[发明专利]在低压二氧化碳介质中活性分散染料的固色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在低压二氧化碳介质中的活性分散染料的催化固色方法，特别涉及一种在低压二氧化碳气体中利用催化剂实现活性分散染料在天然纤维上固着的方法，属纺织染整技术领域。

背景技术

超临界二氧化碳流体是一种绿色、环保的流体介质，以其代替传统水浴对纤维纺织品进行染色加工，具有环保、清洁生产的特点，以及突出的节能降耗效应，对改变传统纺织印染行业对水资源消耗高、排污量大、环境污染严重等现状具有重要意义。

然而目前占市场份额较大的亲水性天然纤维，如棉、真丝、羊毛等纤维纺织品的超临界CO₂流体染色，至今仍存在较多尚需解决的技术性难题（参见文献：超临界流体染色技术的历史、现状和前景. [J].国外纺织技术：纺织针织服装化纤染整，2004(3)：15-27）。其中，超临界二氧化碳流体中天然纤维采用活性分散染色时，染料在纤维上不能良好固色，或固色效率不高就是其中之一。为提高均三嗪类染料活性基与纤维上官能团的反应性，中国发明专利（CN101091017、CN101091018）公开了如下的技术方案：用润湿膨化剂充分预处理天然纤维后，通过向超临界二氧化碳流体中加酸的方式使染料活性基离子化，以提高活性基中心碳原子上的正电性，使染料与纤维间的亲核取代反应更容易进行，从而有利于染料的固色。然而，使用大量溶剂或有机类润湿膨化剂对纤维预处理需要耗时较长，而且在纤维上的残留物需要进一步处理，同时剩余溶剂或助剂需分离回收，增加了工艺的复杂性，也延长了工艺流程，此外对加工设备的防爆安全提出了更高要求。在超临界二氧化碳流体中加酸，虽可使染料活性基与纤维间的固色反应更容易进行，但也使染料在超临界二氧化碳流体中的溶解度降低，从而影响到染料在纤维上的上染量和得色量，而且质子化后分散活性染料在疏水性流体中的利用率也会下降；此外酸化后的超临界二氧化碳流体对设备的耐腐蚀性也提出了更高要求，且固色反应时系统仍处于超临界二氧化碳流体状态，压力相对较高；同时要获得较好的染色效果，其染色加工时间往往较长（4小时或更长），表明酸对固色反应的促进作用，仍不够理想。

因而，如何提高二氧化碳介质中各类活性基团（尤其是一氯均三嗪、二氯均三嗪型以及乙烯砜型分散活性染料等）在棉、麻等纤维素纤维以及/或天然蛋白质纤维上的反应性，提高固色效率，以及降低系统固色压力、染色温度、缩短处理时间等，对彻底实现天然纤维的超临界二氧化碳清洁染色加工具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种在低压二氧化碳气体中利用催化剂实现活性分散染料在天然纤维上固着的方法。

实现本发明目的所采用的技术方案是提供一种在低压二氧化碳介质中活性分散染料的固色方法，将在超临界二氧化碳流体染色单元中完成活性分散染料吸附上染的天然纤维纺织品置于固色单元中，在二氧化碳气体介质和固色催化剂存在的条件下，将固色催化剂与天然纤维纺织品上的活性分散染料充分接触，进行催化反应，催化反应温度为60℃～160℃，反应时间为20min～120min；所述固色单元中，二氧化碳气体介质的压力为1.0MPa～6.0Mpa，含有的固色催化剂的浓度为0.1g/L～20g/L，所述的固色催化剂为三乙烯二胺，或其易升华的衍生化合物。

所述活性分散染料的活性基为乙烯砜、乙烯基、均三嗪型、烟酸结构，或它们的衍生化合物。

本发明的原理是：将在超临界二氧化碳流体染色单元中完成活性分散染料吸附上染的天然纤维纺织品，置于低压二氧化碳气体介质的固色单元中，利用固色单元中的固色催化剂易与二氧化碳介质作用及易升华的特点，达到与纤维尤其是纤维上染料充分接触，并通过固色催化剂与纤维上染料活性基形成不稳定的鎓离子中间产物，来提高其与纤维上活性官能团的反应性，从而实现染料在纤维上的催化固着。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：由于固色催化剂与纤维上染料活性基形成了不稳定的鎓离子中间产物，使染料活性基与纤维上活性官能团的反应性得到增强，从而提高了纤维上染料的固色效率及染料的利用率；同时，由于固色阶段系统采用低压二氧化碳气体介质，也降低了对设备的要求和投入。因而，本发明的技术方案在天然纤维的超临界二氧化碳流体无水染色生产中具有非常广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例提供的超临界二氧化碳流体中织物染色的系统原理图。