本發(fā)明涉及染料領(lǐng)域，尤其涉及一種用于超臨界CO₂流體染色的棉纖維染料及其染色方法。

背景技術(shù)：

超臨界CO₂流體是一種緑色、環(huán)保的流體介質(zhì)，以其代替?zhèn)鹘y(tǒng)水浴對(duì)纖維紡織品進(jìn)行染色加工，具有環(huán)保、清潔生產(chǎn)的特點(diǎn)，以及突出的節(jié)能降耗效應(yīng)，對(duì)改變傳統(tǒng)紡織印染行業(yè)水資源消耗高、排污量大、環(huán)境污染嚴(yán)重等現(xiàn)狀具有重要意義。

目前采用分散染料對(duì)滌綸等合成纖維染色的研究居多，且部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。但是目前在超臨界CO₂流體中直接采用分散染料對(duì)親水性的棉、羊毛和蠶絲等天然纖維進(jìn)行染色尚不能達(dá)到商業(yè)化要求。其中，棉纖維在全球紡織工業(yè)中的市場份額高達(dá)37％，是最重要的天然纖維，也是在超臨界CO₂流體中最難染色的天然纖維之一。目前，棉纖維主要采用三種染色途徑：一是改變流體極性，但染色效果不理想；二是對(duì)天然纖維改性后染色，但降低了天然纖維原本優(yōu)越的性能；三是利用在可溶于超臨界CO₂流體的染料母體結(jié)構(gòu)中引入活性基，從而使染料可與纖維反應(yīng)而固著，但其相關(guān)報(bào)導(dǎo)甚少。

此外，與傳統(tǒng)水浴染色系統(tǒng)相比，超臨界CO₂流體屬于疏水性介質(zhì)；這樣，在常規(guī)水浴中容易實(shí)現(xiàn)的(天然)纖維膨脹、染料的擴(kuò)散及采用堿劑促進(jìn)固色反應(yīng)等在超臨界CO₂流體中難以實(shí)現(xiàn)。因而在超臨界CO₂流體染色過程中，如何打開纖維大分子鏈間的氫鍵，以及如何提高染料活性基與纖維上官能團(tuán)的反應(yīng)，是采用活性分散染料使天然棉纖維在超臨界CO₂流體中染色以獲得滿意染色效果的關(guān)鍵。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往需大量采用各類溶劑(一般為所染紡織品重量的30％～50％或以上)或其它潤濕膨化劑、纖維改性劑等對(duì)親水性天 然纖維紡織品進(jìn)行預(yù)處理，以幫助纖維膨化、提高染料的上染，或?qū)w維進(jìn)行氨化改性，提高染料在纖維上的固著率，這增大了染色過程的復(fù)雜性，并提高了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)在常規(guī)水浴中容易實(shí)現(xiàn)的纖維膨脹、染料的擴(kuò)散及采用堿劑促進(jìn)固色反應(yīng)等在超臨界CO₂流體中難以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往需大量采用各類溶劑或其它潤濕膨化劑、纖維改性劑等對(duì)親水性天然纖維紡織品進(jìn)行預(yù)處理，以幫助纖維膨化、提高染料的上染，或?qū)w維進(jìn)行氨化改性，提高染料在纖維上的固著率，這增大了染色過程的復(fù)雜性，并提高了生產(chǎn)成本的問題，提出了一種染色過程簡單的用于超臨界CO₂流體染色的棉纖維染料及其染色方法。

本發(fā)明提出解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提出了一種用于超臨界CO₂流體染色的棉纖維染料的染色方法，包括以下步驟：

步驟S1、提供染色系統(tǒng)，該染色系統(tǒng)包括染料釜和染色釜，染料釜和染色釜互相連通；

步驟S2、將棉纖維染料溶解于流體改性劑中，再一起投入到染料釜中，然后關(guān)閉染料釜；將織物放入到染色釜中，再關(guān)閉染色釜；

步驟S3、將液態(tài)二氧化碳注入到染色系統(tǒng)中，再使染色系統(tǒng)升溫和增壓，使液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為超臨界CO₂流體，并使該超臨界CO₂流體溶解棉纖維染料；然后再使超臨界CO₂流體在染料釜、染色釜中循環(huán)，從而使超臨界CO₂流體攜帶棉纖維染料擴(kuò)散到織物的棉纖維表面和內(nèi)部，進(jìn)而完成染色；

