CN101725058A - 季铵盐类有机化合物作为天然纤维及织物促染剂的用途 - Google Patents

Abstract

季铵盐类有机化合物作为天然纤维及织物促染剂的用途：在天然纤维及其织物的传统染色工艺中，添加少量该类化合物作为促染剂，使其质量百分比浓度为0.1～0.5％，就可以大幅度的提高染料的上染率和固色率，上染时完全不用盐，上染率达到95.0～99.5％，固色率达到90％以上。该用途不仅可以大幅度提高染料利用率，还可降低印染废水污染。

Description

季铵盐类有机化合物作为天然纤维及织物促染剂的用途

技术领域

本发明涉及染整技术领域，特别是涉及季铵盐类有机化合物作为天然纤维及织物促染剂的用途。

背景技术

天然纤维及其纤维的织物如棉、麻、丝、毛等，传统上利用直接染料、酸性染料染色，染得的织物色牢度很低，容易褪色。随着活性染料的发明，染料在染色时染色分子与织物上的基团发生化学反应，染料分子以共价键的形式接在织物上，染色的织物皂洗牢度大幅度提高，达到4级以上。但是，活性染料在进行分子设计时，为了染色后容易洗去浮色，活性染料的分子母体较小，并引入了较多的离子基团，使得活性染料分子的水溶性很高，导致活性染料的上染率很低，需要用大量的盐进行促染。使用大量的盐促染，造成废水污染严重，同时，染料的上染率和固色率增加有限。一般在硫酸钠浓度达到30～60g/L时，染料的固色率也只从无盐时的百分子几和百分之十几提高到50～60％，提高幅度有限。为了降低使用盐引起的污染，人们还开发了代盐剂，但代盐剂仅仅能代替盐，不能使染料的上染率和固色率大幅度提高。

为提高活性染料的上染率和固色率，人们开始研究在活性染料上引入大量的聚合氨基基团，使阴离子活性染料带一些正电，利用丝绸、羊毛等纤维带负电的特性提高染料的上染率，从而提高固色率，取得了很好的效果。但是，这样一来，所有的活性染料都需要重新合成，目前已报道的这类活性染料数量还很少。在织物上接枝阳离子，利用织物带正电，能够对阴离子染料有强的库仑作用，从而大幅度的提高染料的上染率和固色率，这是一个很好的可以普遍使用的方法。但是，织物接枝阳离子的效率不高，上染率和固色率提高有限。最大的问题是接枝阳离子后的织物无法染色均匀，因为织物接枝阳离子就几乎无法接枝均匀。

因此，研究新的促染方法，提高活性染料染色的天然纤维及其织物的上染率、固色率，提高染料使用率、降低污染将具有重要的理论和实际意义。

季铵盐类有机化合物主要用作表面活性剂，相转移催化剂等。用于降低水溶液的表面活性，有时也与一定类型的阴离子表面活性剂复配，提高表面活性剂溶液的粘度。到目前为止，尚无有关既带有疏水碳氢链、又带有阳离子基团的季铵盐类有机化合物作为高效促染剂用途的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既带有疏水碳氢链、又带有阳离子基团的季铵盐类有机化合物作为天然纤维及织物高效促染剂的用途。以便利用合成的少量高效促染剂，实现染料的高上染率、固色率，提高染料利用率，降低成本、同时大幅度降低废水污染，实现对环境友好。

天然纤维及其织物用活性染料染色时，用盐进行促染的原理是：盐，如硫酸钠和氯化钠，在水溶液中电离成钠离子和阴离子。高浓度的钠离子受到阴离子染料上的阴离子的吸引，形成离子对，降低染料分子的水溶性，使染料分子形成染料分子聚集体，从而提高染料分子在织物上的上染直接性，提高上染率；同时，已被吸附在织物的染料，其阴离子对钠离子的吸附，可以阴离子表面的双电层被压缩，从而使染料分子更容易克服双电层的阻碍作用而到达织物上，被织物吸收，提高上染率，也提高固色率。

本发明的技术思路是利用既带有正电即阳离子基团，又带有疏水碳氢链的化合物对阴离子染料在天然纤维及其织物上进行促染。其原理是极力压缩甚至消除双电层，从而消除染料上染的障碍，使染料上染率和固色率大幅上升。

