一种离子交换树脂-分散染料的一浴染色方法
阅读说明：本技术 一种离子交换树脂-分散染料的一浴染色方法 (One-bath dyeing method of ion exchange resin-disperse dye ) 是由 李敏 苏婧 付少海 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于纺织品印染技术领域,具体涉及一种离子交换树脂-分散染料的一浴染色方法,所述方法是先采用阳离子交换树脂柱处理精炼废水,再加入分散染料形成染浴对纺织品进行染色,染色结束后染浴通过离子交换树脂柱进行还原清洗,得到染色纺织品。本发明采用离子交换树脂,调节染浴中pH值,使普通分散染料可以一浴完成前处理染色、还原清洗过程,最终排放废水可直接达到国家排水的盐含量以及酸碱度标准,减少酸碱液的使用以及废水处理难度。通过对废水在树脂中回流次数的调控,使之不但适用于耐碱性分散染料在碱性条件下染色,而且适用于普通分散染料一浴染色。(The invention belongs to the technical field of textile printing and dyeing, and particularly relates to a one-bath dyeing method of ion exchange resin-disperse dye. The invention adopts ion exchange resin to adjust the pH value in the dye bath, so that the common disperse dye can finish the processes of pretreatment dyeing and reduction cleaning in one bath, and finally the discharged wastewater can directly reach the national drainage salt content and pH value standard, thereby reducing the use of acid-alkali liquor and the difficulty of wastewater treatment. Through regulating and controlling the reflux frequency of the waste water in the resin, the method is not only suitable for dyeing alkali-resistant disperse dyes under an alkali condition, but also suitable for dyeing common disperse dyes in one bath.)
技术领域
本发明涉及一种离子交换树脂-分散染料的一浴染色方法，属于纺织品印染技术领域。
背景技术
涤纶纤维及其混纺织物在当前的高档面料中有着重要的应用，其适用染料为分散染料。分散染料在对涤纶等化纤染色时，主要采用pH在4.5-5.5的酸性条件下染色。实际应用中酸性染色时涤纶中低聚物或齐聚物析出，沾与纺织品表面或染色容器内壁，使其照成色花等弊病。与此同时，前处理、染色、还原清洗等工序酸碱条件不断变换，需要耗费大量的酸碱助剂，使废水中增加不少难以去除的盐份，不符合低耗、高效、绿色节能减排的发展宗旨。为此，有不少研究人员开发了一系列碱性染色工艺及其配套助剂，从一定程度上解决了由于低聚物等照成的染色弊病。
虽然通过上述方法可以在一定程度上解决酸性染色时可能产生的染色弊病，但是，大多数分散染料不耐碱，只有特殊的耐碱性分散染料才能在碱性条件下染色，而且多数耐碱性分散染料仅耐pH小于10的弱碱，难以达到碱性染色所需应用性能，造成色谱不全，开发新的耐碱性分散染料难度较大。同时染色过程中需要借助pH稳定剂等跟随废水排放的助剂，照成废水处理难度加大、染色成本较高等新问题。与此同时，废水碱性较大，需要耗费大量酸剂中和，使废液中仍存在大量盐分，难以去除。因此，开发能够用于普通分散染料一浴染色，并且污染较小的染色工艺、助剂是解决以上问题的主要途径。
发明内容
【技术问题】
现有技术中普通分散染料难以应用于碱性染色，多数耐碱性分散染料不耐强碱。
【技术方案】
针对现有技术中普通分散染料难以应用于碱性染色，多数耐碱性分散染料不耐强碱等问题，本发明提供一种离子交换树脂-分散染料碱性染色工艺，它采用一种耐染色高温的强酸型阳离子交换树脂，对精炼后废水通过树脂柱回流数次后加入染料，对涤纶等化纤进行高温高压染色，以克服普通分散染料无法应用于碱性染色工艺的问题。
本发明的第一个目的是提供一种分散染料碱性染色方法，所述方法是先采用阳离子交换树脂柱处理精炼废水，再加入分散染料形成染浴对纺织品进行染色，染色结束后染浴通过离子交换树脂柱进行还原清洗，得到染色纺织品。
在本发明的一种实施方式中，精炼废水通过阳离子树脂柱，使得废水的pH值控制在4-7之间。