步驟S4、完成染色后，清洗浮色；再使染色系統(tǒng)降溫和減壓，最后，打開染色釜，取出染色后的織物。

本發(fā)明上述的染色方法中，所述染色系統(tǒng)還包括用于預(yù)熱液態(tài)二氧化碳的預(yù)熱器、用于注入液態(tài)二氧化碳的增壓泵、用于使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)泵。

本發(fā)明上述的染色方法中，所述染色釜具有中空且管壁布滿通孔的染色軸；所述步驟S2還包括：將織物卷繞在該染色軸上。

本發(fā)明上述的染色方法中，所述步驟S3還包括：當(dāng)染色系統(tǒng)中的溫度和壓力達(dá)到染色工藝所需要的溫度和壓力時(shí)，關(guān)閉增壓泵；其中，染色工藝所需溫度為80℃-100℃，所需壓力為20MPa-30MPa；

然后打開循環(huán)泵，使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)。

本發(fā)明上述的染色方法中，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中的循環(huán)是正向循環(huán)和反向循環(huán)交替進(jìn)行。

本發(fā)明還提出了一種采用如上所述的染色方法染色的棉纖維染料，具有均三嗪型活性基。

本發(fā)明的棉纖維染料因其均三嗪型活性基，能與棉纖維發(fā)生鍵合反應(yīng)，從而使染料固色于棉纖維上，達(dá)到染色的效果。本發(fā)明的棉纖維染料具有優(yōu)秀的吸附上染特性。此外，本發(fā)明的棉纖維染料的合成方法工藝過程簡單；因此，本發(fā)明的用于超臨界二氧化碳流體染色的棉纖維染料及其合成方法具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為黃色棉纖維染料的合成路線圖；

圖2為圖1所示的黃色棉纖維染料的工藝流程圖；

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的黃色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色的工藝路線圖；

圖4為采用SCF-Y1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色的棉織物的第一示意圖；

圖5為采用SCF-Y1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色的棉織物的第二示意圖；

圖6為采用SCF-Y1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色的棉織物的第三示意圖；

圖7為采用SCF-Y1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色的棉織物的第四示意圖；

圖8為藍(lán)色棉纖維染料的合成路線圖；

圖9為圖8所示的藍(lán)色棉纖維染料的工藝流程圖；

圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例的藍(lán)色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色的工藝路線圖；

圖11為采用SCF-B1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色并經(jīng)過熨干和皂煮工藝的棉織物的示意圖；

圖12為采用SCF-B1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色并經(jīng)過熨干和丙酮處理的棉織物的示意圖；

圖13為采用SCF-B1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色并經(jīng)過皂煮工藝處理的棉織物的示意圖；

圖14為采用SCF-B1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色并經(jīng)過熨干和固色工藝處理的棉織物的示意圖；

圖15為紅色棉纖維染料的合成路線圖；

圖16示出了圖15所示的紅色棉纖維染料的工藝流程圖；

圖17為本發(fā)明第三實(shí)施例的紅色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色的工藝路線圖；

圖18為采用SCF-R1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色的棉織物的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：超臨界CO₂流體屬于疏水性介質(zhì)；這樣，在常規(guī)水浴中容易實(shí)現(xiàn)的(天然)纖維膨脹、染料的擴(kuò)散及采用堿劑促進(jìn)固色反應(yīng)等在超臨界CO₂流體中難以實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往需大量采用各類溶劑(一般為所染紡織品重量的30％～50％或以上)或其它潤濕膨化劑、纖維改性劑等對(duì)親水性天然纖維紡織品進(jìn)行預(yù)處理，以幫助纖維膨化、提高染料的上染，或?qū)w維進(jìn)行氨化改性，提高染料在纖維上的固著率，這增大了染色過程的復(fù)雜性，并提高了生產(chǎn)成本。本發(fā)明解決該技術(shù)問題的技術(shù)思路是：采 用具有均三嗪型活性基的活性分散染料在超臨界CO₂流體中對(duì)棉纖維進(jìn)行染色。由于活性分散染料具有均三嗪型活性基，而在超臨界CO₂流體中進(jìn)行染色時(shí)，均三嗪型活性基會(huì)與纖維發(fā)生鍵合反應(yīng)，從而使活性分散染料固色于棉纖維上。

