[发明专利]一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能纺织材料技术领域，涉及一种棉纤维染色与改性的方法，具体涉及一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法。

背景技术

纳米二氧化钛是一种十分重要的无机半导体材料，其独特的紫外线屏蔽能力、光催化活性和颜色效应使它一经面世而倍受青睐，在防晒、杀菌、废水处理、环保和汽车工业等方面有着广阔的应用前景。利用纳米二氧化钛耐高温、难分解、无毒、功能持久以及与聚合物相容性较好等特性，可以制备出具有多种功能的纺织纤维和织物。纳米二氧化钛的制备方法主要包括气相法、液相法和固相法。相比之下，液相法具有合成温度低、设备简单、易操作等优点。液相法主要有液相沉淀、溶胶-凝胶、微乳液和水热等方法，其中水热法制备出的纳米晶体具有晶粒发育完整，粒度小，分布均匀，颗粒团聚较轻等优点，而且晶粒物相和形貌可以控制。

目前有关使用活性染料和钛酸四丁酯在水热条件下对棉纤维进行染色改性的研究还没有涉及。对纺织材料进行表面改性方法主要有两种：一是制备含有纳米颗粒的功能性纤维，即在纺丝过程中将纳米颗粒分散在纺丝原料中纺成纤维，其优点是性能持久，缺点是纳米颗粒与聚合物材料亲和性差，纳米颗粒分散不均匀，团聚现象严重，大部分纳米颗粒包埋在纤维基体内部，而纤维表面的纳米颗粒很少，因此不能很好地发挥纳米颗粒的性能，材料的功能性大幅度下降；二是采用后整理工艺将纳米颗粒整理到纤维或织物表面，通常使用粘合剂和助剂等将纳米颗粒粘附在纤维或织物表面，因此也同样面临着纳米颗粒团聚的问题，而且整理后的织物耐洗涤牢度不好，服用性能受到较大影响，手感明显变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法，实现了棉纤维染色和纳米二氧化钛负载的同步进行，改性染色后获得的棉纤维具有良好的抗紫外线、抗菌性、耐日晒色牢度。

本发明所采用的技术方案是，一种采用钛酸四丁酯和活性染料对棉纤维改性染色的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对棉纤维进行预处理；

步骤2、使用活性染料对预处理后的棉纤维进行染色处理；

步骤3、配制钛酸四丁酯改性溶液，在染色后期添加改性溶液对染色棉纤维进行改性处理；

步骤4、对染色改性后的棉纤维进行后处理。

本发明的特点还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：

1.1）称取棉纤维；

1.2）将称取的棉纤维浸泡在质量-体积浓度为3.0～6.0g/L的氢氧化钠溶液中，于80℃～100℃条件下处理30min～50min，然后用无水乙醇、去离子水于60℃条件下分别洗涤10min～20min；

1.3）取出清洗干净的棉纤维后于70℃～90℃条件下烘干，得到预处理的棉纤维。

步骤2具体按照以下步骤实施：

2.1）按照步骤1得到的预处理后的棉纤维质量的1%～2%称取活性翠兰KN-G染料；

2.2）按照棉纤维和去离子水的浴比为1：30～50，量取去离子水；

2.3）按照每升去离子水中溶解50g～70g的硫酸钠和10g～20g的碳酸钠的比例称取硫酸钠和碳酸钠；

2.4）将步骤2.1）中称取的活性翠兰KN-G染料溶解于步骤2.2）中量取的去离子水中，在40℃～50℃条件下，放入预处理后的棉纤维进行染色，接着添加步骤2.3）中称取的二分之一的硫酸钠并不断搅拌，10～15min后添加另外二分之一的硫酸钠，继续搅拌，染色10min～15min后，将染色溶液以1℃/min～2℃/min速率升温至80℃～90℃，10min～15min后添加步骤2.3）中称取的二分之一的碳酸钠，10min～20min后添加另外二分之一的碳酸钠，并不断搅拌，10min～20min后完成染色处理。

步骤3具体按照以下步骤实施：

3.1）按照预处理后的棉纤维质量称取钛酸四丁酯，棉纤维与钛酸四丁酯的质量比为3～6：1；

3.2）按照步骤3.1）中称取的钛酸四丁酯量取无水乙醇，钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1：10～30；

3.3）将步骤3.1）中称取的钛酸四丁酯溶解于步骤3.2）量取的无水乙醇中，并进行搅拌，配制成钛酸四丁酯改性溶液；

3.4）将步骤3.3）配制的钛酸四丁酯改性溶液缓慢滴加到步骤2得到的含有棉纤维的染色溶液中，一边滴加一边不断搅拌，将混合溶液以1℃/min～2℃/min速率升温至110℃～130℃，恒温处理2h～4h，待反应结束后取出棉纤维。