阅读说明：本技术 一种基于稀土配位具有抗紫外性能的天然染料染色方法 (Rare earth coordination-based natural dye dyeing method with ultraviolet resistance ) 是由 陈杨轶 齐欢 张宏杰 张初阳 邱夷平 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于稀土配位具有抗紫外性能的天然染料染色方法。先对纺织品进行前处理,制备出稀土配位天然染料,然后对织物进行染色获得天然染料染色织物。本发明提出的稀土配位天然染料染色方法工艺流程短、节能环保,能够显著增强纺织品的抗紫外性能,并具有良好的染色牢度。在抗紫外纺织品领域具有广阔的应用前景。(The invention provides a rare earth coordination-based natural dye dyeing method with ultraviolet resistance. Firstly, pretreating the textile to prepare the rare earth coordination natural dye, and then dyeing the textile to obtain the natural dye dyed textile. The rare earth coordination natural dye dyeing method provided by the invention has the advantages of short process flow, energy conservation and environmental protection, can obviously enhance the ultraviolet resistance of textiles, and has good dyeing fastness. Has wide application prospect in the field of uvioresistant textiles.)

一种基于稀土配位具有抗紫外性能的天然染料染色方法

技术领域

本发明属于纺织染整技术领域，具体涉及一种适用于一类天然染料染色并能够提升纺织品抗紫外性能的染色方法。

背景技术

近几十年来，由于臭氧层遭到破坏，紫外线辐射量增多，对人类的户外生活、工作产生威胁，紫外线防护类纺织品成为广大科学工作者的研究热点。目前，抗紫外纺织品主要通过紫外线反射剂或吸收剂的涂层、层积、共混纺丝处理，达到紫外线的防护效果。

通过上述处理，紫外线反射剂可赋予纺织品抗紫外性能，但其透气性、手感以及牢度欠佳，有些甚至使人体发生过敏反应，因此仅限用于户外雨伞、帐篷等。而紫外吸收剂多为有机化合物，价格昂贵且易使织物着色，限制了其在服装上的应用。

稀土元素由于具有4f，5d空轨道，可接受羟基、羧基、氨基等基团裸露的电子对形成稳定的配位化合物，并将紫外光经过辐射跃迁转化为可见光，实现对紫外线的吸收。近年来，天然染料由于生态环保受到广泛关注，且多种天然染料具有丰富羟基、羧基、氨基等活泼基团，可与稀土元素发生配位反应。

基于此，本发明将天然染料与稀土化合物相结合制备稀土配位天然染料，并利用配位空缺与纺织品结合进行染色，不仅赋予纺织品抗紫外性能，且具有良好的手感、色泽以及染色牢度。

发明内容

本发明的目的在于克服抗紫外纺织品手感、牢度欠缺的缺陷，提供一种稀土配位天然染料提升染色牢度，并赋予纺织品抗紫外性能的染色方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案，包括以下步骤：

一种基于稀土配位具有抗紫外性能的天然染料染色方法：首先将纺织品进行氧漂处理，然后利用稀土化合物与天然染料进行配位反应制备稀土配位天然染料，并对前述纺织品进行染色、水洗，最终获得具有抗紫外性能的天然染料染色纺织品。具体包括以下步骤：

步骤一：纺织品的前处理

纺织品（纺织品的形态包括纤维、纱线、织物；纺织品的材料包括棉、麻、丝、毛以及再生纤维素纤维）→氧漂(双氧水(30%)2～8 g/L，渗透剂JFC 1～6 g/L，精练剂1～8 g/L，pH控制在10～12，浴比1:30～50，温度80～95 ℃，时间40～90 min)→冷水洗→热水洗→烘干。

步骤二：稀土配位天然染料的制备

将一定量的天然染料溶于去离子水中，调节pH至4～6。加入稀土化合物（稀土化合物指LnX₃，其中Ln指轻稀土元素Pr、La、Ce或Nd，X指卤素F、Cl、Br或I），搅拌并加热至适当温度完全溶解，其中稀土化合物与天然染料的物质的量比为1:3～6。保持温度60～80℃，搅拌、反应1～3 h。静置自然冷却降温，过滤干燥得到初产物。