在本發(fā)明中，用于超臨界CO₂流體染色的棉纖維染料具有均三嗪型活性基。

該棉纖維染料的合成方法包括以下步驟：

步驟1、以三聚氯氰(TCT)為活性基，并將染料母體和活性基均投入到單一或混合溶劑中，使其完全溶解，從而得到反應(yīng)體系；

步驟2、將反應(yīng)體系置于0℃～5℃的冰浴中，然后向反應(yīng)體系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸劑，直到反應(yīng)體系的縮合反應(yīng)結(jié)束；

步驟3、對(duì)縮合反應(yīng)結(jié)束的反應(yīng)體系進(jìn)行稀釋，經(jīng)洗滌、過濾、干燥得到棉纖維染料。

在上述合成方法中，染料母體可以為1,4-二氨基蒽醌、分散橙3或分散藍(lán)35。當(dāng)染料母體為1,4-二氨基蒽醌時(shí)，棉纖維染料為紅色，記為活性分散紅SCF-R1；當(dāng)染料母體為分散橙3時(shí)，棉纖維染料為黃色，記為活性分散黃SCF-Y1；當(dāng)染料母體為分散藍(lán)35時(shí)，棉纖維染料為藍(lán)色，記為活性分散藍(lán)SCF-B1；根據(jù)三原色配色原理，通過紅、黃、藍(lán)三種顏色的棉纖維染料，便可以配出其他各種顏色的棉纖維染料。

在本發(fā)明中，上述棉纖維染料的染色方法包括以下步驟：

步驟S1、提供染色系統(tǒng)，該染色系統(tǒng)包括染料釜和染色釜，染料釜和染色釜互相連通；

在本實(shí)施例中，染色系統(tǒng)還包括用于預(yù)熱液態(tài)二氧化碳的預(yù)熱器、用于注入液態(tài)二氧化碳的增壓泵、用于使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)泵。

步驟S2、將棉纖維染料溶解于流體改性劑中，再一起投入到染料釜中，然后關(guān)閉染料釜；將織物放入到染色釜中，再關(guān)閉染色釜；

在本步驟中，染色釜具有中空且管壁布滿通孔的染色軸，一般地，該染色 軸為不銹鋼軸，可以理解，染色軸也可以由其他材料制成?？椢锉痪砝@在該染色軸上。

步驟S3、將液態(tài)二氧化碳注入到染色系統(tǒng)中，再使染色系統(tǒng)升溫和增壓，使液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為超臨界CO₂流體，并使該超臨界CO₂流體溶解棉纖維染料；然后再使超臨界CO₂流體在染料釜、染色釜中循環(huán)，從而使超臨界CO₂流體攜帶棉纖維染料擴(kuò)散到織物的棉纖維表面和內(nèi)部，進(jìn)而完成染色；

在本步驟中，當(dāng)染色系統(tǒng)中的溫度和壓力達(dá)到染色工藝所需要的溫度和壓力時(shí)，則可以關(guān)閉增壓泵，這里，染色工藝所需溫度為80℃-100℃，所需壓力為20MPa-30MPa；然后打開循環(huán)泵，使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)。這里，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中的循環(huán)是正向循環(huán)和反向循環(huán)交替進(jìn)行，以促進(jìn)超臨界CO₂流體染色的效果更加均勻。

