一种固色剂及其制备方法及固色工艺与流程

本技术涉及纺织印染，更具体地说，它涉及一种固色剂及其制备方法及固色工艺。

背景技术：

1、涤纶是世界产量最大，应用最广泛的合成纤维品种，涤纶占世界合成纤维掺量的60％以上。涤纶的基本组成物质是聚对苯二甲酸乙二醇酯，因分子链上存在大量的酯基，故称为聚酯纤维。由于结晶度高、强力大、快干和易打理等特点，在服装和家纺等领域应用广泛。

2、涤纶由于结晶度高无定型区少，染色过程需要较高的温度和压力，因此多采用分散染料，利用高温高压染色法、热熔染色法、常压沸腾法等。分散染料是一类疏水性很强，水溶性较小，染色时在水中主要以微小颗粒成为分散状态存在的非离子型染料，涤纶纤维是疏水性的合成纤维，分子结构中缺少像纤维素或蛋白质纤维那样能和染料发生结合的活性基团，而且分子排列较为紧密，纤维中只存在较小的空隙，所以染料分子难以渗透到纤维内部。而且分散染料的结构中不含磺酸基、羧酸基等水溶性基团，而具有一定数量的非离子极性基团，不具有反应性基团，很难通过固色剂的作用达到固色效果，使得分散染料高牢度染着在涤纶上成为一个行业难题。

技术实现思路

1、为了提高分散染料在涤纶织物上的色牢度，本技术提供一种固色剂及其制备方法及固色工艺。

2、第一方面，本技术提供一种固色剂，采用如下的技术方案：

3、一种固色剂，包括以下重量份的原料：0.05-0.1份氨基化笼型聚倍半硅氧烷、0.6-1份壳聚糖、0.1-0.5份羧化碳纳米管、0.01-0.05份阴离子分散剂、0.3-0.5份有机硅弹性体乳液、0.5-1份

4、聚乙二醇油酸酯。

5、通过采用上述技术方案，笼型聚倍半硅氧烷(poss)是一种具有笼状结构的纳米尺寸分子，具有硅氧元素和有机基团结构，特殊的元素组成和结构使其成为一种介于有机分子和无机分子之间的分子，其具有规则的笼状结构，并且分子中的r基团的存在使其能够与多种有机分子结合，氨基化笼型聚倍半硅氧烷中含有的氨基能接枝在羧化碳纳米管上，壳聚糖是一种带正电荷的聚电解质，具有较强的吸附能力，在壳聚糖中掺杂羧化碳纳米管后，氨基和羧基形成共价键以及分子间作用力，从而将壳聚糖和氨基化笼型聚倍半硅氧烷接枝在羧化碳纳米管上，从而增加碳纳米管间的距离，使范德华力降低且位阻增大，从而增强羧化碳纳米管的分散性，使其不易再次聚集，阴离子分散剂能将分散染料包围，而且阴离子分散剂产生的阴离子能与壳聚糖上正电荷相互吸附，形成氢键相互作用，而壳聚糖和八氨基苯基多面体低聚倍半硅氧烷中的氨基和碳纳米管表面的羧基之间有较强的亲和力，形成致密的凝胶状聚合物，因此分散染料能被阴离子分散剂和接枝壳聚糖、氨基化笼型聚倍半硅氧烷的羧化碳纳米管进行包覆，在有机硅弹性体乳液的粘性作用下，包裹或填涂在涤纶植物表面或缝隙中，从而将染料包裹住，黏附在纤维上，并对染料起到有效的物理阻隔作用，提升了色牢度；而且羧化碳纳米管在有机硅弹性体乳液的作用下，在涤纶织物表面形成一定的导电网络，赋予涤纶织物一定的抗静电性，壳聚糖上羟基能与目标染料中的氨基基团发生分子内氢键作用，改善染料的色牢度，因此在水中分散性得到改善的羧化碳纳米管，在壳聚糖和氨基化笼型聚倍半硅氧烷的作用下，形成网状物，将分散染料进行包覆，从而使分散染料在水中分散均匀，以防团聚，使分散染料染色更加均匀，并且在有机硅弹性体乳液的作用下，增加了羧化碳纳米管等物质在涤纶纤维表面的粘附力，改善了分散染料的耐洗牢度；聚乙二醇油酸酯能提高分散染料胶束的稳定性和染料的增溶量，提高染料在水中的分散性，能促进染料从纤维表面解吸重新上染，并且对染料的移染通主要发生在纤维的表面和表层结构，对进入纤维内层结构的染料，其作用较弱，所以在染料在纤维表面时，就能达到匀染的效果。

