高温活性染料

中温型活性染料，由于色泽较鲜艳，固色率较高，色牢度较好，广泛用于纤维素纤维的染色。然而，用来染某些交织物或粘胶织物、天丝织物，中温型活性染料则显露出一些缺憾，而高温型活性染料则能减少这些缺憾。

1 为什么宜选用高温型活性染料

1．1中温性活性染料对锦纶有一定的沾染性

染棉锦交织物时．由于中温活性染料，在染色过程中，对锦纶具有一定的沾染性。这会给打小样，放大样和大生产，带来负面影响。

(1)在打小样和放大样时，由于活性染料对锦纶的沾染，使锦纶组份的色光，难以调整和控制。

(2)打小样和放大样，客观上存在着工艺条件的差异，这会使活性染料对锦纶的沾染程度，有轻有重。往往会因此导致大小样色光不符，甚至失

败。

(3)在中性或碱性条件下，沾染在锦纶上的活性染料，会降低锦纶的湿牢度和日晒牢度。

倘若棉锦织物染双色效果(只染棉，锦留白或棉锦二相异色)，中温型活性染料由于有沾染纶的缺陷，很难染出理想效果。

1．2 中温型活性染料通常染深性较差

中温型活性染料，用于粘胶或天丝织物染色，通常染深性较差，色泽丰满度不理想。

这是因为，粘胶、天丝类纤维，具有皮层和芯层结构。皮层的取向度高，结构紧密，染料向纤维内部扩散比较困难。因此，这类纤维浸染时，对染

色温度的依附性较大，在较高的染色温度、较长的染色时间条件下，才能获得较高的染色深度和良好的匀染透染效果。

显然，采用高温型活性染料染色，比采用中温型活性染料染色更为合适。

1．3 高温型活性染料的特点

生产实践说明，高温型活性染料染纤维素纤维，具有色泽鲜艳，固色率高，皂洗、水洗牢度好的优点。而且，可以弥补中温型活性染料在实用中的缺陷。

高温型活性染料，除黑色之外，色谱配套比较齐全，几乎可染任何色泽。具体品种有：

活性嫩黄H-E6G、嫩黄H-E4G、黄H-E4R

活性橙H-ER

活性红H-E3G、红H-E3B、红HE-7B

活性蓝H-EGN、蓝H-ERD、藏青H-ER、翠蓝H-A

活性绿H-E4BD

2 实用性能

2．1染色温度

从表1可看出

表1 染色温度与得色深度的关系

染色温度/℃ 相对染色深度％

固色70 吸色70

固色80 吸色80

固色80 吸色90

固色90 吸色90

固色90 吸色100

活性黄H-E4R 80 100 115 90 95

活性红H-E3B 80 100 120 95 110

活性蓝H-ERD 60 100 125 80 100

注：①实验条件：染料1％．o．w．f；螯合剂2g／L．食盐40g／L、纯碱20g／L．浴比1：30．吸色70—100℃．40min．固色70一90℃．40min。

②以80℃吸色40min．80℃固色40min的得色深度作为100％在D65光源下，相对比较。

高温型活性染料的浸染温度，以90℃吸色，80℃固色，得色量相对最高。吸色温度>90℃或固色温度>80℃，其得色深度会走低。

显然．这与吸色、固色温度过高，染料的溶解度和水解量增加，有直接关系。

2．2食盐用量

图1食盐用量与得色深厦的关系

实验条件：活性红H-E3B 0.3％、 3％；

螯合分散剂(g／L) 2 2

食盐(g／L) 0-50 20-70

纯碱(g/L) 12 20

浴比： 1：30

染色： 吸色80℃，40min

固色： 80℃，40min

从图1可看出：

(1)高温型活性染料同中温型活性染料一样，只有有在电解质的促染作用下，才能很好的上染。电解质的存在，是提高上染速率和上染量的前提条件。

(2)食盐最合适的用量，与染色深度相关。色泽浅。用量相对少．色泽深，用量相对多。如图l所示，染O．3％浅色，最合适的食盐用量为20 g／L左右。染3％深色，最合适的食盐用量为60g／L左右。

(3)食盐的实际用量，不宜过多。因为，用量过多，得色深度不再增加，反而会给染色造成负面影响：①在水中，纤维素纤维表面的负电性，对染料吸附上色的影响，在较少食盐的存在下，便可消除。食盐过多实无意义；②食盐过多，染料会由于溶解度严重下降，而发生聚集。造成大量染料在 纤维表层附着：这不仅会降低染色牢度，降低匀染透染效果，甚至会产生色点、色渍。还会降低色光鲜艳度和得色深度。因此，食盐的实用量，务必要根据色泽深浅，合理确定。