步驟S4、完成染色后，清洗浮色；再使染色系統(tǒng)降溫和減壓，最后，打開染色釜，取出染色后的織物。

在本步驟中，通過使染色系統(tǒng)降溫和減壓，可以將超臨界CO₂流體分離回收。

為了使本發(fā)明的技術(shù)目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

第一實(shí)施例

本實(shí)施例提供了一種黃色棉纖維染料的合成方法。

具體地，參照?qǐng)D1，圖1為黃色棉纖維染料的合成路線，可以看到，本實(shí)施例采用分散橙3和三聚氯氰作為原料，使三聚氯氰上的一個(gè)Cl取代分散橙3的氨基上的一個(gè)H，從而合成出黃色棉纖維染料。

參照?qǐng)D2，圖2示出了圖1所示的黃色棉纖維染料的工藝流程圖。

黃色棉纖維染料的合成方法包括：

步驟1、以分散橙3作為染料母體，并將染料母體投入到二氧六環(huán)與水的混合溶劑中，使其完全溶解，從而得到反應(yīng)體系；

在二氧六環(huán)與水的混合溶劑中，1,4-二氧六環(huán)和蒸餾水的質(zhì)量比為2:1或1:(1～3)；

進(jìn)一步地，分散橙3采用0.001mol；這里，分散橙3與混合溶劑的質(zhì)量比決定了反應(yīng)速度，可以根據(jù)具體試驗(yàn)情況而定；

步驟2、將反應(yīng)體系置于0℃～5℃的冰浴中，以三聚氯氰(TCT)作為活性基，然后向反應(yīng)體系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸劑，直到反應(yīng)體系的縮合反應(yīng)結(jié)束；

在本實(shí)施例中，捕酸劑采用0.1M的氫氧化鈉。三聚氯氰與分散橙3的摩爾比為2:1。

本步驟還包括：在向反應(yīng)體系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸劑的過程中，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行磁力攪拌；在本實(shí)施例中，磁力攪拌的時(shí)間為3h。

步驟3、對(duì)縮合反應(yīng)結(jié)束的反應(yīng)體系進(jìn)行稀釋，經(jīng)洗滌、過濾、干燥得到黃色棉纖維染料。

這里，為了便于之后染色效果的記錄，黃色棉纖維染料記為SCF-Y1染料。

參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的黃色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色的工藝路線圖。

如圖3所示，黃色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色方法包括以下步驟：

步驟S1、提供染色系統(tǒng)，該染色系統(tǒng)包括染料釜和染色釜，染料釜和染色釜互相連通；在本實(shí)施例中，染色系統(tǒng)還包括用于預(yù)熱液態(tài)二氧化碳的預(yù)熱器、用于注入液態(tài)二氧化碳的增壓泵、用于使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)泵。

步驟S2、將黃色棉纖維染料溶解于流體改性劑中，再一起投入到染料釜中，然后關(guān)閉染料釜；將織物放入到染色釜中，再關(guān)閉染色釜；

在本步驟中，黃色棉纖維染料為活性分散黃SCF-Y1，其摻加量為3％o.m.f；流體改性劑為甲醇，其摻加量為超臨界CO₂流體的10wt％。

在本步驟中，染色釜具有中空且管壁布滿通孔的染色軸，一般地，該染色軸為不銹鋼軸，可以理解，染色軸也可以由其他材料制成?？椢锉痪砝@在該染色軸上。

步驟S3、將液態(tài)二氧化碳注入到染色系統(tǒng)中，再使染色系統(tǒng)升溫和增壓，使液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為超臨界CO₂流體，并使該超臨界CO₂流體溶解黃色棉 纖維染料；然后再使超臨界CO₂流體在染料釜、染色釜中循環(huán)，從而使超臨界CO₂流體攜帶黃色棉纖維染料擴(kuò)散到織物的棉纖維表面和內(nèi)部，進(jìn)而完成染色；

在本步驟中，當(dāng)染色系統(tǒng)中的溫度和壓力達(dá)到染色工藝所需要的溫度和壓力時(shí)，則可以關(guān)閉增壓泵，這里，染色工藝所需溫度為100℃，所需壓力為28MPa；然后打開循環(huán)泵，使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)。這里，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中的循環(huán)是正向循環(huán)和反向循環(huán)交替進(jìn)行，以促進(jìn)超臨界CO₂流體染色的效果更加均勻；其中，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)時(shí)間為90min。

