[发明专利]一种纤维素纤维织物活性染料无盐染深色方法

说明书

技术领域

本发明属于纤维素纤维染色方法领域，特别涉及一种纤维素纤维织物活性染料无盐染色方法。

背景技术

我国纺织行业年耗水量超过100亿吨，废水排放量占全国各行业的第六位。其中印染行业又是纺织行业中的废水排放大户，每天大约有400万吨的废水排放，政府每年需花费大量的资金进行污水处理。推动节能减排政策是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。印染废水的成分依生产过程的不同而有明显差异，其中活性染料染色废水主要有两大来源，一是活性染料水解反应降低染料的利用率，染色后水洗液中较多的染料，造成水资源的污染。另一方面，染色过程大量无机盐的加入，不能通过简单的物理化学及生化方法加以处理。工业污水处理当中，含盐废水的处理难度要远远高于水解的染料，为此，近年来国内外就如何减少活性染料染色过程中盐的用量进行研究，低盐甚至无盐染色已成为一项重要议题。

活性染料是可与纤维形成共价键结合的一类染料，其分子结构简单，色泽鲜艳，色谱较全，因其较优的性价比在印染行业被广泛应用。但其主要问题之一是染料利用低，染色过程中需加入大量的电解质，特别是大浴比染色时更为突出。按染色基本理论，在活性染料浸染时，盐主要起到电荷屏蔽作用。纤维素纤维在碱性水溶液中表面带负电荷，如果吸附上活性染料阴离子后，染料离子的负电荷会使纤维带更多的负电荷，这种负电荷会阻止活性染料阴离子上染，降低上染速率和平衡上染量，降低染料利用率和深染性。染色时，向染液中加入电解质，它起到阳离子化作用，即起到电荷屏蔽作用，减少染料阴离子与纤维负电荷的斥力，进而起到促染作用。但无机盐（如硫酸钠）在染液中离解的钠离子，一方面由于其水合能力强，在染液中其表面会形成一层水化层，从而导致其在压缩纤维表面的双电层效果上会大大降低；另一方面，钠离子分子量较小，和纤维之间的范德华力较低，从而不易靠近纤维表面，即使能靠近，也会随着染液的流动而离开纤维表面，故在染色时需要加入大量的电解质来促染。从上述分析,活性染料的无盐或低盐染色可从如下几个方面进行：

（1）低盐活性染料开发

从染料化学结构看，主要取决于染料的疏水和亲水基团的结构和比例，尤其与分子中阴离子基(磺酸基)的数目和位置。阴离子基愈多，与纤维的电性斥力就愈大，降低直接性愈显著，反之，疏水基团愈多，芳环平面排列性愈强，染料直接性就愈高，盐用量愈低。通过合理改变染料的结构来达到低盐染色的目的，但此法存在生产成本过高，也不能根本上实现无盐染色。张华，赵涛.一种季铵盐阳离子活性染料的合成及对棉纤维的染色性能研究[J]2009,4(46),32~35。用1-氨基蒽醌为染料母体，先与三聚氯氰反应，后引入叔胺，最后再将叔胺季铵化的方法合成了一种阳离子活性染料。采用该种活性染料对棉织物进行无盐染色可获得较高的上染率和固色率。

（2）合理制定染色工艺

合理设计和控制染色工艺，如降低染色温度和小浴比染色也是实现低盐染色的重要手段。由染色理论可知，染色温度越低和浴比越小，染料的直接性越高，盐用量可大大减少。通过严格精确控制染色过程，采用先进的染色工艺进行生产，能减少盐染化料的用量，且生产效率高、正品率高、生产周期短、生产成本低、废水污染少。但小浴比染色，首先要求染料的溶解性和稳定性好，另一个难点是匀染性，对设备结构和控制系统要求很高。而低温染色，必须选用适当的助剂来改善染料的溶解或分散性，加快染料的上染和固色速度，也存在染色时间长，重现性不易控制的缺点。

（3）多功能代盐剂和无盐染色助剂

在染液中添加代盐剂，使其与染料形成松散结合降低染料的电性；或先被纤维吸附，降低纤维界面电性，减小纤维与染料间静电斥力，提高其上染率和固色率，实现低盐染色。刘丽军，姚金波.甜菜碱在活性染料对棉织物低盐染色中的应用[J].2009,4(28),53~57.甜菜碱是一种无毒易分解的两性化合物，其分子中带有一个正电荷和一个负电荷，在染液中加入甜菜碱后，甜菜碱分子中的正离子与染料阴离子开成离子键结合，由于磺酸基的离解性比羧基的大，甜菜碱正离子与磺酸基阴离子结合后，将减少活性染料的负电量，从而减少染料与纤维之间的静电排斥，使染料对纤维的直接性增强，从而达到低盐染色。加入甜菜碱后，以活性红B-3BF对棉织物染色，可减少60%左右盐的用量，染色牢度也有所提高。

（4）纤维素纤维阳离子改性