6、可选的，所述壳聚糖的分子量≤1000道尔顿。

7、通过采用上述技术方案，分子量越低的壳聚糖，渗透性越高，能改善固色剂在纤维上的渗透效果。

8、可选的，所述阴离子分散剂选自十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、二辛基磺基琥珀酸钠中的至少一种。

9、通过采用上述技术方案，阴离子的电荷斥力有助于分散体的稳定，以上阴离子分散剂能使分散染料被包围，使染料不会彼此靠近，防止相互聚集或结块成团。

10、可选的，所述聚乙二醇油酸酯为聚乙二醇400油酸酯和聚乙二醇600油酸酯中的至少一种。

11、第二方面，本技术提供一种固色剂的制备方法，采用如下的技术方案：

12、一种固色剂的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶于乙酸溶液中，形成浓度为3-5wt％的溶液，加入羧化壳聚糖和氨基化笼型聚倍半硅氧烷，超声10-20min，在40-50℃下水浴搅拌10-12h，加入到含有氢氧化钠溶液、甲醇和去离子水的混合液中，室温搅拌后透析、冷冻干燥，制得复合材料；

13、将所述复合材料与阴离子分散剂、有机硅弹性体乳液和聚乙二醇油酸酯混合均匀，制得固色剂。

14、通过采用上述技术方案，将氨基化笼型聚倍半硅氧烷和壳聚糖通过氨基与羧化碳纳米管上的羧基进行接枝反应，从而改善羧基碳纳米管在水中的分散性，并使其能形成致密的聚合物，在与分散染料混合时，能在阴离子分散剂的作用下，使分散染料被包裹，增加了分散染料在水中的分散性，以防团聚成块。

15、第三方面，本技术提供一种固色剂的固色工艺，采用如下的技术方案：

16、一种固色剂的固色工艺，包括以下步骤：

17、预定型：将待染的涤纶织物在190-195℃下进行预定型，超喂18-20％，车速为32-35m/min，风量为1500-1800r/min，轧车压力为0.3-0.4mpa；

18、染色处理：将固色剂和去离子水按照1:18-20混合，加入染料，在20-40khz的频率下超声10-15min，加入氨纶去油剂和乳化去油剂、匀染剂和冰醋酸，制成染料液，加入预定型的涤纶织物，浴比为1:8-10，升温至130-135℃，保温30-40min；

19、高温定型：将染色后的涤纶织物升温至190-195℃，超喂12-14％，机速28-30m/min，轧车压力为0.4-0.5mpa，风量为1500-1800r/min；

20、绳状水洗：采用绳状水洗对高温定型的涤纶织物进行清洗，第一槽采用含有保险粉20-25g/l和液碱20-25g/l的溶液，在80-90℃下进行还原水洗；第二槽采用含有乳化去油剂0.8-1g/l和染中素tf-257 0.8-1g/l的溶液，在80-85℃下进行皂洗；第三槽采用含有乳化去油剂0.5-1g/l的溶液，在70-75℃下进行皂洗；第四槽采用温度为60-65℃的清水进行水洗；第五槽采用温度为40-45℃的清水进行水洗，第六槽为常温水洗；第七槽和第八槽采用含有柔软剂3-3.5g/l的溶液进行柔软处理；

21、低温定型：将经过绳状水洗的涤纶织物在145-150℃下定型，超喂8-10％，风量为1500-1800r/min，轧车压力为0.15-0.2mpa，机速为35-38m/min。

22、分散染料在100℃以上高温和染液快速流动双重因素的作用下，容易吸附在纤维的表面，尤其是升温速率较快时，染料分散运动加快，分子间容易发生聚集并吸附，染料会重新聚集成更大的染料颗粒，造成浮色、染色不均匀等现象；通过采用上述技术方案，将分散染料先与固化剂混合并超声，在超声频率下，染料和固色剂受到的空化分散作用较强，染料更容易粉碎，进一步降低分散染料的粒径，达到细化分散效果，降低微小粒子重结晶，降低染料析出；将经过染色处理的涤纶织物进行高温定型，进一步增加染料的附着性，用绳状水洗机进行连续水洗，能去除涤纶织物的表面浮色，增加匀染性，改善色牢度。

23、可选的，所述第7槽和第8槽中还添加有10-20g/l聚甲基聚倍半硅氧烷乳液、5-10g/l柠檬桉叶油和5-10g/l芦荟汁，浴比为20-25:1，温度为30-40℃，处理时间为30-60min。