2.3 纯碱用量

从图2可看出：染0．3％左右的浅色，纯碱用量10-15 g／L比较合适，而染3％左右的深色，纯碱用量却以18-22 g/L为宜。这表明，色泽深，染料在

固着过程中释放的酸多，纯碱的消耗也大。因此．纯碱的用量，要根据色泽深浅而定。

实验条件：活性红H-E3B 0.3％、 3％o．w．f：

螯合分散剂(g／L) 2 2

食盐(g／L) 30 60

纯碱(g/L) 5-30

浴比： 1：30

染色温度80℃，吸30min，

固色30min， 吸50 min．固50min。

实验结果还显示，纯碱浓度适当过量．对得色色光与得色深度。并没有明显的负面影响。这说明，高温型活性染料的耐碱稳定性较好．也表明纯碱对染浴pH值具有良好的缓冲能力，使用纯碱作固色碱剂，染浴pH值相对稳定．可以获得良好的重现性。

2．4 浴比大小(图3)

实验条件：活性红H-E3B 0.3％、 3％；

螯合分散剂(g／L) 2 2

食盐(g/L) 30 60

纯碱(g／L) 15 20

染温同图2

浴比：1：10-40

从图3可看出：

(1)高温型活性染料，对染色浴比的依附性较大。这一点，与中温型活性染料存在共性。

显然，这是因为活性染料对棉纤的亲和力较小，在水中的溶解度较大的缘故。因此，实际应用时，染色浴比需要稳定控制，以免影响重视性。

(2)对同一个染料而言，色泽深浅不同，对染色浴比依附性的大小也不一样。规律是，色泽深，浴比大小对染色结果的影响相对较大，色泽浅，染色浴比对染色结果的影响相对较小。这是因为，色泽越深，染液浓度越高，染料分子的缔合度越大，染料对棉纤的亲和力越小的缘故。

2．5 沾色性

从理论上讲，活性染料在60—80℃的中性或碱性染浴中，对锦纶和涤纶，不存在实质性上染，但却存在着沾色。

活性染料对锦纶和涤纶的沾色，会给棉锦或棉涤交织物的染色，造成负面影响。比如．打小样或放大样，色光难以调整和控制，尤其是染留白效果

和异邑效果时．很难达到色相分明的目的。

表2高温活性染料对锦纶、涤纶的沾色性(级)

染料 嫩黄 嫩黄 黄 橙 大红 红 红 蓝 蓝 翠蓝 藏青 绿

H-E H-E H-E H-E H-E H-E H-E H-E H-E H-E H-E H-E

6G 4G 4R R 3G 3B 7B GN RD A R 4BD

锦纶 5 5 4 5 4-5 4 5 5 5 3 5 4-5

涤纶 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 5 5

测试条件：染料1％．o．w．f，食盐50g/L，纯碱20 g/L。

浴比1：30，80℃吸色40min，固色40min。水洗、皂洗、水洗。沾色的轻重，以评定变色用灰色样卡评级。

从测试结果看：

(1)高温型活性染料，在正常的染棉条件下，大多数对锦纶沾色较微。只有黄H-E4R、红H-E3B、翠蓝H-A的沾色相对较重。因此，比较适合浸染棉锦交织物，尤其适合浸染棉锦闪白或闪色品种。

(2)在正常的染棉条件下，高温型活性染料，对涤纶几乎不沾色，只有活性翠蓝H-A对涤纶沾色重。

2．6 匀染性

染料的匀染性，主要与染料亲和力的大小和扩散性的快慢相关。也就是说，吸附速率较慢．扩散速率较快的染料．匀染性好，反之则差。

对活性染料而言，由于其直接性相对较小，扩散性相对较快，移染性相对较高，所以，在中性吸色阶段，其匀染效果通常较好。影响其匀染性的关键．是加碱后二次吸色速率的快慢，特别是加碱固色的初始阶段。

这是因为，碱剂加入后，织物上的染料会快速与纤维发生键合反应，使纤维与染料之间的吸附，瞬间失去平衡，从而造成染料在短时间内，大量快速吸附上色，而且是边吸附边固着．而染料一旦固着，便完全失去移染性和扩散性。此时，由于染料的吸附快，扩散慢，移染，很容易产生纤维内外染料分布不匀，透染性差；布面染料分柑不匀，产生色花色差。这还会影响染色牢度。

二次吸色速率实验：

实验处方：

高温型活性染料1％。o．w．f；螫合分散剂2g／L，食盐40g／L；纯碱20g／L，

实验条件：

浴比1：30．

(1)80℃中性吸色40min,一取出样布，不水洗，拉平，直接浸入10g／L固色剂冷溶

液中，5min后取出，冷水轻轻过净，隔布烫干。

(2)80℃中性吸色40min一加入纯碱，分别固色5、10、15、20、25 min一取出样布，不水洗，拉平，直接浸入10g／L固色剂冷溶液中，5min后取出，冷水轻轻过净，隔布烫干。

