CN104452368B - 一种活性染料用无醛固色剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活性染料用无醛固色剂及其制备方法，其主要是使用有机胺CH₂＝CHCH₂(R₁R₂)N⁺CH₂CH＝CH₂X^‑为主要原料，通过蔗糖和不饱和羧酸给固色剂结构中引入羟基、脂基等反应性基团与染料、纤维分子的活性基团(如羟基、氨基等)发生交联结合，从而降低染料对水的亲和性，提高染色织物的皂洗、沾色等湿处理牢度。本发明的活性染料用无醛固色剂主要用于活性染料染棉织物的固色，其因无甲醛，有效降低了织物甲醛含量，提升织物的品质，符合环保要求及人民的健康需求。

Description

一种活性染料用无醛固色剂及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织染整助剂领域，尤其涉及一种活性染料用无醛固色剂及其制备方法。

背景技术

活性染料是纤维素纤维染色和印花最重要的染料，也是取代禁用染料最重要的一类染料，其不仅可以染中浅颜色，还可以染深色，特别是黑色。与此同时，人们对活性染料的色牢度的要求也不断提高。活性染料染和纤维素纤维是以共价键的形式形成化学结合，因此，从理论上讲，染料与纤维之间的共价键结合，能赋予染色物优良的染色坚牢度。但事实上，其染色物在测试、使用、洗涤，甚至储藏过程中常会发生褪色、变色或沾色等现象。尤其是染深色时的湿摩擦牢度和皂洗沾色牢度，染浅色时的耐日晒牢度与耐氯漂牢度等均不尽人意。一般使用的活性染料固色剂基本都含有甲醛，如双氰胺与甲醛缩合的树脂作为固色剂，这类固色剂的性能较为优秀，而且经济实惠，深受使用厂家的欢迎。但是20世纪80年代，欧盟等国家都相继制定了相关法律法规，除了考虑环保因素以外，也考虑到了含醛固色剂有容易引起染色物的色变和手感粗糙等缺点，严格控制纺织品中的游离甲醛含量。传统固色剂容易引起染色物的色变、手感粗糙等，特别是甲醛含量较高，影响人体穿着的健康，已不符合国际纺织品要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种活性染料用无醛固色剂及制备方法，该固色剂能更好的提高织物湿摩擦牢度和耐洗色牢度。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种活性染料用无醛固色剂，包含下述配比的组分：

进一步，优选的，所述的R₁和R₂分别可以为C1-C3烷基中的一种，X为卤素。

进一步，R₁和R₂均为甲基，X为Cl，CH₂＝CHCH₂(R₁R₂)N⁺CH₂CH＝CH₂X^-为二甲基二烯丙基氯化铵。

优选的，所述二甲基二烯丙基氯化铵为质量百分比浓度为65％的水溶液。

优选的，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3-二甲基丙烯酸中的一种或几种的混合物。

优选的，所述催化剂为氨基磺酸、磷酸、对甲苯磺酸中的一种或几种的混合物。

优选的，所述阻聚剂为对苯二酚、对苯二醌和对甲氧基苯酚中的一种或几种的混合物。

优选的，所述螯合剂为氨基三甲叉膦酸四钠、氨基三甲叉膦酸五钠、氨基三甲叉膦酸钾和乙二胺四甲叉膦酸五钠中的一种或几种的混合物。

优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或几种的混合物。

优选的，所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或几种的混合物。

一种活性染料用无醛固色剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在反应釜中加入蔗糖、不饱和羧酸、催化剂、阻聚剂，回流冷凝，搅拌，加热升温，温度升至85-100℃时，进行酯化反应1-8小时；

(2)再加入CH₂＝CHCH₂(R₁R₂)N⁺CH₂CH＝CH₂X^-，螯合剂，温度调至75-95℃，加入引发剂，反应1-5小时，再加入碱性调节剂进行中和反应，反应0.1-2小时后得到发明所述活性染料用无醛固色剂。

通过给固色剂结构中引入羟基、脂基等反应性基团与染料、纤维分子的活性基团(如羟基、氨基等)发生交联结合，从而降低染料对水的亲和性，提高染色织物的皂洗、沾色等湿处理牢度。此外，分子中具有季铵盐阳离子基团，通过阳离子基与活性染料(包括其水解染料)的磺酸基等阴离子，发生库仑引力作用，中和其电荷，减少染料的水溶性，并与染料阴离子结合，增大染料分子与纤维分子间的作用力，以提高湿牢度。且制备本发明的活性染料用无醛固色剂所用的主要原料有机胺易于采购，生产成本低，所制备的固色剂无甲醛污染，有效降低了织物甲醛含量，提升织物的品质，符合环保要求及人民的健康需求，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

