[发明专利]芳纶的无载体染色方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织印染技术领域，具体涉及一种芳纶的无载体染色方法。

背景技术

芳纶的全称为芳香族聚酰胺，是一种高强度、高模量、低密度和耐磨性好的耐高温阻燃材料，由于具有良好的化学稳定性和优异的机械物理性能，因而不但可以单独地用作结构材料及功能材料，而且还可以与其它材料复合使用。

芳纶是间位芳纶和对位芳纶的统称，间位芳纶的化学名称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，我国称为芳纶1313，其极限氧指数（LO1）为29，在火焰中不会发生熔滴现象，离开火焰即会自熄。在400℃左右的高温下，纤维发生碳化并成为隔热层，从而起到阻挡外部热量传入内部的隔热作用。据此而被人们作为耐高温纤维材料广泛用于航空航天、耐高温纺织品如防护服饰、消防服饰、军服和宇航服等、耐高温滤材和垫材，等等。

间位芳纶是目前广泛应用的特种纤维，其化学结构式为：

由上述结构式可以看出，间位芳纶是由酰胺基团相互连接间位苯基所构成的线型大分子，由于大分子长链中用芳香环取代了一般聚酰胺中的脂肪基，使分子链的柔性减小，而刚性则增大，晶体内的氢键力很大，使纤维的物理和化学性能稳定，表现为优良的物理机械性能、优异的耐热性能、理想的阻燃性和耐化学腐蚀性。但是，由于间位芳纶具有很高的结晶度和取向度，因此纤维的玻璃化温度和耐热性显著提高。然而，由于玻璃化温度高（270℃），因而给染色带来困难，而由于染色困难在一定程度上制约了应用范围的拓展。

已有技术通常对纤维表面改性（等离子体、超声波或化学接枝等）后再进行染色，或者通过加入载体进行染色，并且染色需在高温高压下进行，但被实践证明：染色深度、色泽鲜艳度和纤维的蓬松度等等均不能表现出令人满意的程度。

在已公开的中国专利文献中，可见诸关于芳纶1313的染色方法的技术信息，典型的如发明专利公告号CN100467712C推荐的“一种提高芳纶1313纤维染色色牢度的方法”，该专利方法客观上能够体现其说明书第2页第14-17行的技术效果，但是由其技术方案的步骤（2）可知，需要向染色容器（高压罐）中加入每升150mL的载体，载体为芳香酮、芳香醇、芳香醚中的一种或几种。加入此类载体虽然可以降低芳纶的玻璃化温度，但是存在以下缺陷：一是由于载体价格较贵，因而导致染色成本增加，最终使芳纶1313纤维、纱线或织物成本提高；二是由于载体为有机物质例如芳香酮（Armatic Ketones）为不能或称不易被弱氧化剂氧化且无法回收利用的有机化工原料，因而会对环境造成污染。

此外，在非专利文献中也可见诸关于芳纶1313染色的技术信息，典型的如余艳娥撰写的“探讨芳纶织物的阳离子染料载体染色”，阐述了载体法阳离子对芳纶1313染色，并且指出苯乙酮载体效果最为显著（印染，2006，12∶25-26）。该文也是教导使用载体，同样存在前述CN100467712C所存在的缺陷。因此如何在芳纶1313染色色牢度与降低染色成本以及保护环境之间寻找合理的平衡点成了业界关注并且期望解决的技术问题。

鉴于上述已有技术存在的缺陷，本申请人作了持久而有益的探索，终于形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的任务在于提供一种芳纶的无载体染色方法，该方法有助于避免使用作为载体的并且价格昂贵的诸如芳香酮、芳香醇和芳香醚而藉以降低染色成本并且避免对环境造成影响而藉以体现环保效果。

本发明的任务是这样来完成的，一种芳纶的无载体染色方法，包括以下步骤：

A）配制染浴，先向染色容器中注水，并且控制浴比，再向染色容器中加入染料0.01-15%（o.w.f）和匀染剂5-20g/L，而后加入缓冲剂调节pH至4-6；

B）染色，先将芳纶用水浸润，再将水挤干后投入染浴中，而后将染色容器置入染色机中进行染色，并且控制染色机的染色温度、染色时间和染色压力，出染色机后将芳纶从染色容器中取出并依次水洗、还原清洗、水洗和烘干，得到染色的芳纶。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A）中所述的控制浴比是将浴比控制为1∶10-50；所述的染料为分散染料或阳离子染料；所述的匀染剂为平平加O；所述的缓冲剂为醋酸、柠檬或甲酸。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤B）中所述的芳纶为芳纶纤维、芳纶纱线或芳纶织物；所述的控制染色机的染色温度是将染色温度控制为150-220℃，所述的控制染色时间是将染色时间控制为30-90min，所述的控制染色压力是将染色压力控制为0.4-2.3MPa。