一种聚酰亚胺织物的无水染色方法
【专利摘要】本发明涉及纺织品染色领域，特别涉及一种聚酰亚胺织物的无水染色方法，包括以下步骤：在超临界二氧化碳状态下对聚酰亚胺织物进行充分清洗；采用低温等离子体对清洗后的聚酰亚胺织物进行预处理；采用分散染料在超临界二氧化碳中进行染色，得到染色的聚酰亚胺织物。本发明提供的一种聚酰亚胺织物的无水染色方法，采用本发明提供的改性聚酰亚胺织物的染色方法，工艺简单，染色得到的织物色深度高，色牢度好。与传统染色方法相比，该方法具有节水、环保、无需使用助剂和染色时间短等优点，可缩短生产周期，提高经济效益。
【专利说明】
一种聚酰亚胺织物的无水染色方法
技术领域
[0001] 本发明涉及纺织品染色领域，具体而言，涉及一种聚酰亚胺织物的无水染色方法。
【背景技术】
[0002] 传统印染行业资源消耗大，污染物排放量多，对环境污染日益严重。印染废水具有 水量大、有机污染物含量高等特点，工业废水难处理，为了减少或彻底消除由染色引起的水 污染问题，就必须采用可循环利用且对环境友好的非水溶剂。因此，选择超临界二氧化碳作 为染色介质进行染色成为是一个重要的研究方向。
[0003]超临界二氧化碳染色与传统染色相比，具有以下优点：可真正实现无水染色，节约 水资源，彻底解决水污染问题;二氧化碳来源广泛，无毒无害，可循环利用；多余染料可回收 再利用，而且染色过程中无需添加任何助剂，节约成本;染色时间短，匀染性好，可提高生产 效率。
[0004] 聚酰亚胺(PI)是分子链中含有酰亚胺基团的含氮芳杂环高分子聚合物，由于聚酰 亚胺纤维大分子排列规整、纤维结构紧密、纤维疏水性很强，导致聚酰亚胺染色极为困难， 再加上聚酰亚胺纤维本身具有黄色的色泽，使其染色难度增大，限制了其产品在民用和产 业用领域的应用。
[0005] 目前专门针对聚酰亚胺织物染色的研究比较少，如公开号为CN105401401A、 CN10532622A、CN105133378A和CN103541214A等的发明专利。但这些发明所公布的染色方法 的主要是通过对聚酰亚胺纤维进行羧基化改性，染色然后在高温高压下进行染色，染色介 质均为水。主要存在的问题有:聚酰亚胺改性破坏了纤维的内部结构，造成纤维强力、耐热 性等性能的降低;染色是在水浴中进行，且加入大量助剂，具有资源消耗大、污染严重和工 艺流程长等缺点。
[0006] 目前尚未检索到关于聚酰亚胺织物超临界二氧化碳染色的报道。
[0007] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺织物的无水染色方法，该方法具有节水、环 保、无需使用助剂和染色时间短等优点，可缩短生产周期，提高经济效益。
[0009] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0010] -种聚酰亚胺织物的无水染色方法，包括以下步骤：
[0011] (a)、在超临界二氧化碳状态下对聚酰亚胺织物进行充分清洗，得到清洗后的聚酰 亚胺织物；
[0012] (b)、采用低温等离子体对清洗后的聚酰亚胺织物进行预处理，得到改性的聚酰亚 胺织物；
[0013] (c)、采用分散染料在超临界二氧化碳中对改性的聚酰亚胺织物进行染色，得到染 色的聚酰亚胺织物。
[0014] 本发明提供的一种聚酰亚胺织物的无水染色方法，先在超临界二氧化碳状态下对 聚酰亚胺织物进行充分清洗，洗掉纤维表面的杂质和油剂等;再用低温等离子体对聚酰亚 胺织物进行改性处理，使纤维表面粗糙化，并对光线的全反射减弱而漫反射加强，有效解决 聚酰亚胺纤维染色难的问题，再采用分散染料在超临界二氧化碳状态下进行染色，得到染 色的聚酰亚胺织物。采用本发明提供的改性聚酰亚胺织物的染色方法，工艺简单，染色得到 的织物色深度高，色牢度好。与传统染色方法相比，该方法具有节水、环保、无需使用助剂和 染色时间短等优点，可缩短生产周期，提高经济效益。
[0015] 为了将纤维表面的杂质和油剂等清除彻底，优选地，在步骤(a)中，清洗的温度为 60~100°C，清洗过程中的压力为10_30MPa，二氧化碳流体的流量为5-30L/h，清洗的时间为 5~30min〇
[0016] 为了达到更好的清洗效果，进一步地，在步骤(a)中，清洗的过程中还添加有机溶 剂，所述聚酰亚胺织物与所述有机溶剂的重量比为1:50-1:200。
[0017]优选地，所述有机溶剂为乙醇或丙酮。
[0018] 进一步地，在步骤(a)中，清洗完成后，二氧化碳和有机溶剂分别回收，达到二氧化 碳和有机溶剂的回收利用，节水、环保。
[0019] 清洗一般在染色釜中进行，将织物固定在支架上，平行悬挂在染色釜内；在染料釜 中加入乙醇或丙酮等有机溶剂，浴比为1:50-1: 200;依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节 阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化碳流量达到预定值后，平衡5~30min，二氧化碳 回收至钢瓶内，乙醇或丙酮回收至分离釜内，即可得到清洗后的聚酰亚胺织物。
