一种腈纶荧光染色的方法技术

一种腈纶荧光染色的方法，其特征在于：以苯乙烯吡啶盐为荧光染料，用浓度为０．２～２．５％ｏｗｆ的荧光染料、０．５ｇ／Ｌ的平平加０、１．０％ｏｗｆ的匀染剂和４ｇ／Ｌ的元明粉混合制备成染液，用醋酸和醋酸钠缓冲溶液调节染液ｐＨ为５，染色浴比为１００∶１；以３℃／ｍｉｎ速度升温至４０℃，加入腈纶织物，再以２℃／ｍｉｎ速度升温到８０℃，然后以１℃／ｍｉｎ速度升温到１００℃，保温５０～７５ｍｉｎ，最后以２℃／ｍｉｎ速度降温到７０℃，得到荧光桔红色腈纶织物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阳离子型荧光染料在腈纶上的染色应用，特别涉及一种苯 乙烯吡啶盐衍生物作为阳离子型染料在腈纶上的染色应用，属于染料合成及纺 织品染色领域。
技术介绍
荧光染料的视觉效果既包括对可见光选择吸收后产生的颜色，又包括它们 发射出来的荧光。它属于一种功能性染料，既具有常规染料的着色特性，又能 发射出荧光，使得织物的饱和度和鲜艳度提高。最早用于纺织品的荧光染料品 种是罗丹红及其衍生物，可以应用在丝绸、涤纶、锦纶、腈纶等纺织纤维的染 色，得到艳丽色彩的织物。目前，市场上的纺织品用荧光染料大多数是分散染 料，主要用于染涤纶纤维，少量用于染锦纶和醋酯纤维。另外， 一些水溶性的 阳离子染料(商品)也有很强的荧光，如C. 1.碱性黄40; C. I.碱性红12; C. I. 碱性红13; C.I.碱性紫7，它们主要用于腈纶染色。由于荧光材料中的荧光分 子吸收短波长的光(特别是紫外光波)，再发射出能量较低、波长较长的可见光， 因此，荧光面料在阴天或清晨及黄昏时，由于紫外线光波充足，仍具有生动、醒目的颜色，从而具有髙可视性和瞀示作用。在欧洲标准EN471《职业用高可 视性警示服一测试与方法》(2003)中，规定了三种颜色的荧光材料(荧光黄、 荧光桔红和荧光红)，它们的颜色坐标标准见表l所示。在髙可视性瞀示服上使用的每种荧光面料，其色度坐标x, y必须符合一定 的色度区域。目前市场上的部分荧光染料，如荧光黄和荧光红，可用于腈纶 织物染色，经它们染色后的织物的色度坐标x， y处于规定的色度区域内，可以 应用于商可视性警示服上，但是还未见有处于荧光桔红色色度区域范围内的应 用于腈纶织物的阳离子型荧光染料。表1:<table>table see original document page 4</column></row><table>二十世纪九十年代以来，新型多功能有机染料(具有较大的吸收截面和较强的上转换荧光)的合成打开了双光子的研究和应用大门。美国comell大学的 Denk等人意识到双光子吸收在荧光显微术、光动力学治癌、医疗诊断方面的应 用前景: 美国P.N.Prasad领导的研究小组发现某些具有"D-jt-A"结构的有机分子的双 光子吸收截面(S )数值比先前己知分子的S值髙出两个数量级以上，并首次在 二苯乙烯吡啶盐染料ASPP溶液中获得了 800nm激光泵浦、效率为2. 3%的555nm 的激光输出。在众多具有"D-it-A"不对称共轭 结构的分子内电荷转移化合物中，苯乙烯吡啶盐的研究很多，其分子中的吡啶 阳离子是一个非常强的吸电子基团，有利于分子形成电荷转移的极限共振态， 共轭链中的n电子变得较为松弛，使分子在外场中更易发生分子内的电荷转移 从而增强了分子的第一超极化率；另外，利用其能和烷基化试剂作用成盐的特点，反应简单，产率比较高，故可以方便得到一系列化合物，分子设计和组装 上具有相当的灵活性。国内外的科研小组多数倾向于把苯乙烯吡啶盐应用于频 率上转换激光、光幅限制、荧光探针、光学装置等材料，但是，还没有见到将 苯乙烯吡啶盐作为荧光染料应用于纺织织物的染色应用报道。为了克服现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于在提供一种腈纶荧光染 色的方法，将一种处于荧光桔红色色度坐标范围内的阳离子型荧光染料应用于 腈纶染色上。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是 一种腈纶荧光染色的方 法，以苯乙烯吡啶盐为荧光染料，用浓度为0.2 2.5%owf的荧光染料、0.5g/L 的平平加0、 1.0%owf的匀染剂和4g/L的元明粉混合制备成染液，用醋酸和醋 酸钠缓冲溶液调节染液PH为5,染色浴比为100: 1;以3'C/min速度升温至 40"，加入腈纶织物或纤维，再以2"/min速度升温到80"，然后以l'C/min 速度升温到100'C，保温50 75min，最后以2'C/min速度降温到70卩，得到 荧光桔红色腈纶织物。