本发明既带有疏水碳氢链、又带有阳离子基团的季铵盐类有机化合物通过以下工艺合成：

将质量百分比浓度为30％的三甲胺溶液放入常温恒温水浴中，加入四丁基溴化铵，四丁基溴化铵与30％的三甲胺溶液的质量体积比为1g∶800～1000ml，搅拌至四丁基溴化铵完全溶解，然后逐渐滴加入卤代烃，卤代烃与三甲胺的摩尔比为1∶1，温度恒定到36℃，继续搅拌4～5小时，即合成出既带有疏水碳氢链、又带有阳离子基团的促染剂季铵盐类有机化合物。

上述步骤中，卤代烃是指溴代正己烷、氯代正辛烷、氯代十二烷、溴代十四烷、氯代十六烷等碳原子数大于等于六的卤代烷烃。

季铵盐类有机化合物作为天然纤维及织物促染剂的用途：在天然纤维及其织物的传统染色工艺中，添加少量该类化合物作为促染剂，使其质量百分比浓度为0.1～0.5％，就可以大幅度的提高染料的上染率和固色率，上染时完全不用盐，上染率达到95.0～99.5％，固色率达到90％以上。

本发明的优点是，可以实现天然纤维的高上染率、高固色率，大幅度提高染料利用率，降低印染废水污染。

具体实施方式

实施例1：

将质量百分比浓度为30％的三甲胺溶液500mL放入常温恒温水浴中，加入四丁基溴化铵0.5g，搅拌至四丁基溴化铵完全溶解，然后逐渐滴加溴代正己烷213g，温度恒定到36℃，继续搅拌4小时，即合成出既带有疏水碳氢链、又带有阳离子基团的促染剂一己烷基三甲基溴化铵。

实施例2：

将质量百分比浓度为30％的三甲胺溶液800mL放入常温恒温水浴中，加入四丁基溴化铵1.0g，搅拌至四丁基溴化铵完全溶解，然后逐渐滴加氯代正辛烷600g，温度恒定到36℃，继续搅拌5小时，即合成出既带有疏水碳氢链、又带有阳离子基团的促染剂-氯化辛烷基三甲铵。

实施例3：

将质量百分比浓度为30％的三甲胺溶液800mL放入常温恒温水浴中，加入四丁基溴化铵1.0g，搅拌至四丁基溴化铵完全溶解，然后逐渐滴加氯代正十二烷820g，温度恒定到36℃，继续搅拌5小时，即合成出氯化十二烷基三甲铵阳离子表面活性剂。

实施例4：

将100g丝绸放入含有活性艳蓝B-RV染料质量比浓度为0.05％的染浴中，染浴体积2000mL，温度60℃，加入上述合成的辛烷基三甲基溴化铵溶液6.5mL，染料的上染率达到97.3％，固色率达到91.3％。

实施例5：

将100g丝绸放入含有活性艳红X-B100％染料质量比浓度为0.05％的染浴中，染浴体积2000mL，温度30℃，加入上述合成的己烷基三甲基溴化铵溶液7.0mL，染料的上染率达到96.5％，固色率达到90.4％。

实施例6：

将100g丝绸放入含有活性翠蓝KN-G染料质量比浓度为0.05％的染浴中，染浴体积2000mL，温度60℃，加入上述合成的氯化十二烷基三甲铵溶液8.3mL，染料的上染率达到97.8％，固色率达到91.8％。

实施例7：

将100g丝绸放入含有活性橙B-2RLN染料质量比浓度为0.05％的染浴中，染浴体积2000mL，温度60℃，加入十六烷基三甲基氯化铵7g，染料的上染率达到99.5％，固色率达到93.1％。

Claims (4)

1.季铵盐类有机化合物作为天然纤维及织物促染剂的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，在天然纤维及其织物的传统染色工艺中，添加该类化合物作为促染剂，使其质量百分比浓度为0.1～0.5％。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，季铵盐类有机化合物通过以下工艺合成：

将质量百分比浓度为30％的三甲胺溶液放入常温恒温水浴中，加入四丁基溴化铵，四丁基溴化铵与30％的三甲胺溶液的质量体积比为1g∶800～1000ml，搅拌至四丁基溴化铵完全溶解，然后逐渐滴加入卤代烃，卤代烃与三甲胺的摩尔比为1∶1，温度恒定到36℃，继续搅拌4～5小时，即合成出既带有疏水碳氢链、又带有阳离子基团的促染剂季铵盐类有机化合物。

4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，季铵盐类有机化合物合成工艺中，卤代烃是指溴代正己烷、氯代正辛烷、氯代十二烷、溴代十四烷或氯代十六烷。