实验结果见图4。

以80℃中性吸色40min的吸色深度作标准。相对比较(以美国SF600X测色系统测试)

图4固色时间与吸色深度的关系

从图4可见，在加碱固色的初始阶段，活性黄H-E4R的二次吸色速率，相对比较缓慢，(这预示着它的固色速率也比较慢)。因此，匀染透染效果较好。

而活性红H-E3B和蓝H-ERD，对碱要敏感得多，加入碱剂10min内，二次吸色量成倍提高。由于固色初期上色快(边吸色边固色)，很容易产生色泽不匀，尤其是染浅色时，表现更加突出。

2．7 染深性

(1)：染色条件：染料1％-7％，螫合剂2 g／L、食盐40g/L、纯碱20g/L；80℃吸色40min、固色40min→水洗、皂洗、水洗

(2)以1％深度作标准．相对比较

图5高温活性染料对丝光棉的染深性

图5显示，高温型活性染料，对丝光棉的染深性良好，其染色饱和值>7％o．w．f．比较适合染深色。

2．8 染色牢度详细资料见色卡.

注：日晒牢度的染色深度为0.3％(o.w.f)，其它牢度的染色深度均为3％

从色卡上可看出：

(1)高温型活性染料的日晒牢度一般，染浅色时，应注意选择。

(2)高温型活性染料的皂洗沾棉牢度很好。但染深色时，湿摩牢度却比较差，实际应用时，务必要采取对应措施。

(3)耐氯浸牢度不理想，多数染料只能勉强达到3级，蓝绿色染料只有l级左右，因此，不适合染耐氯牢度要求高的色单。

3 实际应用

3.1 高温型活性染料更适合染粘胶、天丝类织物。

原因是：高温型活性染料，实际染色温度较高。可以获得深浓丰满的色泽，和良好的匀染透染效果。

根据高温型活性染料的染色性能，推荐以下染色工艺：

(1)溢流染色：

在染液中每隔5min分别加入螫合剂、染液、食盐，运转10min后以1℃／min升温至90℃，染色20—40min后以1．5℃／min降温至80℃，分三次加入纯碱，保温20—40min后降温耋50℃后对样、水洗、皂洗。

(2) 卷染染色工艺见表4、表5。

表4卷染染色推荐工艺

道数 染色温度℃ 加料操作

1 60 加入1／2染料及匀染剂

2 60 加入1／2染料

3 60 加入1／2食盐

4 60 加入1／2食盐

5-6 70 不加料

7 80 加1／2纯碱

8 80 加1／2纯碱

9-12 80 保温染色约40-60min

后处理：流动冷水洗→温水洗→热水洗→高温皂洗→温水洗→冷水洗(柔软)

3．2 高温型活性性能

主要原因有二个：具有良好的同浴适应性和色光易调整性。

3．2．1 同浴适应性

高温型活性染料与中性染料，具有良好的同浴浸染的适应性。

表5食盐纯碱参考用量

染色深度％ 食盐用量/(g.L-1) 纯碱用量/(g.L-1)

未丝光棉 丝光棉

<0.5 30--20 5-10

0.5-1.0% 40-30 15

1.0-2.0 50-40 18

2.0-3.0 60-50 20

3.0-4.0 70-60 20

>4.0 70-60 22

(1)染色温度：中性染料染锦纶，最适合的染色温度为98-100℃。高温型活性染料的耐热稳定性好，适合在90-95℃吸色，(80％固色)，这与中性染料染锦纶的最佳温度相接近。如果按高温活性染料的吸色温度(90—95℃)染色，中性染料在锦纶上的得色深度，下降幅度不明显。

(2)染浴pH：由于中性染料染锦纶。具有亲和力大．吸色快，扩散性差，移染、匀染性差，但染深性好，色牢度好的特点。因此，锦纶染浅色，一般不用中性染料，而用分散染料．中性染料大多用来染锦纶中深色。为了获得良好的匀染效果，染浴pH值通常控制在中性(比在弱酸性条件下染色，得色稍浅，其幅度<5％．但匀染性好)。这与高温型活性染料染棉纤，吸色阶段所需的pH值(中性)一致。

(3)软水剂：国产中性染料的基本结构类型，是由染料母体、亲水性基因、金属离子三部份构成的2：1型金属络合染料，它缺乏强水溶性基团一磺酸基。其较低的水溶性，靠结构中非离子性的亲水基磺酰胺基(-S02NH2)或磺酰烷基(-S02CH3)获