所述的苯乙烯吡啶盐的结构式为其中，D为 ^^^。h ; R为甲基、正丁基和正辛基中的一种；X为I 或Br。苯乙烯吡啶盐结构中，当R为甲基时，染液中荧光染料的浓度为1.5 2.5%owf;当R为正丁基时，染液中荧光染料的浓度为2.5% owf:当R为正辛基时，染液中荧光染料的浓度为0.4 2.5% owf。应用于腈纶的染料多数为水溶性很好的阳离子染料，本专利技术在所应用的苯 乙烯吡啶盐染料的一端上含有亲水基团(羟基)，利用其吡啶阳离子与腈纶聚 合物分子结构上带有负电荷的染座以离子键形式发生键合，达到染色的效果。本专利技术中的苯乙烯吡啶盐基本化学结构可以表示如下
技术实现思路
<formula>formula see original document page 6</formula>其中D为 ^~^。h,是供电子基团，它的两个羟基为染料的亲水性能提供保 障R为垸基，可以是甲基、正丁基、正辛基； X为阴离子基团，可以是I或者Br。它们在分子设计和组装上具有相当的灵活性，普遍具有良好的水溶性、优 异的线性光学性能(紫外吸收、单光子激发荧光)和非线性光学性能(双光子 吸收、Z-扫描吸收)。将上述合成染料应用于腈纶织物的染色，随着垸烃链的增长，染料的上染 百分率提髙，但是上染速率变化不大；通过热力学分析，证明该类染料在织物 纤维上的吸附可以很好地符合Langmuir型吸附染色织物在550 750 nm区域 内的反射率超过100%，并随着染料用量的增大，先增大再降低，就产生荧光效 果而言，具有与市场荧光染料荧光黄X-10GFF相似的能力；根据髙可视性警示 服EN471欧洲标准(2003),在染浴浓度为0. 2 2. 5%owf时，所染织物的色度 坐标属于荧光桔红色颜色区域；耐晒牢度根据美国AATCC标准2003版测试16 在Atlas XenoTest Alpha日晒牢度试验机上测定，与蓝色羊毛标样进行对比， 再用灰色样卡评价等级，显示该类染料在腈纶上的耐晒牢度为2级。本专利技术具有的优点 1、本专利技术提供的苯乙烯吡啶盐合成反应简单，产率比较髙，分子设计和组 装上具有相当的灵活性，可以方便得到一系列化合物；而且具有良好的线性光 学性能和非线性光学性能。2、本专利技术应用的苯乙烯吡啶盐是具有"D-m-A"不对称共轭结构的分子 内电荷转移化合物，分子结构中的供电基团一端设计有亲水基团(羟基)，具有 良好的水溶性，可以利用其吡啶阳离子与腈纶上的染座以离子键形式发生键合， 对腈纶织物进行染色。根据高可视性警示服EN471欧洲标准(2003),本专利技术所 提供的染料所染的织物可处在荧光桔红色颜色区域。附图说明图1是本专利技术实施例2提供的荧光染料(DHEASPBr-C4)在水的紫外吸收光 谱(左边曲线)和单光子激发荧光光谱(右边曲线)(浓度d。 =1X10—5 mol/L, 激发波长为紫外吸收峰值对应波长)；图2是本专利技术实施例2提供的荧光染料(DHEASPBr-C4)在不同pH值条件 水溶液的紫外吸收光谱图(浓度d。 =1X10-5 mol/L):图3是本专利技术实施例提供的荧光染料对腈纶织物的染色试验工艺流程图4是未染色的腈纶织物、普通荧光黄染料X-IOGFF染色后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腈纶荧光染色的方法，其特征在于：以苯乙烯吡啶盐为荧光染料，用浓度为０．２～２．５％ｏｗｆ的荧光染料、０．５ｇ／Ｌ的平平加０、１．０％ｏｗｆ的匀染剂和４ｇ／Ｌ的元明粉混合制备成染液，用醋酸和醋酸钠缓冲溶液调节染液ｐＨ为５，染色浴比为１００∶１；以３℃／ｍｉｎ速度升温至４０℃，加入腈纶织物，再以２℃／ｍｉｎ速度升温到８０℃，然后以１℃／ｍｉｎ速度升温到１００℃，保温５０～７５ｍｉｎ，最后以２℃／ｍｉｎ速度降温到７０℃，得到荧光桔红色腈纶织物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦传香，陈国强，唐人成，王筱梅，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：32