CN103821011A - 环保腈纶匀染剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保腈纶匀染剂及其制备方法和应用，该腈纶匀染剂主要由季铵盐和异构醇聚氧乙烯醚按照质量比1-3∶1复配而成，所述季铵盐由双烷基甲基叔胺和卤代烷反应生成。本发明腈纶匀染剂原料环保，不含欧盟禁用物质苯扎氯铵，缓染和移染能力优异，匀染效果好，得色率高，制备工艺简单，应用广泛且使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及环保腈纶匀染剂及其制备方法和应用。
背景技术
腈纶是以丙烯腈为主要单体的共聚纤维。除了主要单体丙烯腈外，腈纶分子结构中还有第二单体中性单体及第三单体功能单体。第二单体丙烯酸甲酯带有侧基和酯基，有助于染料的上染。第三单体一般为带有磺酸基或羧酸基的不饱和单体。由于纤维大分子中引入了酸性集团，增加了腈纶的亲水性，使纤维具有阴离子染座，因而可用阳离子染料在常压条件下染色。用阳离子染料染腈纶时，当染浴温度超过腈纶大分子的玻璃化温度时，阳离子染料会快速集中上染，很容易出现色花现象。因此，在腈纶染浴中要加入一定量的匀染剂，降低上染速率，保证均匀上染。
腈纶匀染剂一般是一些阳离子的季铵盐类化合物，如：十二烷基二甲基苄基氯化铵(商品名1227)，十八烷基二甲基苄基氯化铵(商品名1827)等。由于腈纶匀染剂对腈纶的亲和力大于阳离子染料对腈纶的亲和力，因此，在较低温度下，匀染剂首先上染腈纶纤维，占据染座。随着染浴温度的升高，阳离子染料与腈纶的结合力逐渐大于匀染剂与腈纶的结合力，阳离子染料逐步取代染座上的匀染剂，因此，匀染剂可以大大降低了腈纶的初染率，起到缓染效果。
随着我国纺织品出口的逐年增多，欧盟等发达国家逐渐开始设置“绿色贸易壁垒”，来限制我们的纺织品出口。苯扎氯铵就是欧盟最近刚刚提出的禁用纺织助剂。苯扎氯铵，英文简称BAC，主要用于抗菌防腐剂，其影响是通过呼吸或皮肤渗透可能会导致心肌炎；最早是出口德国的产品严禁含有，现已逐步扩充到整个欧盟市场。国内的腈纶匀染剂几乎都含有苯扎氯铵，因此一种制备工艺简单、缓染效果好且不含苯扎氯铵的环保腈纶匀染剂及其制备方法亟待出现。
发明内容
本发明的目的在于克服现有产品的不足，提供一种环保腈纶匀染剂及其制备方法和应用，该腈纶匀染剂原料环保，不含欧盟禁用物质苯扎氯铵，缓染和移染能力优异，匀染效果好，得色率高，制备工艺简单，应用广泛且使用方便。
为实现上述目的，本发明提供一种腈纶匀染剂，主要由季铵盐和异构醇聚氧乙烯醚按照质量比1-3∶1复配而成，所述季铵盐由双烷基甲基叔胺和卤代烷反应生成；
所述季铵盐的结构式为：
所述异构醇聚氧乙烯醚的结构式为：R3-O-(CH2CH2O)n-H
其中，R1为直链烷基，R2为直链烷基或环氧烷基，X为氯元素和/或溴元素，R3为异构烷基，n＝3-10。
优选的，所述异构醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚XP-50、XP-70、XP-90，以及异构十三醇聚氧乙烯醚TO-5、TO-8、TO-10中的一种或几种。
优选的，所述季铵盐为双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十二烷基甲基乙基氯化铵、双十四烷基甲基乙基氯化铵、双十六烷基甲基乙基氯化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、双十四烷基二甲基溴化铵、双十六烷基二甲基溴化铵、双十二烷基甲基乙基溴化铵、双十四烷基甲基乙基溴化铵、双十六烷基甲基乙基溴化铵、双十二烷基甲基环氧丙基氯化铵、双十四烷基甲基环氧丙基氯化铵、双十六烷基甲基环氧丙基氯化铵中的一种或几种。
优选的，所述双烷基甲基叔胺为双十二烷基甲基叔胺、双十四烷基甲基叔胺、双十六烷基甲基叔胺中的一种或几种。
优选的，所述卤代烷为氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷、溴乙烷、环氧氯丙烷中的一种或几种。