24、通过采用上述技术方案，聚甲基聚倍半硅氧烷是一种高度交联的网状结构的聚硅氧烷，具有良好的光滑性和疏水性，同时它还具有良好的润滑性和成膜性，能赋予涤纶织物爽滑感和饱满的质感，而且使涤纶织物具有疏水效果，改善耐洗色牢度，另外柠檬桉叶油是天然植物成分，主要成分为香茅醛，具有消毒杀菌、抑制病原菌生长的作用，能使涤纶织物具有一定的防蚊抗菌效果，而且香茅醛中的醛基和酚羟基能够吸收紫外线，使涤纶织物能够低于紫外线的辐射，降低日晒变色，另外香茅醛中的醛基能与染色后的涤纶织物上氨基化笼型聚倍半硅氧烷发生席夫碱反应，增加防蚊抗菌持久性；芦荟汁中含有木质素、皂素、盐酸等，具有杀菌、抑菌作用，且木质素找那个含有酚羟基、羰基和醛基，不仅能有效吸收紫外线，抵御紫外线对涤纶织物色牢度的影响，还具有良好的保湿效果，能降低静电的产生，而且还能与氨基化笼型聚倍半硅氧烷产生氢键作用，进一步增加抑菌、抗静电的持久性。

25、可选的，所述预定型的涤纶织物在进行染色处理之前，经过以下预处理：

26、将聚乙烯醇用去离子水溶解，制成浓度为5-7wt％的聚乙烯醇溶液；

27、将氧化石墨烯分散到去离子水中，超声，获得悬浮液，与聚乙烯醇溶液混合，加入甘油和虾壳蛋白，混合均匀，制得浸渍液；

28、将涤纶织物在浸渍液中浸润，温度为85-90℃，浸渍60-100min，然后用80-90℃的水洗涤。

29、通过采用上述技术方案，涤纶织物分子结构较为紧密，分子间缺乏可以与染料相结合的亲水基团，而且其吸湿性不佳，极易产生静电，因此将涤纶织物在前，使用聚乙烯醇等进行亲水处理，聚乙烯醇是一种高分子水溶性材料，具有易成膜、耐有机溶剂和粘结性好等特点，氧化石墨烯经超声后形成氧化石墨烯片层，氧化石墨烯表面含有大量羧基、羟基、环氧基等亲水性含氧活性基团，使氧化石墨烯具有很强的表面活性和润湿性，还具有优越的分散性，可以与聚乙烯醇中羟基形成强烈的氢键作用，从而使氧化石墨烯片层作为一种纳米填料插入到聚乙烯醇基体中，进一步提高其亲水效果，氧化石墨烯上的活性基团与虾壳蛋白分子的官能团通过静电和范德华力，诱导虾壳蛋白分子的吸附，从而使虾壳蛋白负载于涤纶织物上，因此将聚乙烯醇、氧化石墨烯和虾壳蛋白负载在涤纶织物上，使涤纶织物的吸湿性增加，抗静电效果增强，而且与染料分子结合的基团增多，染色效果增加。

30、可选的，所述浸渍液中各原料重量份如下：5-7份聚乙烯醇、0.04-0.06份氧化石墨烯、0.2-0.3份甘油、0.4-0.6份虾壳蛋白。

31、通过采用上述技术方案，以上用量的各原料能使涤纶织物表面含有较多亲水基团，能与分散染料结合，并改善涤纶织物的吸湿性，增强抗静电效果。

32、可选的，所述染料液的中各原料的用量为：染料2-3owf％，氨纶去油剂0.8-1g/l、乳化去油剂1-2g/l、匀染剂0.67-0.8g/l和冰醋酸0.6-0.7g/l。

33、综上所述，本技术具有以下有益效果：

34、1、由于本技术采用氨基化笼型聚倍半硅氧烷、壳聚糖、羧化碳纳米管、阴离子分散剂和聚乙二醇油酸酯作为固色剂，能有效改善分散染料在水中的分散性和在涤纶织物上的负载牢度，从而改善匀染效果，降低色差，提高色牢度。

35、2、本技术中优选在绳状水洗机的第7槽和第8槽内添加含有聚甲基聚倍半硅氧烷乳液、柠檬桉叶油和芦荟汁的溶液，对高温定型后的染色涤纶织物进行柔软处理，能改善涤纶织物的爽滑手感，并增加其抗菌、抗紫外线掉色效果，而且柠檬桉叶油中香茅醛和芦荟汁中木质素能与固色剂中氨基化笼型聚倍半硅氧烷发生氢键作用，从而增加抗菌持久性和抗静电持久性。

36、3、本技术的方法，通过采用绳状针织物水洗工艺，能较好的去除浮色，改善摩擦色牢度，节省大量的水、汽和电，在提高色牢度的同时，又能起到节能减排的效果。