进一步将初产物溶解于适量的离子水中，加热至沸腾并趁热过滤，如此反复三次，收集滤液，冷冻干燥，得到纯化的稀土配位天然染料。

所使用的天然染料包括茶多酚、栀子黄、茜素红、靛蓝中的一种。

步骤三：纺织品的染色

取步骤二制备的稀土配位天然染料1～4%(o.w.f)溶于去离子水中，搅拌加热至60～80℃，直至完全溶解，得染液。称取步骤一处理过的适量纺织品浸入上述染液中，浴比1:30～50，60～80℃搅拌、反应30～90 min。取出，冷水洗，热水洗，皂洗，热水洗，冷水洗，烘干。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明染色工艺简单，节约染色助剂，生产过程节能环保。

2、本发明利用稀土元素的配位化学反应，实现天然染料对纺织品（棉、麻、丝、毛等）的着色。不仅赋予纺织品抗紫外性能，且具有良好的手感、色泽以及染色牢度。

3、本发明在染色过程中首先制备配位天然染料，能够实现功能性天然染料的商品化。

附图说明

图1实施例1～4天然染料直接染色与稀土配位染料染色的棉织物紫外吸收率。证实了稀土配位天然染料染色显著增强了纺织品的抗紫外性能；

图2 实施例1茶多酚稀土配位染料的红外谱图。茶多酚在1235cm^-1、1684cm^-1处分别出现酚羟基C-O伸缩振动、酯羰基C=O伸缩振动的特征吸收峰，而茶多酚稀土配位染料（茶多酚-La、茶多酚-Ce、茶多酚-Nd）相应的吸收峰明显减弱或者消失，证实了茶多酚与稀土化合物配位成功。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明。本发明的方法如无特殊说明，均为本领域常规方法。

实施例1

步骤一：纺织品的前处理

棉织物→氧漂(双氧水(30%)6 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，精练剂2 g/L，pH控制在11，浴比1:30，温度90 ℃，时间60 min)→冷水洗→热水洗→烘干。

步骤二：稀土配位天然染料的制备

将一定量的茶多酚溶于去离子水中，调节pH至5。加入稀土化合物氯化镨（PrCl₃），搅拌并加热至适当温度完全溶解，其中稀土化合物与天然染料茶多酚的物质的量比为1:3。保持温度80℃，搅拌、反应1 h。静置自然冷却降温，过滤干燥得到初产物。

进一步将初产物溶解于适量的离子水中，加热至沸腾并趁热过滤，如此反复三次，收集滤液，冷冻干燥，得到纯化的稀土配位天然染料。

步骤三：纺织品的染色

取步骤二制备的稀土配位天然染料2 %(o.w.f)溶于去离子水中，搅拌加热至80℃，直至完全溶解，得染液。称取步骤一处理过的适量纺织品浸入上述染液中，浴比1:30，60℃搅拌、反应60 min。取出，冷水洗，热水洗，皂洗，热水洗，冷水洗，烘干。

实施例2

步骤一：纺织品的前处理

棉织物→氧漂(双氧水(30%)6 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，精练剂2 g/L，pH控制在11，浴比1:30，温度90 ℃，时间60 min)→冷水洗→热水洗→烘干。

步骤二：稀土配位天然染料的制备

将一定量的茜素红溶于去离子水中，调节pH至6。加入稀土化合物氯化镧（LaCl₃），搅拌并加热至适当温度完全溶解，其中稀土化合物与天然染料的物质的量比为1:5。保持温度80℃，搅拌、反应1 h。静置自然冷却降温，过滤干燥得到初产物。

进一步将初产物溶解于适量的离子水中，加热至沸腾并趁热过滤，如此反复三次，收集滤液，冷冻干燥，得到纯化的稀土配位天然染料。

步骤三：纺织品的染色

取步骤二制备的稀土配位天然染料2 %(o.w.f)溶于去离子水中，搅拌加热至80℃，直至完全溶解，得染液。称取步骤一处理过的适量纺织品浸入上述染液中，浴比1:30，60℃搅拌、反应60 min。取出，冷水洗，热水洗，皂洗，热水洗，冷水洗，烘干。

实施例3

步骤一：纺织品的前处理

棉织物→氧漂(双氧水(30%)6 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，精练剂2 g/L，pH控制在11，浴比1:30，温度90 ℃，时间60 min)→冷水洗→热水洗→烘干。

步骤二：稀土配位天然染料的制备

将一定量的栀子黄溶于去离子水中，调节pH至5。加入稀土化合物氯化铈（CeCl₃），搅拌并加热至适当温度完全溶解，其中稀土化合物与天然染料的物质的量比为1:3。保持温度80℃，搅拌、反应1 h。静置自然冷却降温，过滤干燥得到初产物。