本发明还提供用于制备上述腈纶匀染剂的方法，包括如下步骤：
1)季铵盐的合成
在反应釜中加入双烷基甲基叔胺和卤代烷，升温至50-70℃后保温6-8h，季铵化反应生成季铵盐；
2)匀染剂的复配
取季铵盐、异构醇聚氧乙烯醚和一定量的水混合，加热搅拌至完全溶解；所述季铵盐和异构醇聚氧乙烯醚的质量比为1-3∶1。
本发明还提供应用上述腈纶匀染剂的染色工艺，所述染色工艺为：阳离子染料0.05％owf-2％owf，腈纶匀染剂0.05％owf-1.5％owf，冰醋酸调节染液pH值至4.5-5.5，浴比1∶10-30，升温速率1-2℃/min，染色温度90-98℃，染色时间40-60min；水洗，烘干。
优选的，所述阳离子染料为阳离子红SD-GRL、阳离子黄X-2RL或阳离子艳兰X-GRRL。
本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明腈纶匀染剂不含有欧盟禁用物质苯扎氯铵，且所有原料均为环保原料。
3、本发明腈纶匀染剂具有优异的缓染和移染能力，从而具有理想的阻染和移染效果，避免了腈纶纱线、织物在染色过程中由于上色过快而产生的色花现象。
4、本发明腈纶匀染剂应用范围广，可以用作腈纶纱线、织物，毛/腈、棉/腈、锦/腈等混纺纱线、织物的匀染剂及色花修补剂，具有理想的修补效果。
5、本发明腈纶匀染剂竭染率比较高，不影响织物的最终得色。
6、本发明腈纶匀染剂和其他助剂相容性能好，对染浴中所使用的柔软剂等无影响。
7、本发明腈纶匀染剂制备工艺简单，操作方便，合成的产品稳定性好，长久放置不分层、不沉淀。
附图说明
图1是本发明染色工艺曲线的一个示例。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种环保腈纶匀染剂，通过如下步骤制备：
1)向反应釜中加入3.1256kmol双烷基甲基叔胺(所述双烷基甲基叔胺为双十二烷基甲基叔胺、双十四烷基甲基叔胺、双十六烷基甲基叔胺中的一种或几种)和3.0kmol的卤代烷(所述卤代烷为氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷、溴乙烷、环氧氯丙烷中的一种或几种)，升温至50-70℃(优选为50℃、60℃或70℃)，保温6-8h(优选为6h、7h或8h)，进行季铵化反应，生成季铵盐(所述季铵盐为双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十二烷基甲基乙基氯化铵、双十四烷基甲基乙基氯化铵、双十六烷基甲基乙基氯化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、双十四烷基二甲基溴化铵、双十六烷基二甲基溴化铵、双十二烷基甲基乙基溴化铵、双十四烷基甲基乙基溴化铵、双十六烷基甲基乙基溴化铵、双十二烷基甲基环氧丙基氯化铵、双十四烷基甲基环氧丙基氯化铵、双十六烷基甲基环氧丙基氯化铵中的一种或几种)。
2)取季铵盐、异构醇聚氧乙烯醚和一定量的水混合，加热搅拌至完全溶解；所述季铵盐和异构醇聚氧乙烯醚的质量比为1-3∶1(优选为1∶1，2∶1，或3∶1)；所述异构醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚XP-50、XP-70、XP-90，以及异构十三醇聚氧乙烯醚TO-5、TO-8、TO-10中的一种或几种；水的投入量为600kg、800kg或1000kg。
本发明还提供应用上述腈纶匀染剂的染色工艺，所述染色工艺为：阳离子染料0.05％owf-2％owf(优选为0.05％owf、1％owf或2％owf)，腈纶匀染剂0.05％owf-1.5％owf(优选为0.05％owf、1％owf或1.5％owf)，冰醋酸调节染液pH值至4.5-5.5，浴比1∶10-30(优选为1∶10，1∶25或1∶30)，升温速率1-2℃/min(优选为1℃/min、1.5℃/min或2℃/min)，染色温度90-98℃(优选为90℃、94℃或98℃)，染色时间40-60min(优选为40min、50min或60min)；水洗，烘干。