步驟S4、完成染色后，清洗浮色；再使染色系統(tǒng)降溫和減壓，最后，打開染色釜，取出染色后的織物。

如圖4-7所示，圖4-圖7為采用不同SCF-Y1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色的棉織物的示意圖。

這里，圖4所采用的SCF-Y1染料的合成方法中，1,4-二氧六環(huán)和蒸餾水的質(zhì)量比為1:1；圖5所采用的SCF-Y1染料的合成方法中，1,4-二氧六環(huán)和蒸餾水的質(zhì)量比為1:2；圖6所采用的SCF-Y1染料的合成方法中，1,4-二氧六環(huán)和蒸餾水的質(zhì)量比為1:3；圖7所采用的SCF-Y1染料的合成方法中，1,4-二氧六環(huán)和蒸餾水的質(zhì)量比為3:1。

第二實(shí)施例

本實(shí)施例提供了一種藍(lán)色棉纖維染料的合成方法。

具體地，參照?qǐng)D8，圖8為藍(lán)色棉纖維染料的合成路線，可以看到，本實(shí)施例采用分散藍(lán)35和三聚氯氰作為原料，使三聚氯氰上的一個(gè)Cl取代分散藍(lán)35的羥基上的一個(gè)H，從而合成出藍(lán)色棉纖維染料。

參照?qǐng)D9，圖9示出了圖8所示的藍(lán)色棉纖維染料的工藝流程圖。

藍(lán)色棉纖維染料的合成方法包括：

步驟1、以分散藍(lán)35作為染料母體，并將染料母體投入到四氫呋喃與水的混合溶劑中，使其完全溶解，從而得到反應(yīng)體系；

在四氫呋喃與水的混合溶劑中，四氫呋喃與蒸餾水的質(zhì)量比為3:1；

進(jìn)一步地，分散藍(lán)35采用0.001mol；這里，分散藍(lán)35與混合溶劑的比例決定了反應(yīng)速度，可以根據(jù)具體試驗(yàn)情況而定；

步驟2、將反應(yīng)體系置于0℃～5℃的冰浴中，以三聚氯氰(TCT)作為活性基，然后向反應(yīng)體系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸劑，直到反應(yīng)體系的縮合反應(yīng)結(jié)束；

在本實(shí)施例中，捕酸劑采用0.1M的氫氧化鈉。三聚氯氰與分散藍(lán)35的摩爾比為2:1。

本步驟還包括：在向反應(yīng)體系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸劑的過程中，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行磁力攪拌；在本實(shí)施例中，磁力攪拌的時(shí)間為3h。

步驟3、對(duì)縮合反應(yīng)結(jié)束的反應(yīng)體系進(jìn)行稀釋，經(jīng)洗滌、過濾、干燥得到藍(lán)色棉纖維染料。

這里，為了便于之后染色效果的記錄，藍(lán)色棉纖維染料記為SCF-B1染料。

參照?qǐng)D10，圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例的藍(lán)色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色的工藝路線圖。

如圖10所示，藍(lán)色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色方法包括以下步驟：

步驟S1、提供染色系統(tǒng)，該染色系統(tǒng)包括染料釜和染色釜，染料釜和染色釜互相連通；在本實(shí)施例中，染色系統(tǒng)還包括用于預(yù)熱液態(tài)二氧化碳的預(yù)熱器、用于注入液態(tài)二氧化碳的增壓泵、用于使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)泵。

