CN103726369A - 一种阳离子固色剂乳液及其制备方法 - Google Patents

一种阳离子固色剂乳液及其制备方法 Download PDF

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顾相军
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SHAOXING DINGXIANG TEXTILE TRADING Co Ltd
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Abstract

本发明属于应用于印染加工品的固色处理的一种阳离子固色剂乳液及其制备方法。该固色剂乳液，由分散稳定剂、丙烯酸酯类单体、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成。本发明产品具有良好成膜性，增强了其对织物摩擦牢度改善的效果。

Description

一种阳离子固色剂乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阳离子固色剂乳液及其制备方法，为聚合物制备领域。
背景技术
直接染料、活性染料、酸性染料等阴离子水溶性染料，色谱齐全，颜色鲜艳，广泛用于棉及锦纶、蛋白质纤维织物的染色。但是，其湿牢度较差，沾色、褪色比较严重，难以满足人们对优质纺织品的要求。为了提高织物的牢度，一般需在染色加工后进行固色处理。
从上世纪30年代至今，固色剂的发展经历了非环保到环保，从单一到多样化的历程，但是，其研究和发展仍还不能满足人们的要求，尤其是湿摩擦牢度、汗渍牢度及耐氯牢度方面，仍需要不断有新的更加有效的产品出现。
发明内容
根据固色剂产品性能不足的现状，本发明提供一种可以改善湿摩擦及其他牢度的固色剂乳液。
本发明的目的是以无皂乳液聚合方式，以亲水、疏水单体的水性共聚物为分散稳定剂，制备出不含有传统小分子乳化剂的固色剂乳液，这样可以避免乳化剂对乳液膜的不良影响。
在传统的乳液聚合中都要加入乳化剂，以使体系稳定和成核。而乳化剂将会被带入最终产品中去。尽管可以通过水洗等工艺过程将其除去，但却很难完全除净。含有乳化剂会影响乳液聚合的电性能、光学性质、表面性质及耐水性等，使其应用受到限制。同时乳化剂通常价格昂贵，加入乳化剂会增加产品成本，为了克服由于乳化剂而带来的弊端，无皂乳液聚合技术应运而生。
无皂乳液聚合是指聚合体系中完全不含乳化剂或含乳化剂但其浓度小于其临界胶束浓度(CMC)的乳液聚合。由于无皂乳液聚合能得到尺寸均匀、表面清晰的乳胶粒子，具有传统乳液聚合无可比拟的优点，因此越来越引人注目。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
该阳离子固色剂乳液由分散稳定剂、丙烯酸酯类单体、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成，其中分散稳定剂14～34份，丙烯酸酯类单体40～120份，引发剂0.4～2份，去离子水500～1300份。
所述丙烯酸酯类单体，包括硬单体和软单体；硬单体可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯腈中的一种或多种的组合；软单体可以是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯、丙烯酸2-乙基己酯中的一种或多种的组合。
所述硬单体30～70份，软单体40～80份。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种组合。
所述的烯基胺类单体包括烯基胺、二烯丙基胺、三烯丙基胺中的一种或多种的组合。
所述阳离子固色剂乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应器中加入去离子水、分散稳定剂，搅拌加热至65～80℃；
(2)取丙烯酸酯类单体搅拌均匀成单体混合物，于1～3h内将上述单体混合物及引发剂滴加至反应器中，并于75～90℃保温1～3h；
(3)降温至65～70℃，于1～2h滴加烯基胺单体40～65份；
(4)在65～70℃，于1～2h滴加45～65份环氧氯丙烷；
(5)溶液降至室温，以酸中和pH值至6～7，即得固色剂乳液；
其中，去离子水500～1300份、分散稳定剂14～34份、丙烯酸酯类单体40～120份、引发剂0.4～2份，引发剂以40～70份水溶解。
所述分散稳定剂由如下步骤聚合而成：