表1实施例1-6中各组分含量

实施例1

反应所需各组分含量按照表1所示，其中所述不饱和羧酸为丙烯酸，催化剂为氨基磺酸，阻聚剂为对苯二酚，螯合剂为氨基三甲叉膦酸四钠，引发剂为硫酸铵，碱性调节剂为氢氧化钠；且其中二甲基二烯丙基氯化铵为质量百分比浓度约为65％的水溶液。

本发明的活性染料用无醛固色剂的制备方法，通过如下步骤实现：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的反应釜中依次加入蔗糖、丙烯酸、氨基磺酸、对苯二酚后开启回流冷凝，搅拌，并开始加热升温，温度升至96℃时，进行酯化反应3.5小时；

(2)往反应釜中加入二甲基二烯丙基氯化铵、氨基三甲叉膦酸四钠后，温度调至75℃，加入硫酸铵，加完后进行聚合反应4小时，然后再加入氢氧化钠进行酸碱中和反应，反应0.5小时后，降温出料，即得所述固色剂。

实施例2

反应所需各组分含量按照表1所示，其中所述不饱和羧酸为甲基丙烯酸，催化剂为磷酸，阻聚剂为对苯二醌，螯合剂为氨基三甲叉膦酸五钠，引发剂为过硫酸钾，碱性调节剂为氢氧化钾；且其中二甲基二烯丙基氯化铵为质量百分比浓度约为65％的水溶液。

本发明的活性染料用无醛固色剂的制备方法，通过如下步骤实现：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的反应釜中依次加入蔗糖、甲基丙烯酸、磷酸、对苯二醌酚后开启回流冷凝，搅拌，并开始加热升温，温度升至85℃时，进行酯化反应8小时；

(2)往反应釜中加入二甲基二烯丙基氯化铵、氨基三甲叉膦酸五钠后，温度调至90℃，加入过硫酸钾，加完后进行聚合反应2小时，然后再加入氢氧化钾进行酸碱中和反应，反应0.1小时后，降温出料，即得所述固色剂。

实施例3

反应所需各组分含量按照表1所示，其中所述不饱和羧酸为3,3-二甲基丙烯酸，催化剂为对甲苯磺酸，阻聚剂为对甲氧基苯酚，螯合剂为氨基三甲叉膦酸钾，引发剂为过硫酸钠，碱性调节剂为碳酸钠；且其中二甲基二烯丙基氯化铵为质量百分比浓度约为65％的水溶液。

本发明一种活性染料用无醛固色剂的制备方法，通过如下步骤实现：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的反应釜中依次加入所述蔗糖、3,3-二甲基丙烯酸、对甲苯磺酸、对甲氧基苯酚、水后开启回流冷凝，搅拌，并开始加热升温，温度升至98℃时，进行酯化反应6小时；

(2)往反应釜中加入二甲基二烯丙基氯化铵、氨基三甲叉膦酸钾后，温度调至95℃，加入过硫酸钠，加完后进行聚合反应1小时，然后再加入碳酸钠进行酸碱中和反应，反应0.3小时后，降温出料，即得所述固色剂。

实施例4

反应所需各组分含量按照表1所示，其中所述有机胺为二乙基二烯丙基氯化铵，不饱和羧酸为丙烯酸和甲基丙烯酸的混合物，且丙烯酸和甲基丙烯酸的质量比为1:2，催化剂为氨基磺酸，阻聚剂为对对苯二酚，螯合剂为氨基三甲叉膦酸四钠，引发剂为过硫酸铵，碱性调节剂为氢氧化钠；且其中二乙基二烯丙基氯化铵为质量百分比浓度约为65％的水溶液。

本发明一种活性染料用无醛固色剂的制备方法，通过如下步骤实现：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的反应釜中依次加入所述蔗糖、丙烯酸、甲基丙烯酸、氨基磺酸、对苯二酚、水后开启回流冷凝，搅拌，并开始加热升温，温度升至93℃时，进行酯化反应反应5小时；

(2)往反应釜中加入二乙基二烯丙基氯化铵、氨基三甲叉膦酸四钠后，温度调至80℃，然后加入硫酸铵，加完后进行聚合反应5小时，然后再加入氢氧化钠进行酸碱中和反应，反应1小时后，降温出料，即得所述固色剂。

实施例5

反应所需各组分含量按照表1所示，其中所述有机胺为二丙基二烯丙基溴化铵，不饱和羧酸为丙烯酸，催化剂为氨基磺酸和磷酸的混合物，且氨基磺酸和磷酸的质量比为1:2，阻聚剂为对苯二醌，螯合剂为氨基三甲叉膦酸四钠和氨基三甲叉膦酸五钠的混合物，且氨基三甲叉膦酸四钠和氨基三甲叉膦酸五钠的质量比为1:1，引发剂为过硫酸钠，碱性调节剂为氢氧化钾；且其中二丙基二烯丙基溴化铵为质量百分比浓度约为65％的水溶液。