染色工艺具体实施例如下：
实施例1
染色工艺为：阳离子红SD-GRL2％％owf，腈纶匀染剂1％owf，冰醋酸调节染液pH为4.5-5.5，浴比为1∶25，水洗，烘干。其缓染结果见表1。
表1实施例1的缓染结果
实施例2
染色工艺为：阳离子黄X-2RL2％％owf，腈纶匀染剂1％owf，冰醋酸调节染液pH为4.5-5.5，浴比为1∶25，水洗，烘干。其缓染结果见表2。
表2实施例2的缓染结果
实施例3
染色工艺为：阳离子艳兰X-GRRL2％％owf，腈纶匀染剂1％owf，冰醋酸调节染液pH为4.5-5.5，浴比为1∶25，水洗，烘干。其缓染结果见表3。
表3实施例3的缓染结果
本发明染色工艺的工艺曲线可以参考图1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.腈纶匀染剂，其特征在于，主要由季铵盐和异构醇聚氧乙烯醚按照质量比1-3∶1复配而成，所述季铵盐由双烷基甲基叔胺和卤代烷反应生成；
所述季铵盐的结构式为：
所述异构醇聚氧乙烯醚的结构式为：R3-O-(CH2CH2O)n-H
其中，R1为直链烷基，R2为直链烷基或环氧烷基，X为氯元素和/或溴元素，R3为异构烷基，n＝3-10。
2.根据权利要求1所述的腈纶匀染剂，其特征在于，所述异构醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚XP-50、XP-70、XP-90，以及异构十三醇聚氧乙烯醚TO-5、TO-8、TO-10中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的腈纶匀染剂，其特征在于，所述季铵盐为双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十二烷基甲基乙基氯化铵、双十四烷基甲基乙基氯化铵、双十六烷基甲基乙基氯化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、双十四烷基二甲基溴化铵、双十六烷基二甲基溴化铵、双十二烷基甲基乙基溴化铵、双十四烷基甲基乙基溴化铵、双十六烷基甲基乙基溴化铵、双十二烷基甲基环氧丙基氯化铵、双十四烷基甲基环氧丙基氯化铵、双十六烷基甲基环氧丙基氯化铵中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的腈纶匀染剂，其特征在于，所述双烷基甲基叔胺为双十二烷基甲基叔胺、双十四烷基甲基叔胺、双十六烷基甲基叔胺中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的腈纶匀染剂，其特征在于，所述卤代烷为氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷、溴乙烷、环氧氯丙烷中的一种或几种。
6.用于制备权利要求1-5中任一项所述腈纶匀染剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)季铵盐的合成
在反应釜中加入双烷基甲基叔胺和卤代烷，升温至50-70℃后保温6-8h，季铵化反应生成季铵盐；
2)匀染剂的复配
取季铵盐、异构醇聚氧乙烯醚和一定量的水混合，加热搅拌至完全溶解；所述季铵盐和异构醇聚氧乙烯醚的质量比为1-3∶1。
7.应用权利要求1-5中任一项所述腈纶匀染剂的染色工艺，其特征在于，所述染色工艺为：阳离子染料0.05％owf-2％owf，腈纶匀染剂0.05％owf-1.5％owf，冰醋酸调节染液pH值至4.5-5.5，浴比1∶10-30，升温速率1-2℃/min，染色温度90-98℃，染色时间40-60min；水洗，烘干。
8.根据权利要求7所述的染色工艺，其特征在于，所述阳离子染料为阳离子红SD-GRL、阳离子黄X-2RL或阳离子艳兰X-GRRL。
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