CN107541968B

CN107541968B - 一种涤纶染色载体及其制备方法

Info

Publication number: CN107541968B
Application number: CN201610489131.XA
Authority: CN
Inventors: 蔡润之; 涂胜宏
Original assignee: SUZHOU LIANSHENG CHEMISTRY CO Ltd
Current assignee: SUZHOU LIANSHENG CHEMISTRY CO Ltd
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: CN107541968A

Abstract

发明提供一种涤纶染色载体及其制备方法。所述涤纶染色载体按质量百分含量包括：60～80％邻苯二甲酸二多元醇芳香酯，10～20％阴离子乳化剂，以及10～20％非离子表面活性剂。本发明所述的涤纶染色载体具有成分简单、成本低，且具有环保、无毒、无味与促染性佳等优点。同时，本发明所述的涤纶染色载体的制备方法工艺步骤简单，工艺可控性高。

Description

一种涤纶染色载体及其制备方法

技术领域

本发明涉及涤纶染色载体领域，特别涉及一种涤纶染色载体及其制备方法。

背景技术

近年来，随着中国经济持续快速增长和国内消费能力的不断提高，国内涤纶纤维的需求量也不断增长。中国涤纶纤维产能以惊人的速度增长，使得我国逐渐发展成为世界涤纶类产品的重要加工基地，已成为世界涤纶纤维产量最大的国家。

涤纶纤维性能优良，具有广泛的应用领域，其优良的性能使其成为合成纤维中发展最快、产量最高的品种之一。由于涤纶纤维结晶度、取向度及玻璃化温度均较高，分子结构中缺少像纤维素或蛋白质纤维那样的能和染料发生结合的活性基团，涤纶分子排列得比较紧密，纤维中只存在较小的间隙，所以涤纶对染色的条件要求较高，需采用高温高压法、热熔法或有机溶剂法染色。高温高压法和热熔法染色温度一般在130℃甚至180℃的高温下进行，不能用于涤纶绒类纱线和涤纶与羊毛、蚕丝、氨纶等混纺织物的染色，易造成纱线在高温时熔缩、卷曲和混纺织物中其他组份纤维的强力损伤，而且能耗大，设备要求高；热熔法染色后织物手感差，上色率低。有机溶剂法成本高，难以实现工业化生产。因此，如何降低涤纶纤维染色温度就成了印染工作者当前迫切需要解决的关键问题。

载体染色法是一种在染浴中加入载体助剂，使分散染料在常压100℃左右的条件下，具有较高的上染率和吸附量的一种低温染色法。该法染色织物色泽鲜艳，得色均匀，各项色牢度较高，载体和染料同浴染色，操作简单，对染色设备和染料性能要求较低，易于工业化大生产，可实现涤纶的常压低温染色。

目前市场上常用的载体如：水杨酸甲酯(冬青油)、甲基萘、氯苯、联苯、苯甲酸丁酯等，以及少量的乳化剂组成。这些载体气味重、毒性大、生物降解性差、促染性不佳，染色织物带有一定的异味，严重影响了工厂的生产环境；也有些载体如：邻苯基苯酚，染后脱载较难，织物上残存的载体会影响织物的日晒牢度。研究无味无毒易脱载的环保载体是涤纶染色工艺的发展趋势之一。

常用的环保载体有苯甲酸苄酯、丁二酸二丁酯、N-烷基邻苯二甲酰亚胺、N-烷基吡咯烷酮等，这些环保载体无毒、无味(低味)、生物易降解，易乳化，乳液稳定性好，载体染色织物日晒牢度不降低，也不损伤纤维。但是苯甲酸苄酯在染色后也会残留布面，导致布面有少许气味；丁二酸二丁酯、N-烷基邻苯二甲酰亚胺和N-烷基吡咯烷酮成本高，市场难推广和接受。

因此，我们需要一种涤纶染色载体，具有制备工艺简单，成本低，无毒无味且促染性能好等特点，以解决上述现有问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涤纶染色载体，该载体具有成分简单、成本低，且具有环保、无毒、无味与促染性佳等优点。同时，本发明还提供上述涤纶染色载体的制备方法，所述制备方法工艺步骤简单，工艺可控性高。