步驟S2、將藍(lán)色棉纖維染料溶解于流體改性劑中，再一起投入到染料釜中，然后關(guān)閉染料釜；將織物放入到染色釜中，再關(guān)閉染色釜；

在本步驟中，藍(lán)色棉纖維染料為活性分散藍(lán)SCF-B1，其摻加量為2％o.m.f；流體改性劑為甲醇，其摻加量為超臨界CO₂流體的10wt％。

在本步驟中，染色釜具有中空且管壁布滿通孔的染色軸，一般地，該染色軸為不銹鋼軸，可以理解，染色軸也可以由其他材料制成?？椢锉痪砝@在該染色軸上。

步驟S3、將液態(tài)二氧化碳注入到染色系統(tǒng)中，再使染色系統(tǒng)升溫和增壓，使液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為超臨界CO₂流體，并使該超臨界CO₂流體溶解藍(lán)色棉 纖維染料；然后再使超臨界CO₂流體在染料釜、染色釜中循環(huán)，從而使超臨界CO₂流體攜帶藍(lán)色棉纖維染料擴(kuò)散到織物的棉纖維表面和內(nèi)部，進(jìn)而完成染色；

在本步驟中，當(dāng)染色系統(tǒng)中的溫度和壓力達(dá)到染色工藝所需要的溫度和壓力時(shí)，則可以關(guān)閉增壓泵，這里，染色工藝所需溫度為100℃，所需壓力為30MPa；然后打開循環(huán)泵，使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)。這里，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中的循環(huán)是正向循環(huán)和反向循環(huán)交替進(jìn)行，以促進(jìn)超臨界CO₂流體染色的效果更加均勻；其中，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)時(shí)間為120min。

步驟S4、完成染色后，清洗浮色；再使染色系統(tǒng)降溫和減壓，最后，打開染色釜，取出染色后的織物。

如圖11-14所示，圖11-14為采用SCF-B1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色并經(jīng)過清洗浮色工藝的棉織物的示意圖。

這里，圖11所示的棉織物采用了熨干和皂煮工藝處理，圖12所示的棉織物采用了熨干和丙酮處理；圖13所示的棉織物僅采用了皂煮工藝處理，圖14所示的棉織物采用了熨干和固色工藝處理；

第三實(shí)施例

本實(shí)施例提供了一種紅色棉纖維染料的合成方法。

具體地，參照?qǐng)D15，圖15為紅色棉纖維染料的合成路線，可以看到，本實(shí)施例采用1,4-二氨基蒽醌和三聚氯氰作為原料，使三聚氯氰上的一個(gè)Cl取代1,4-二氨基蒽醌的一個(gè)氨基上的H，或者使兩個(gè)三聚氯氰上的Cl分別取代1,4-二氨基蒽醌的兩個(gè)氨基的H，從而合成出紅色棉纖維染料。

參照?qǐng)D16，圖16示出了圖15所示的紅色棉纖維染料的工藝流程圖。

紅色棉纖維染料的合成方法包括：

步驟1、以1,4-二氨基蒽醌(即分散紫1)作為染料母體，并將染料母體投入到1,4-二氧六環(huán)與水的混合溶劑中，使其完全溶解，從而得到反應(yīng)體系；

在1,4-二氧六環(huán)與水的混合溶劑中，1,4-二氧六環(huán)與蒸餾水的質(zhì)量比為4:1；

進(jìn)一步地，1,4-二氨基蒽醌采用0.001mol；這里，1,4-二氨基蒽醌與混合溶劑的比例決定了反應(yīng)速度，可以根據(jù)具體試驗(yàn)情況而定；

步驟2、將反應(yīng)體系置于0℃～5℃的冰浴中，以三聚氯氰(TCT)作為活性基，然后向反應(yīng)體系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸劑，直到反應(yīng)體系的縮合反應(yīng)結(jié)束；

在本實(shí)施例中，捕酸劑采用0.1M的氫氧化鈉。三聚氯氰與1,4-二氨基蒽醌的摩爾比為1:3。

本步驟還包括：在向反應(yīng)體系中滴加三聚氯氰溶液及捕酸劑的過程中，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行磁力攪拌；在本實(shí)施例中，磁力攪拌的時(shí)間為2.5h。