在本发明的一种实施方式中，当分散染料为耐酸性分散染料时，离子交换树脂采用阴离子交换树脂柱。
在本发明的一种实施方式中，通过阴离子树脂柱后，染浴pH值控制在9-13之间。
在本发明的一种实施方式中，当分散染料为耐碱性分散染料时，离子交换树脂采用阳离子交换树脂柱。
在本发明的一种实施方式中，通过阳离子树脂柱后，染浴pH值控制在2-4之间。
在本发明的一种实施方式中，染色温度根据染料性质不同设置为120-130℃，总保温时间根据染料上染速率的不同在30～60min之间，升温速率依据染料亲和力的不同在1～3℃/min之间调整。
在本发明的一种实施方式中，所述纺织品为能够使用分散染料进行染色的纤维、纱线、织物及其混纺。
在本发明的一种实施方式中，能够使用分散染料染色的纤维包括涤纶纤维或醋酯纤维。
本发明的第二个目的是提供一种染色纺织品，所述纺织品是通过采用上述方法制备得到的。
本发明的第三个目的是提供一种分散染料还原清洗的方法，所述方法是利用离子交换树脂柱对染浴pH值调控进行还原清洗。
在本发明的一种实施方式中，当分散染料为耐酸性分散染料时，离子交换树脂采用阴离子交换树脂柱。
在本发明的一种实施方式中，当分散染料为耐碱性分散染料时，离子交换树脂采用阳离子交换树脂柱。
本发明的第四个目的是提供一种溢流染色机以及一种立式溢流染色机，所述染色机中染缸外设有水循环装置，所述水循环装置包括导管和可拆卸式离子交换树脂柱，染缸中的染液循环通过离子交换树脂柱以在合适pH值下还原清洗。
在本发明的一种实施方式中，所述溢流染色机的进水管处还连有可拆卸式阳离子交换树脂柱，以调节精炼后废水的pH值，使之到达合适染色酸碱性环境。
在本发明的一种实施方式中，所述水循环装置还包括回流泵，方便染液进行循环。
在本发明的一种实施方式中，当分散染料为耐酸性分散染料时，离子交换树脂采用阴离子交换树脂柱。
在本发明的一种实施方式中，当分散染料为耐碱性分散染料时，离子交换树脂采用阳离子交换树脂柱。
在本发明的一种实施方式中，所述染色机的排水管设有可拆卸离子交换树脂柱，废水通过离子交换树脂柱后再排液。使得最终所排出废液中pH值以及含盐量符合国家排水标准。
本发明的有益效果：
相比于传统染色机器适用于该染色方法，无需将水单独泵出至水处理塔中，可在原有机器上完成，并且可根据不同工艺进行离子交换树脂柱更换，适用范围广。
本发明与现有技术相比有如下优点：采用离子交换树脂，调节染浴中pH值，使普通分散染料可以一浴完成前处理染色、还原清洗过程，最终排放废水可直接达到国家排水的盐含量以及酸碱度标准，减少酸碱液的使用以及废水处理难度。通过对废水在树脂中回流次数的调控，使之不但适用于耐碱性分散染料在碱性条件下染色，而且适用于普通分散染料一浴染色；此种工艺染色成本相对低廉，且树脂可重复处理使用；改善涤纶等染整工艺流程中能耗水耗大，废水处理困难等问题。
附图说明
图1为工艺曲线示意图；
图2为碱性浴循环时间(min)与碱浴pH值关系图，其中碱浴由氢氧化钠提供碱性，树脂对碱浴重1：10；
图3为实施例4的卧式溢流染色机；
图4为实施例5的立式溢流染色机。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
1、上染率的测试方法：
取一定量染色前后染浴，使用去离子水稀释至一定浓度后用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)进一步稀释溶解，用UV2600紫外-可见光分光光度计测其最大吸收波长和吸光度，按下式计算上染率:
式中:E为上染率；A0为染色前DMF溶液中染料的吸光度；A1为染色后DMF溶液中染料的吸光度。
2、色牢度的测试方法：
参照GB/T 3921-2008进行耐皂洗色牢度测试；参照GB/T 3920-2008进行耐摩擦色牢度测试。
实施例中提到的阳离子树脂柱为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂柱，购于廊坊津南树脂有限公司，001×7(732)型号；阴离子树脂装置为强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂柱，购于廊坊津南树脂有限公司，201×7(717)型号。
实施例1：
前处理染色一浴工艺如附图1所示，选用纯涤纶平纹机织坯布，重量为200KG。在高温高压溢流染色机中，总液量为2000升，加入3KG氢氧化钠作为精炼剂，将涤纶坯布放入染色机中进行精炼，结束后将废液通过装满150KG已预处理阳树脂柱90s，此时染浴pH值为6.21，加入0.4KG C.I.分散橙30，染料结构式如下：
精炼浴以2℃/min升温速率升温至80℃，保温15min，废液流经阳离子树脂柱90s后加入染料，以2℃/min升温速率升温至130℃，保温60min。废液流经阳离子树脂柱，自然降温至60℃以下，通过阴离子树脂装置，pH值达标后排液。紧接着注入清水清洗15min，出布烘干，得到大红色的织物，织物布面整洁，得色均匀，手感爽挺。
实施例2：