(1)在反应器中加入去离子水、异丙醇或十二烷基硫醇，以碳酸钠调节pH值为8～9，搅拌加热至65～80℃，其中去离子水400～700份、异丙醇或十二烷基硫醇8～15份；
(2)将亲水性单体25～82份与疏水性单体22～47份混合均匀，形成混合单体；将1～2份的过硫酸钾或过硫酸钠溶于30份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂一；将0.3～1.2份的亚硫酸氢钠溶于15份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂二；
(3)将上述混合单体、引发剂一、引发剂二于1～3h内滴加至步骤(1)的反应器中，并于75～90℃保温1～3h，即得分散稳定剂。
所述亲水性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸中的一种或多种；疏水性单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈中的一种或多种。
需要说明的是，以上份数均指质量份。
本发明阳离子固色剂乳液，不含有传统小分子乳化剂，且乳液具有优良的成膜性、较高的阳离子电荷密度和良好的固色协同效应，可有效地提升织物的固色效果。
本发明的有益效果：1)、本发明产品具好的良好成膜和交联性能，增强了其对织物摩擦牢度改善的效果；2)、本发明产品通过无皂乳液聚合方式制备，不含有传统小分子乳化剂，有利于环保，并能避免乳化剂对乳液膜的不良影响，可增强湿摩擦牢度。
具体实施方法：
本发明聚合物通过无皂乳液聚合法来制备实现。下列实施方案，仅是举例说明，不是仅有的，所以，一切在本发明范围内或是做与本发明相似的改变均包含于本发明之内。
实施例一
一种阳离子固色剂乳液，主要由丙烯酸酯类单体、分散稳定剂、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成，其中丙烯酸酯类单体40份，分散稳定剂14份，烯基胺40份，环氧氯丙烷45份，引发剂0.4份，去离子水500份，引发剂以40～70份水溶解。
丙烯酸酯类单体，包括硬单体5份和软单体35份。
引发剂为过硫酸钠。
上述固色剂乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应器中加入去离子水、分散稳定剂，搅拌加热至65℃；
(2)取丙烯酸酯类单体搅拌均匀成单体混合物，于1h内将上述单体混合物及引发剂滴加至反应器中，并于75℃保温1h；
(3)降温至65～70℃，于1h滴加烯基胺单体；
(4)在65～70℃，于1h滴加环氧氯丙烷；
(5)溶液降至室温，以酸中和pH值至6～7，即得固色剂乳液；分散稳定剂由如下步骤聚合而成：
(1)在反应器中加入去离子水、异丙醇或十二烷基硫醇，以碳酸钠调节pH值为8～9，搅拌加热至65℃，其中去离子水400份、异丙醇或十二烷基硫醇8份；
(2)将亲水性单体25份与疏水性单体22份混合均匀，形成混合单体；将1份的过硫酸钾或过硫酸钠溶于30份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂一；将0.3份的亚硫酸氢钠溶于15份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂二；
(3)将上述混合单体、引发剂一、引发剂二于1h内滴加至步骤(1)的反应器中，并于75℃保温1h，即得分散稳定剂。
实施例二
一种阳离子固色剂乳液，主要由丙烯酸酯类单体、分散稳定剂、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成，其中丙烯酸酯类单体60份，分散稳定剂19份，烯基胺45份，环氧氯丙烷50份，引发剂0.8份，去离子水700份，引发剂以40～70份水溶解。
丙烯酸酯类单体，包括硬单体10份和软单体50份。
引发剂为过硫酸铵。
上述固色剂乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应器中加入去离子水、分散稳定剂，搅拌加热至69℃；
(2)取丙烯酸酯类单体搅拌均匀成单体混合物，于1.5h内将上述单体混合物及引发剂滴加至反应器中，并于75℃保温1.5h；
(3)降温至65～70℃，于1h滴加烯基胺单体；
(4)在65～70℃，于1h滴加环氧氯丙烷；
(5)溶液降至室温，以酸中和pH值至6～7，即得固色剂乳液；
分散稳定剂由如下步骤聚合而成：
(1)在反应器中加入去离子水、异丙醇或十二烷基硫醇，以碳酸钠调节pH值为8～9，搅拌加热至65℃，其中去离子水450份、异丙醇或十二烷基硫醇10份；