步驟3、對(duì)縮合反應(yīng)結(jié)束的反應(yīng)體系進(jìn)行稀釋，經(jīng)洗滌、過濾、干燥得到紅色棉纖維染料。

這里，為了便于之后染色效果的記錄，紅色棉纖維染料記為SCF-R1染料。

參照?qǐng)D17，圖17為本發(fā)明第三實(shí)施例的紅色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色的工藝路線圖。

如圖17所示，紅色棉纖維染料的超臨界CO₂流體染色方法包括以下步驟：

步驟S1、提供染色系統(tǒng)，該染色系統(tǒng)包括染料釜和染色釜，染料釜和染色釜互相連通；在本實(shí)施例中，染色系統(tǒng)還包括用于預(yù)熱液態(tài)二氧化碳的預(yù)熱器、用于注入液態(tài)二氧化碳的增壓泵、用于使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)泵。

步驟S2、將紅色棉纖維染料溶解于流體改性劑中，再一起投入到染料釜中，然后關(guān)閉染料釜；將織物放入到染色釜中，再關(guān)閉染色釜；

在本步驟中，紅色棉纖維染料為活性分散紅SCF-R1，其摻加量為3％o.m.f；流體改性劑為甲醇，其摻加量為超臨界CO₂流體的10wt％。

在本步驟中，染色釜具有中空且管壁布滿通孔的染色軸，一般地，該染色軸為不銹鋼軸，可以理解，染色軸也可以由其他材料制成?？椢锉痪砝@在該染色軸上。

步驟S3、將液態(tài)二氧化碳注入到染色系統(tǒng)中，再使染色系統(tǒng)升溫和增壓，使液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為超臨界CO₂流體，并使該超臨界CO₂流體溶解紅色棉 纖維染料；然后再使超臨界CO₂流體在染料釜、染色釜中循環(huán)，從而使超臨界CO₂流體攜帶紅色棉纖維染料擴(kuò)散到織物的棉纖維表面和內(nèi)部，進(jìn)而完成染色；

在本步驟中，當(dāng)染色系統(tǒng)中的溫度和壓力達(dá)到染色工藝所需要的溫度和壓力時(shí)，則可以關(guān)閉增壓泵，這里，染色工藝所需溫度為120℃，所需壓力為28MPa；然后打開循環(huán)泵，使超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)。這里，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中的循環(huán)是正向循環(huán)和反向循環(huán)交替進(jìn)行，以促進(jìn)超臨界CO₂流體染色的效果更加均勻；其中，超臨界CO₂流體在染料釜和染色釜中循環(huán)的循環(huán)時(shí)間為120min。

步驟S4、完成染色后，清洗浮色；再使染色系統(tǒng)降溫和減壓，最后，打開染色釜，取出染色后的織物。

如圖18所示，圖18為采用SCF-R1染料進(jìn)行超臨界CO₂流體染色的棉織物的示意圖。

從圖4-7、11-14、18可以看到，將SCF-Y1染料、SCF-B1染料以及SCF-R1染料應(yīng)用于超臨界CO₂流體染色中是可行的；并且SCF-Y1染料、SCF-B1染料以及SCF-R1染料在超臨界CO₂流體中對(duì)棉纖維表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的吸附上染特性，且可在80℃的較低溫度條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)棉纖維的上染和反應(yīng)固著。

本發(fā)明的棉纖維染料因其均三嗪型活性基，能與棉纖維發(fā)生鍵合反應(yīng)，從而使染料固色于棉纖維上，達(dá)到染色的效果。本發(fā)明的棉纖維染料具有優(yōu)秀的吸附上染特性。此外，本發(fā)明的棉纖維染料的合成方法工藝過程簡單；因此，本發(fā)明的用于超臨界二氧化碳流體染色的棉纖維染料及其合成方法具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

本文所描述和要求權(quán)利的發(fā)明并不限于此中所公開的具體實(shí)施方案的范圍，因?yàn)檫@些實(shí)施方案只用于本發(fā)明幾個(gè)方面的說明。任何等價(jià)的實(shí)施方案均將是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。確實(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員從前面所描述可理解在本文所示和所描述的實(shí)施方案外可有各種修改。這些修改也在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。