进一步将初产物溶解于适量的离子水中，加热至沸腾并趁热过滤，如此反复三次，收集滤液，冷冻干燥，得到纯化的稀土配位天然染料。

步骤三：纺织品的染色

取步骤二制备的稀土配位天然染料2 %(o.w.f)溶于去离子水中，搅拌加热至80℃，直至完全溶解，得染液。称取步骤一处理过的适量纺织品浸入上述染液中，浴比1:30，60℃搅拌、反应60 min。取出，冷水洗，热水洗，皂洗，热水洗，冷水洗，烘干。

实施例4

步骤一：纺织品的前处理

棉织物→氧漂(双氧水(30%)6 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，精练剂2 g/L，pH控制在11，浴比1:30，温度90 ℃，时间60 min)→冷水洗→热水洗→烘干。

步骤二：稀土配位天然染料的制备

将一定量的靛蓝溶于去离子水中，调节pH至5。加入稀土化合物氯化钕（NdCl₃）），搅拌并加热至适当温度完全溶解，其中稀土化合物与天然染料的物质的量比为1:4。保持温度80℃，搅拌、反应1 h。静置自然冷却降温，过滤干燥得到初产物。

进一步将初产物溶解于适量的离子水中，加热至沸腾并趁热过滤，如此反复三次，收集滤液，冷冻干燥，得到纯化的稀土配位天然染料。

步骤三：纺织品的染色

取步骤二制备的稀土配位天然染料2 %(o.w.f)溶于去离子水中，搅拌加热至80℃，直至完全溶解，得染液。称取步骤一处理过的适量纺织品浸入上述染液中，浴比1:40，60℃搅拌、反应60 min。取出，冷水洗，热水洗，皂洗，热水洗，冷水洗，烘干。

实施例5

步骤一：纺织品的前处理

粘胶织物→氧漂(双氧水(30%)6 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，精练剂2 g/L，pH控制在11，浴比1:30，温度90 ℃，时间60 min)→冷水洗→热水洗→烘干。

步骤二：稀土配位天然染料的制备

将一定量的栀子红溶于去离子水中，调节pH至5。加入稀土化合物氯化镨（PrCl₃），搅拌并加热至适当温度完全溶解，其中稀土化合物与天然染料的物质的量比为1:3。保持温度80℃，搅拌、反应1 h。静置自然冷却降温，过滤干燥得到初产物。

进一步将初产物溶解于适量的离子水中，加热至沸腾并趁热过滤，如此反复三次，收集滤液，冷冻干燥，得到纯化的稀土配位天然染料。

步骤三：纺织品的染色

取步骤二制备的稀土配位天然染料2 %(o.w.f)溶于去离子水中，搅拌加热至80℃，直至完全溶解，得染液。称取步骤一处理过的适量纺织品浸入上述染液中，浴比1:30，60℃搅拌、反应60 min。取出，冷水洗，热水洗，皂洗，热水洗，冷水洗，烘干。

实施例6

步骤一：纺织品的前处理

羊毛织物→氧漂(双氧水(30%)6 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，精练剂2 g/L，pH控制在11，浴比1:30，温度90 ℃，时间60 min)→冷水洗→热水洗→烘干。

步骤二：稀土配位天然染料的制备

将一定量的靛蓝染料溶于去离子水中，调节pH至5。加入稀土化合物氯化钕（NdCl₃）），搅拌并加热至适当温度完全溶解，其中稀土化合物与天然染料的物质的量比为1:3。保持温度80℃，搅拌、反应1 h。静置自然冷却降温，过滤干燥得到初产物。

进一步将初产物溶解于适量的离子水中，加热至沸腾并趁热过滤，如此反复三次，收集滤液，冷冻干燥，得到纯化的稀土配位天然染料。

步骤三：纺织品的染色

取步骤二制备的稀土配位天然染料2 %(o.w.f)溶于去离子水中，搅拌加热至80℃，直至完全溶解，得染液。称取步骤一处理过的适量纺织品浸入上述染液中，浴比1:30，60℃搅拌、反应60 min。取出，冷水洗，热水洗，皂洗，热水洗，冷水洗，烘干。

表1 天然染料染色织物牢度

表1为实施例1～4天然染料直接染色与稀土配位染料染色的棉织物染色牢度。证实了稀土配位天然染料染色织物具有良好的染色牢度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。