[0020] 为了达到更好的改性效果，优选地，在步骤（b)中，预处理所用的功率为100~ 500W，处理时间为5~20min，处理氛围为空气、氧气、氮气、氩气中的任一种。
[0021] 为了达到更好的染色效果，优选地，在步骤(c)中，染色的温度100~150°C，压力 15-30MP，二氧化碳流体的流量为10-30L/h。
[0022] 为了充分进行染色，达到一定的染色深度和色牢度，进一步地，在步骤(c)中，所述 分散染料的添加量为改性的聚酰亚胺织物重量的1 %_5%。
[0023] 为了充分进行染色，达到一定的染色深度和色牢度，优选地，在步骤(c)中，染色的 时间为10~60min。
[0024] 进一步地，在步骤(c)中，染色完成后，分散染料和二氧化碳分别回收。
[0025] 染色时，在染料釜中加入一定量的分散染料，依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节 阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化碳流量达到预定值后，染色平衡一段时间，二氧 化碳回收至钢瓶内，多余染料回收至分离釜，即可得到染色聚酰亚胺织物。
[0026]本发明提供的聚酰亚胺织物的无水染色方法，从源头做到不需要水染色，染液仅 含染料和二氧化碳，染色过程中无需加入任何助剂，多余染料可回收再利用，该工艺节水， 环保，染色时间短，并且染色得到的织物色深度高，色牢度好，缩短了染色生产周期，提高了 经济效益。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0028] (1)本发明提供的聚酰亚胺织物的无水染色方法，从源头做到不需要水染色，清洗 中涉及的有机溶剂和二氧化碳均可回收，染色过程中的染液仅含染料和二氧化碳，染色过 程中无需加入任何助剂，多余染料可回收再利用，该工艺节水，环保。
[0029] (2)本发明提供的聚酰亚胺织物的无水染色方法，染色时间短，并且染色得到的织 物色深度高，色牢度好，缩短了染色生产周期，提高了经济效益。
[0030] (3)本发明还限定了各个步骤中的具体步骤，使染色后的聚酰亚胺纤维K/S值明显 提高，皂洗牢度和摩擦牢度也提高了 1级左右。
【附图说明】
[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0032] 图1为本发明实施例涉及的关于聚酰亚胺织物无水染色所用的装置的示意图； [0033]图中：1_C02钢瓶，2-冷凝器，3-高压栗，4-预热器，5-染料釜，6-染色釜，7-流量计， 8-分离釜;A、B、C、D、E、F均表示为调节阀。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会 理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为 可以通过市售购买获得的常规产品。
[0035] 实施例1
[0036] 一种聚酰亚胺织物的无水染色方法，包括以下步骤：
[0037] 1)首先在超临界二氧化碳状态下对聚酰亚胺织物进行充分清洗，具体采用的参数 如下:清洗温度60°C，压力lOMPa，二氧化碳流体的流量为5L/h，清洗时间为5min。
[0038] 其中，超临界二氧化碳织物清洗包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行悬挂 在染色釜内；
[0039]在染料釜中加入乙醇，浴比为1:50;
[0040] 依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，平衡5min后，二氧化碳回收至钢瓶内，乙醇回收至分离釜内，得到清 洗后的聚酰亚胺织物。
[0041] 2)采用低温等离子体对聚酰亚胺织物进行预处理，处理功率为100W，处理时间为 5min，处理氛围为氧气。
[0042] 3)采用分散深蓝HGL在超临界二氧化碳中对低温等离子体处理后的聚酰亚胺织物 进行染色，温度l〇〇°C，压力15MPa，二氧化碳流体的流量为10L/h。
[0043] 其中，超临界二氧化碳织物染色包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行放置 在染色釜内；
[0044] 在染料釜中加入分散深蓝HGL，染料用量为l%(〇wf);
[0045] 依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，染色平衡l〇min后，二氧化碳回收至钢瓶内，多余染料回收至分离釜， 即可得到染色聚酰亚胺织物。