(2)将亲水性单体34份与疏水性单体27份混合均匀，形成混合单体；将1.2份的过硫酸钾或过硫酸钠溶于30份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂一；将0.6份的亚硫酸氢钠溶于15份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂二；
(3)将上述混合单体、引发剂一、引发剂二于1.5h内滴加至步骤(1)的反应器中，并于75～90℃保温1.5h，即得分散稳定剂。
实施例三
一种阳离子固色剂乳液，主要由丙烯酸酯类单体、分散稳定剂、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成，其中丙烯酸酯类单体80份，分散稳定剂24份，烯基胺50份，环氧氯丙烷55份，引发剂1.2份，去离子水900份，引发剂以40～70份水溶解。
丙烯酸酯类单体，包括硬单体15份和软单体65份。
引发剂为偶氮二异丁腈。
上述固色剂乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应器中加入去离子水、分散稳定剂，搅拌加热至65～80℃；
(2)取丙烯酸酯类单体搅拌均匀成单体混合物，于2h内将上述单体混合物及引发剂滴加至反应器中，并于85℃保温2h；
(3)降温至65～70℃，于1.5h滴加烯基胺单体；
(4)在65～70℃，于1.5h滴加环氧氯丙烷；
(5)溶液降至室温，以酸中和pH值至6～7，即得固色剂乳液；
分散稳定剂由如下步骤聚合而成：
(1)在反应器中加入去离子水、异丙醇或十二烷基硫醇，以碳酸钠调节pH值为8～9，搅拌加热至80℃，其中去离子水550份、异丙醇或十二烷基硫醇11份；
(2)将亲水性单体61份与疏水性单体37份混合均匀，形成混合单体；将1.5份的过硫酸钾或过硫酸钠溶于30份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂一；将0.8份的亚硫酸氢钠溶于15份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂二；
(3)将上述混合单体、引发剂一、引发剂二于2h内滴加至步骤(1)的反应器中，并于75～90℃保温2h，即得分散稳定剂。
实施例四
一种阳离子固色剂乳液，主要由丙烯酸酯类单体、分散稳定剂、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成，其中丙烯酸酯类单体100份，分散稳定剂29份，烯基胺55份，环氧氯丙烷60份，引发剂1.6份，去离子水1100份，引发剂以40～70份水溶解。
丙烯酸酯类单体，包括硬单体20份和软单体80份。
引发剂为过氧化苯甲酰。
上述固色剂乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应器中加入去离子水、分散稳定剂，搅拌加热至80℃；
(2)取丙烯酸酯类单体搅拌均匀成单体混合物，于2.5h内将上述单体混合物及引发剂滴加至反应器中，并于85℃保温2.5h；
(3)降温至65～70℃，于2h滴加烯基胺单体；
(4)在65～70℃，于2h滴加环氧氯丙烷；
(5)溶液降至室温，以酸中和pH值至6～7，即得固色剂乳液；
分散稳定剂由如下步骤聚合而成：
(1)在反应器中加入去离子水、异丙醇或十二烷基硫醇，以碳酸钠调节pH值为8～9，搅拌加热至80℃，其中去离子水620份、异丙醇或十二烷基硫醇13份；
(2)将亲水性单体74份与疏水性单体42份混合均匀，形成混合单体；将1.7份的过硫酸钾或过硫酸钠溶于30份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂一；将1份的亚硫酸氢钠溶于15份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂二；
(3)将上述混合单体、引发剂一、引发剂二于2.5h内滴加至步骤(1)的反应器中，并于85℃保温2.5h，即得分散稳定剂。
实施例五
一种阳离子固色剂乳液，主要由丙烯酸酯类单体、分散稳定剂、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成，其中丙烯酸酯类单体120份，分散稳定剂34份，烯基胺60份，环氧氯丙烷65份，引发剂2份，去离子水1300份，引发剂以40～70份水溶解。
丙烯酸酯类单体，包括硬单体30份和软单体90份。
引发剂为过硫酸钾。