本发明一种活性染料用无醛固色剂的制备方法，通过如下步骤实现：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的反应釜中依次加入所述蔗糖、丙烯酸、氨基磺酸和磷酸、对苯二醌、水后开启回流冷凝，搅拌，并开始加热升温，温度升至90℃时，进行酯化反应7.5小时；

(2)往反应釜中加入二丙基二烯丙基溴化铵、氨基三甲叉膦酸四钠和氨基三甲叉膦酸五钠后，温度调至92℃，然后加入过硫酸钠，加完后进行聚合反应4小时，然后再加入氢氧化钾进行酸碱中和反应，反应1.5小时后，降温出料，即得所述固色剂。

实施例6

反应所需各组分含量按照表1所示，其中所述有机胺为二甲基二烯丙基氯化铵，不饱和羧酸为丙烯酸，催化剂为对甲苯磺酸，阻聚剂为甲氧基苯酚，螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸五钠，引发剂为过硫酸钠和过硫酸钾的混合物，且过硫酸钠和过硫酸钾的质量比为1:4，碱性调节剂为氢氧化钠和氢氧化钾的混合物，且氢氧化钠和氢氧化钾的质量比为2:3钾；且其中二甲基二烯丙基氯化铵为质量百分比浓度约为65％的水溶液。

本发明一种活性染料用无醛固色剂的制备方法，通过如下步骤实现：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的反应釜中依次加入所述蔗糖、丙烯酸、对甲苯磺酸、甲氧基苯酚、水后开启回流冷凝，搅拌，并开始加热升温，温度升至100℃时，进行酯化反应1小时；

(2)往反应釜中加入二甲基二烯丙基氯化铵、乙二胺四甲叉膦酸五钠后，温度调至90℃，然后加入过硫酸钠和过硫酸钾，加完后进行聚合反应3小时，然后再加入氢氧化钠和氢氧化钾进行酸碱中和反应，反应2小时后，降温出料，即得所述固色剂。

将上述实施例1-6合成的固色剂分别处理活性大红3克染色后的棉织物，采用浸固工艺，固色剂用量为2％(o.w.f)，pH为6-7，温度为60℃，时间为30min，浴比1:12。其中摩擦牢度、皂洗牢度和汗渍牢度分别按照国标GB/T3920-2008、GB/T3921-2008、GB/T5713-1997进行。棉织物固色后的主要性能指标如表2所示，可见经过本发明活性染料用无醛固色剂处理过的活性染料染色棉织物在色牢度上均可以达到GB18401-2003《国家纺织产品基本安全技术规范》中的安全标准。

表2棉织物经上述实施例1-6固色处理后的主要性能指标

Claims (9)

1.一种活性染料用无醛固色剂，包含下述配比的组分：

CH₂＝CHCH₂(R₁R₂)N⁺CH₂CH＝CH₂X^-中R₁和R₂分别为C1-C3烷基中的一种，X为卤素。

2.根据权利要求1所述的活性染料用无醛固色剂，其特征在于：所述CH₂＝CHCH₂(R₁R₂)N⁺CH₂CH＝CH₂X^-为二甲基二烯丙基氯化铵。

3.根据权利要求1所述的活性染料用无醛固色剂，其特征在于：所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3-二甲基丙烯酸中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的活性染料用无醛固色剂，其特征在于：所述催化剂为氨基磺酸、磷酸、对甲苯磺酸中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的活性染料用无醛固色剂，其特征在于：所述阻聚剂为对苯二酚、对苯二醌、对甲氧基苯酚中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的活性染料用无醛固色剂，其特征在于：所述螯合剂为氨基三甲叉膦酸四钠、氨基三甲叉膦酸五钠、氨基三甲叉膦酸钾和乙二胺四甲叉膦酸五钠中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的活性染料用无醛固色剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的活性染料用无醛固色剂，其特征在于：所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或几种的混合物。

9.一种权利要求1-8所述的活性染料用无醛固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应釜中加入蔗糖、不饱和羧酸、催化剂、阻聚剂、水，回流冷凝，搅拌，加热升温，温度升至85-100℃时，进行酯化反应1-8小时；

(2)再加入CH₂＝CHCH₂(R₁R₂)N⁺CH₂CH＝CH₂X^-，螯合剂，温度调至75-95℃，加入引发剂，反应1-5小时，再加入碱性调节剂进行中和反应，反应0.1-2小时后得到所述活性染料用无醛固色剂。