[0046] 分别测定聚酰亚胺织物染色前和染色后的K/S值和色牢度。结果如表1所示。
[0047] 表1染色结果
[0049] 从表1可以看出，染色后的聚酰亚胺纤维K/S值明显提高，皂洗牢度和摩擦牢度也 提尚了 1级左右。
[0050] 实施例2
[0051] -种聚酰亚胺织物的无水染色方法，包括以下步骤：
[0052] 1)首先在超临界二氧化碳状态下对聚酰亚胺织物进行充分清洗，具体采用的参数 如下:清洗温度100°c，压力30MPa，二氧化碳流体的流量为30L/h，清洗时间为30min。
[0053]其中，超临界二氧化碳织物清洗包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行悬挂 在染色釜内；
[0054]在染料釜中加入丙酮，浴比为1:200;
[0055]依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，平衡一段30min后，二氧化碳回收至钢瓶内，乙醇回收至分离釜内，即 可得到清洗后的聚酰亚胺织物。
[0056] 2)采用低温等离子体对聚酰亚胺织物进行预处理，处理功率为500W，处理时间为 20min，处理氛围为氮气。
[0057] 3)采用分散蓝HGL在超临界二氧化碳中对低温等离子体处理后的聚酰亚胺织物进 行染色，温度150 °C，压力30MPa，二氧化碳流体的流量为30L/h。
[0058]其中，超临界二氧化碳织物染色包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行放置 在染色釜内；
[0059]在染料釜中加入分散染料，用量为5% (owf);
[0060] 依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，染色平衡60min后，二氧化碳回收至钢瓶内，多余染料回收至分离釜， 即可得到染色聚酰亚胺织物。
[0061] 分别测定聚酰亚胺织物染色前和染色后的K/S值和色牢度。结果如表2所示。
[0062] 表2染色结果
[0063]
[0064]从表2可以看出，染色后的聚酰亚胺纤维K/S值明显提高，皂洗牢度和摩擦牢度也 提尚了 1级左右。
[0065] 实施例3
[0066] 一种聚酰亚胺织物的无水染色方法，包括以下步骤：
[0067] 1)首先在超临界二氧化碳状态下对聚酰亚胺织物进行充分清洗，具体如下：清洗 温度80 °C，压力20MPa，二氧化碳流体的流量为15L/h，清洗时间为15min。
[0068] 其中，超临界二氧化碳织物清洗包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行悬挂 在染色釜内；
[0069]在染料釜中加入乙醇，浴比为1:100;
[0070] 依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀A、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，平衡15min后，二氧化碳回收至钢瓶内，乙醇回收至分离釜内，即可得 到清洗后的聚酰亚胺织物。
[0071] 2)采用低温等离子体对聚酰亚胺织物进行预处理，处理功率为300W，处理时间为 lOmin，处理氛围为氩气。
[0072] 3)采用分散红SE-3B在超临界二氧化碳中对低温等离子体处理后的聚酰亚胺织物 进行染色，温度120 °C，压力20MPa，二氧化碳流体的流量为20L/h。
[0073]其中，超临界二氧化碳织物染色包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行放置 在染色釜内；
[0074]在染料釜中加入分散染料，用量为3 % (owf);
[0075]依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，染色平衡30min后，二氧化碳回收至钢瓶内，多余染料回收至分离釜， 即可得到染色聚酰亚胺织物。
[0076]分别测定聚酰亚胺织物染色前和染色后的K/S值和色牢度。结果如表3所示。
[0077] 表3染色结果
[0078]
[0079] 从表3可以看出，改性后的聚酰亚胺纤维K/S值明显提高，皂洗牢度和摩擦牢度也 提尚了 1级左右。
[0080] 实施例4
[0081] -种聚酰亚胺织物的无水染色方法，包括以下步骤：
[0082] 1)首先在超临界二氧化碳状态下对聚酰亚胺织物进行充分清洗，具体采用的参数 如下:清洗温度80°C，压力30MPa，二氧化碳流体的流量为15L/h，清洗时间为20min。
[0083] 其中，超临界二氧化碳织物清洗包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行悬挂 在染色釜内；
[0084]在染料釜中加入乙醇，浴比为1:80;
