4%的醋酸溶液冲洗固相物质，除去其中未反应完全的壳聚糖，然后在60℃温度下烘干干燥，得到染色染色整理剂。实验数据与结果分析：按照上述实施例与对比例制备基于氧化石墨烯的染色整理剂，并将其应用于纺织品染色，具体应用步骤为：配制体积浓度为4%的醋酸溶液，向其中加入染色整理剂，超声分散均匀后，向其中加入环氧氯丙烷作为交联剂，继续超声处理后向其中加入染料溶液，超声反应20-60min后开始向其中滴加氨水至混合溶液呈中性，从而得到染色整理液，染色整理液中染色整理剂的浓度为10g/l，环氧氯丙烷的浓度为0.04mol/l，染料为酸性橙ⅱ，染料浓度为2.5g/l；将棉织两浸两轧上述整理液，轧余率95%，烘干后进行检测。检测项目包括手感、干摩擦牢度、湿摩擦牢度以及抗菌性能(根据gb/t20944.3-2008标准)，具体结果见表1：表1检测项手感干摩擦牢度湿摩擦牢度抗菌性能(抑菌率%，大肠杆菌)实施例1柔软4-54＞92实施例2柔软4-54-5＞96对比例1柔软43-4＞84对比例2略硬43-4＞90对比例3略硬3-43＞82根据上述结果可知，通过本发明所述工艺制备得到的染色整理剂对棉纤维织物进行处理，具有良好的手感与色牢度，同时具有良好的抑菌效果。以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本
技术领域：
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，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。当前第1页12