前处理染色一浴工艺如附图1所示，选用纯涤纶双面斜纹坯布，重量为200KG。在高温高压溢流染色机中，加入4KG氢氧化钠作为精炼组分，总液量为2000升，将涤纶坯布放入染色机中进行精炼，结束后将废液通过装满150KG已预处理阳离子树脂柱90s，此时染浴pH值为6.85，加入0.4KG C.I.分散蓝359，染料结构式如下：
精炼浴以2℃/min升温速率升温至80℃，保温15min，废液流经阳离子树脂柱90s后加入染料，以2℃/min升温速率升温至130℃，保温60min。废液流经阳离子树脂柱，自然降温至60℃以下，通过阴离子树脂装置，排液。紧接着注入清水清洗15min，出布烘干，得到宝蓝色的织物，织物布面整洁，得色鲜艳，手感爽挺。
实施例3：
前处理染色一浴工艺如附图1所示，选用纯涤纶双面斜纹坯布，重量为200KG。在高温高压溢流染色机中，加入3KG氢氧化钠和3KG精炼剂HE0815作为精炼组分，总液量为2000升，将涤纶坯布放入染色机中进行精炼，结束后将废液通过装满150KG已预处理阳离子树脂柱90s，此时染浴pH值为7.05，加入0.4KG C.I.分散红3B，染料结构式如下：
精炼浴以2℃/min升温速率升温至80℃，保温15min，废液流经阳离子树脂柱90s后加入染料，以2℃/min升温速率升温至130℃，保温60min。废液流经阳离子树脂柱，自然降温至60℃以下，通过阴离子树脂装置，排液。紧接着注入清水清洗15min，出布烘干，得到宝蓝色的织物，织物布面整洁，得色鲜艳，手感爽挺。
实施例4：
一种卧式溢流染色机，如图3所示，所述染色机中染缸外设有水循环装置，所述水循环装置包括导管和可裁卸式离子交换树脂柱，染缸中的染液循环通过离子交换树脂柱以还原清洗。
进一步地，所述溢流染色机的回流水管处还连有可拆卸式阳离子交换树脂柱，以调节精炼后废水的pH值，使之到达合适染色酸碱性环境。
进一步地，所述水循环装置还包括回流泵，方便染液进行循环。
进一步地，当分散染料为耐酸性分散染料时，离子交换树脂采用阴离子交换树脂柱。
进一步地，当分散染料为耐碱性分散染料时，离子交换树脂采用阳离子交换树脂柱。
进一步地，所述染色机的排水管设可拆卸式有阴/阳离子交换树脂柱，废水通过离子交换树脂柱后再排液。使得最终所排出废液中pH值以及含盐量符合国家排水标准。
实施例5：
一种立式溢流染色机，如图4所示，所述染色机中染缸外设有水循环装置，所述水循环装置包括导管和可拆卸式离子交换树脂柱，染缸中的染液循环通过离子交换树脂柱以还原清洗。
进一步地，所述溢流染色机的回流水管处还连有可拆卸式阳离子交换树脂柱，以调节精炼后废水的pH值，使之到达合适染色酸碱性环境。
进一步地，所述水循环装置还包括回流泵，方便染液进行循环。
进一步地，当分散染料为耐酸性分散染料时，离子交换树脂采用阴离子交换树脂柱。
进一步地，当分散染料为耐碱性分散染料时，离子交换树脂采用阳离子交换树脂柱。
进一步地，所述染色机的排水管设可拆卸式有阴/阳离子交换树脂柱，废水通过离子交换树脂柱后再排液。使得最终所排出废液中pH值以及含盐量符合国家排水标准。
对比例1：
参照实施例1的方法进行染色，区别在于，省略精炼废液通过阳离子树脂柱的过程，其他条件或者参数与实施例1一致，得到所染色布以及废液。
对比例2：
参照实施例1的方法进行染色，区别在于，省略染后废液通过阳离子树脂柱的过程，其他条件或者参数与实施例1一致，得到所染色布以及废液。
对比例3：
参照实施例1的方法进行染色，区别在于，省略排放前废液通过阴离子树脂柱的过程，其他条件或者参数与实施例1一致，得到所染色布以及废液。
对比例4：空白组
参照实施例1的方法进行染色，区别在于，省略所有离子树脂柱的过程，其他条件或者参数与实施例1一致，得到所染色布以及废液。
对比例5：
将染料加入顺序调整为先于阳离子交换树脂柱循环，其他条件或者参数与实施例1一致，得到所染色布以及废液。
实施例和对照例的染色及废液指标，如下：
表1实施例和对照例的染色及废液指标
因为多数普通分散染料最佳染色pH值为中性到弱酸性，可在强碱性或强酸型条件下还原清洗以提高色牢度，由上表结果可见，第一个树脂柱用于调节染色pH值，使之到达合适染色酸碱性环境，与未调节对比例1相比，明显提高染料上染率；第二个树脂柱用于调节pH值以及去除水中部分阳离子盐，对织物上的浮色达到“还原清洗”效果，与未调节对比例2相比，明显提高色牢度，降低水体盐度；第三个树脂柱用于调节pH值以及去除水中部分阴离子盐，使排放后废水酸碱值以及盐度达到直排标准，与未调节对比例3相比，酸碱值以及盐度均达到直排标准。对比例4由于并未使用树脂参与染色全流程，不但染色效果不好，而且所排放污水完全不符合酸碱值以及盐度直排标准。对比例5由于在对精炼剂循环通过离子柱前加入了分散染料，酸碱值并未达到染色环境部分水解，与此同时为较浓染液进行离子柱循环，染料水解的同时，还有部分染料被吸附于离子柱上，对比例1与之相比，染料上染率明显提升。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
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