得(国外有些中性染料品种，含有磺酸基团)。它的金属离子外配位层与钠离子成盐式结合，所以，染料大分子在溶液中，成为带有负电荷的络合离子。因此，硬水中的钙镁正离子，对其溶解度，上染率以及色光，都有一定的影响。如，中性蓝BNL，

用硬水化料、染色，其得色深度，会降低约二成。

活性染料的分子结构中，都带有多个阴离子性的亲水基团一磺酸基(-SO3Na)，在水溶液中，成为染料阴离子，遇硬水中的钙镁离子，会结合成钙镁染料，失去正常的染色性能。可见，无论中性染料或活性染料，均需要软水化料，软水染色。

(4)匀染剂：中性染料染锦纶，由于亲和力大、上色快、扩散慢、移染差，再加上锦纶纤维微结构中．客观存在的物王单忡和化学怍的荠异．极易染色不匀。所以，浸染染色时，除了采用低温入染、缓慢升温、中性浴染色外，还要使用锦纶匀染剂，以求匀染。

常用的锦纶匀染剂，通常都是阴离子性表面活性剂。实践表明，它们对活性染料浸染棉纤的匀染性、吸色、固色率、色光鲜艳度等，没有明显影响。

(5)电解质：活性染料对棉纤的亲和力较小，必须靠电解质来促染，增加染色深度。

中性染料染棉锦织物中深色，是在中性浴中进行。染棉锦织物浅色．是在弱碱性浴中进行。在中性一碱性浴中，锦纶纤维带有一定的负电荷，对中性染料上染锦纶，起着阻碍作用。电解质的加入．会消除这些负电荷，具有明显的促染增深作用。

因此，高温活性／中性一浴法，采用中性浴染棉锦交织物中深色时。电解质在染浴中，对活性染料和中性染料的作用，是一致的。

(6)碱剂：活性染料染棉纤，在中性吸色后，必须加入纯碱10-20g／L，进行碱性固色。

中性染料浸染锦纶，除染浅色时需加少量纯碱，调节染浴pH值在7．5-8．0．以求匀染外，染中深色泽不加碱剂(保持中性染色)，因为，碱剂会降低中性染料的上染率，使

得色较浅。

活性／中性同浴染棉锦交织物时，中性染料染锦纶是在活性染料染棉的吸色阶段进行的。待加碱固色时，中性染料上染锦纶的过程已完成。所以。基本受不到碱剂的影响。

实践表明，在活性染料加碱固色过程中，对锦纶上的浮色染料(含中性染料浮色和活性染料的沾色)，具有较强的净洗作用。但由于中性染料对锦纶的亲和力高，色牢度好，再加上有大量电解质存在，对锦纶的染色深度，影响并不明显。

从以上分析可以看出，高温活性染料与中性染料同浴棉锦交织物，工艺是可行的。

3．2．2 色光易调整性

高温型活性染料，大多数品种对锦纶的沾色轻微，甚至不沾色。所以。染棉锦交织物时，无论打小样还是放大样，锦纶上的色光，容易调整和控制。甚至可以染棉锦双色效果。即，只染棉，锦留白或棉锦染异色。

3．3 应用举例

(1)染色配方：(蓝闪红双色)

高温活性蓝H-ERD 2％o．w．f，

中性枣红GRL 0．8％o．w．f，

螯合分散剂 1g／L

锦纶匀染剂 1g／L

食盐 40g／L

固色纯碱 20g／L

(2)工艺：在染浴中每隔5min分别加入螯合剂、匀染剂、染液、食盐，运转10min后开始以1℃／min升温至65℃，保温染色20min后以1℃／min升温至95℃．保温染色40min后以1．5℃／min降温至80℃，分三次加入纯碱，保温固色40min后以1．5℃／min降温至50％，进行对样、水洗、皂洗。

(3)染色结果

红、蓝色泽分明，闪色效果突出，染色牢度良好(见表6)

表6染色牢度

皂洗牢度 摩擦牢度 日晒牢度

IS0.105-C02．IS0.105-X12 ISO．105-B02

50℃×45'

原 样 锦 纶 干 湿

褪色 沾色 摩 摩

4 3-4 4 3 4-5

4 结束语

高温型活性染料，色泽鲜艳，染深性好，色牢度高。尤其是它耐热稳定性好，所需染色温度高，对锦纶沾色少的特点，为染粘胶、天丝织物深浓色泽，提供了方便，也使棉锦织物浸染，可改二浴套染法为一浴一步法，实现短流程、高产量、低能耗少污水的清洁、低耗生产。成为了可能。