上述固色剂乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应器中加入去离子水、分散稳定剂，搅拌加热至65～80℃；
(2)取丙烯酸酯类单体搅拌均匀成单体混合物，于3h内将上述单体混合物及引发剂滴加至反应器中，并于90℃保温3h；
(3)降温至65～70℃，于2h滴加烯基胺单体；
(4)在65～70℃，于2h滴加环氧氯丙烷；
(5)溶液降至室温，以酸中和pH值至6～7，即得固色剂乳液；
分散稳定剂由如下步骤聚合而成：
(1)在反应器中加入去离子水、异丙醇或十二烷基硫醇，以碳酸钠调节pH值为8～9，搅拌加热至80℃，其中去离子水700份、异丙醇或十二烷基硫醇15份；
(2)将亲水性单体82份与疏水性单体47份混合均匀，形成混合单体；将2份的过硫酸钾或过硫酸钠溶于30份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂一；将1.2份的亚硫酸氢钠溶于15份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂二；
(3)将上述混合单体、引发剂一、引发剂二于3h内滴加至步骤(1)的反应器中，并于75～90℃保温3h，即得分散稳定剂。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种阳离子固色剂乳液，其特征在于该乳液由分散稳定剂、丙烯酸酯类单体、烯基胺、环氧氯丙烷、引发剂、去离子水反应制成，其中分散稳定剂14～34份，丙烯酸酯类单体40～120份，烯基胺单体40～65份，环氧氯丙烷45～65份，引发剂0.4～2份，去离子水500～1300份。
2.如权利要求1所述的阳离子固色剂乳液，其特征在于：所述丙烯酸酯类单体，包括硬单体和软单体；硬单体可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯腈中的一种或多种的组合；软单体可以是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯、丙烯酸2-乙基己酯中的一种或多种的组合。
3.如权利要求2所述的阳离子固色剂乳液，其特征在于：所述硬单体30～70份，软单体40～80份。
4.如权利要求1所述的阳离子固色剂乳液，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种组合。
5.如权利要求1所述的阳离子固色剂乳液，其特征在于：所述的烯基胺类单体包括烯基胺、二烯丙基胺、三烯丙基胺中的一种或多种的组合。
6.一种如权利要求1所述阳离子固色剂乳液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在反应器中加入去离子水、分散稳定剂，搅拌加热至65～80℃；
(2)取丙烯酸酯类单体搅拌均匀成单体混合物，于1～3h内将上述单体混合物及引发剂滴加至反应器中，并于75～90℃保温1～3h；
(3)降温至65～70℃，于1～2h滴加烯基胺单体40～65份；
(4)在65～70℃，于1～2h滴加45～65份环氧氯丙烷；
(5)溶液降至室温，以酸中和pH值至6～7，即得固色剂乳液；
其中，去离子水500～1300份、分散稳定剂14～34份、丙烯酸酯类单体40～120份、引发剂0.4～2份，引发剂以40～70份水溶解。
7.如权利要求6所述阳离子固色剂乳液的制备方法，其特征在于：所述分散稳定剂由如下步骤聚合而成：
(1)在反应器中加入去离子水、异丙醇或十二烷基硫醇，以碳酸钠调节pH值为8～9，搅拌加热至65～80℃，其中去离子水400～700份、异丙醇或十二烷基硫醇8～15份；
(2)将亲水性单体25～82份与疏水性单体22～47份混合均匀，形成混合单体；将1～2份的过硫酸钾或过硫酸钠溶于30份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂一；将0.3～1.2份的亚硫酸氢钠溶于15份的去离子水中，作为聚合反应的引发剂二；
(3)将上述混合单体、引发剂一、引发剂二于1～3h内滴加至步骤(1)的反应器中，并于75～90℃保温1～3h，即得分散稳定剂。
8.如权利要求7所述固色剂乳液的制备方法，其特征在于：所述亲水性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸中的一种或多种；疏水性单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈中的一种或多种。
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