[0085]依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，平衡20min后，二氧化碳回收至钢瓶内，乙醇回收至分离釜内，得到清 洗后的聚酰亚胺织物。
[0086] 2)采用低温等离子体对聚酰亚胺织物进行预处理，处理功率为300W，处理时间为 lOmin，处理氛围为空气。
[0087] 3)采用分散深蓝HGL在超临界二氧化碳中对低温等离子体处理后的聚酰亚胺织物 进行染色，温度120 °C，压力30MPa，二氧化碳流体的流量为20L/h。
[0088] 其中，超临界二氧化碳织物染色包括以下步骤:将织物固定在支架上，并平行放置 在染色釜内；
[0089] 在染料釜中加入分散深蓝HGL，染料用量为3%(〇wf);
[0090] 依次打开冷凝器、二氧化碳钢瓶调节阀、高压栗和预热器，当压力、温度和二氧化 碳流量达到预定值后，染色平衡30min后，二氧化碳回收至钢瓶内，多余染料回收至分离釜， 即可得到染色聚酰亚胺织物。
[0091] 分别测定聚酰亚胺织物染色前和染色后的K/S值和色牢度。结果如表4所示。
[0092] 表4染色结果
[0093]
[0094] 从表4可以看出，染色后的聚酰亚胺纤维K/S值明显提高，皂洗牢度和摩擦牢度也 提尚了 1级左右。
[0095] 另外，本发明实施例中所用的设备如图1所示。图1中，1_C02钢瓶，2-冷凝器，3-高 压栗，4-预热器，5-染料釜，6-染色釜，7-流量计，8-分离釜;A、B、C、D、E、F均表示为调节阀。
[0096] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的 精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中 包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
【主权项】
1. 一种聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，包括以下步骤： (a) 、在超临界二氧化碳状态下对聚酰亚胺织物进行充分清洗，得到清洗后的聚酰亚胺 织物； (b) 、采用低温等离子体对清洗后的聚酰亚胺织物进行预处理，得到改性的聚酰亚胺织 物； (c) 、采用分散染料在超临界二氧化碳中对改性的聚酰亚胺织物进行染色，得到染色的 聚酰亚胺织物。2. 根据权利要求1所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步骤(a)中，清 洗的温度为60~100°C，清洗过程中的压力为10_30MPa，二氧化碳流体的流量为5-30L/h，清 洗的时间为5~30min。3. 根据权利要求1所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步骤(a)中，清 洗的过程中还添加有机溶剂，所述聚酰亚胺织物与所述有机溶剂的浴比为1:50-1:200。4. 根据权利要求3所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，所述有机溶剂为 乙醇或丙酮。5. 根据权利要求3所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步骤(a)中，清 洗完成后，二氧化碳和有机溶剂分别回收。6. 根据权利要求1所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步骤(b)中，预 处理所用的功率为100~500W，处理时间为5~20min，处理氛围为空气、氧气、氮气、氩气中 的任一种。7. 根据权利要求1所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步骤(c)中，染 色的温度100~150 °C，压力15-30MP，二氧化碳流体的流量为10-30L/h。8. 根据权利要求7所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步骤(c)中，所 述分散染料的添加量为改性的聚酰亚胺织物重量的1 %-5%。9. 根据权利要求8所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步骤(c)中，染 色的时间为10~60min。10. 根据权利要求1-9任一项所述的聚酰亚胺织物的无水染色方法，其特征在于，在步 骤(c)中，染色完成后，分散染料和二氧化碳分别回收。
【文档编号】D06P1/16GK106087379SQ201610399191
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】高大伟, 王丽丽, 王春霞, 陆振乾, 林洪芹, 李伟伟, 刘慧中
【申请人】盐城工学院