为了实现上述目的，本发明首先提供一种涤纶染色载体。所述涤纶染色载体按质量百分含量包括以下组分：

邻苯二甲酸二多元醇芳香酯 60～80％，优选60％；

阴离子乳化剂 10～20％；

非离子表面活性剂 10～20％。

在本发明一实施例中，所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯以以下通式表示：

其中，

R₁为C_2～6直链烷基或烷氧基，R₂为单键或C_1～2直链烷基；R₃为H或OH

作为一范例，所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯可以是，但不限于，邻苯二甲酸二乙二醇苯甲酸酯、邻苯二甲酸二丙二醇苯乙酸酯、邻苯二甲酸二二乙二醇肉桂酸酯，或者邻苯二甲酸二二丙二醇水杨酸酯。

在本发明一实施例中，所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯的制备方法包括：

步骤101.以对甲苯磺酸为催化剂，向多元醇中加入邻苯二甲酸酐，在温度110～140℃、真空度-0.1～-0.07MPa的条件下进行酯化反应，得到邻苯二甲酸二多元醇酯；以及，

步骤102.以氨基磺酸为催化剂，使所述步骤101获得的所述邻苯二甲酸二多元醇酯与芳香酸在温度140～180℃、真空度-0.1～-0.07MPa的条件下进行脱水酯化反应，获得所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯。

在本发明一实施例中，在所述步骤101中，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇中的一种或几种混合；在所述步骤102中，所述芳香酸选自苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸、水杨酸中的一种或几种混合。

在本发明一实施例中，在所述步骤101中，所述邻苯二甲酸酐与所述多元醇的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间；在所述步骤102中，所述邻苯二甲酸二多元醇酯与所述芳香酸的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间。

在本发明一实施例中，所述阴离子乳化剂为磺酸盐型乳化剂；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂。

在本发明一实施例中，所述磺酸盐型乳化剂选自烷基苯磺酸盐中的一种或几种混合；所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种混合。

在本发明一实施例中，所述烷基苯磺酸盐包括：十二烷基苯磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙，以及十二烷基苯磺酸二乙醇胺盐；所述脂肪醇聚氧乙烯醚包括：脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、脂肪醇聚氧乙烯醚O-20、异构醇聚氧乙烯醚TO-10、支链化脂肪醇聚氧乙烯醚XP-90。

在本发明一较佳实施例中，提供一种涤纶染色载体。所述涤纶染色载体按质量百分含量包括以下组分：60～80％邻苯二甲酸二多元醇芳香酯、10～20％磺酸盐型乳化剂和10～20％聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂；其中，

所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯以下通式表示：

其中，

所述磺酸盐型乳化剂选自十二烷基苯磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙，以及十二烷基苯磺酸二乙醇胺盐中的一种或几种混合混合；

所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、脂肪醇聚氧乙烯醚O-20(平平加O-20)异构醇聚氧乙烯醚TO-10、支链化脂肪醇聚氧乙烯醚XP-90中的一种或几种混合混合。

本发明还提供上述涤纶染色载体的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：

步骤101.以对甲苯磺酸为催化剂，向多元醇中加入邻苯二甲酸酐，在温度110～140℃、真空度-0.1～-0.07MPa的条件下进行酯化反应，得到邻苯二甲酸二多元醇酯；其中，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇中的一种或几种混合，所述邻苯二甲酸酐与所述多元醇的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间；

步骤102.以氨基磺酸为催化剂，使所述步骤101获得的所述邻苯二甲酸二多元醇酯与芳香酸在温度140～180℃、真空度-0.1～-0.07MPa的条件下进行脱水酯化反应，获得所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯；其中，所述芳香酸选自苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸、水杨酸中的一种或几种混合，所述邻苯二甲酸二多元醇酯与所述芳香酸的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间；以及，

步骤20.将所述步骤102获得的所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯、阴离子乳化剂及非离子表面活性剂混合均匀后，获得所述涤纶染色载体；其中，所述涤纶染色载体按质量百分含量包括：60～80％的所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯，10～20％的所述阴离子乳化剂，以及10～20％的所述非离子表面活性剂。

在本发明一实施例中，在所述步骤101中，在向所述向多元醇中加入邻苯二甲酸酐后，先在温度60～90℃条件下保温1～2小时，随后升温至110～140℃进行酯化反应，反应时间为2～3小时；在所述步骤102中，所述脱水酯化反应的反应时间为3～4小时。

在本发明一较佳实施例中，提供一种上述涤纶染色载体的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：

步骤101.以对甲苯磺酸为催化剂，向多元醇中加入邻苯二甲酸酐，在温度60～90℃条件下保温1～2小时后升温至温度110～140℃，在温度110～140℃、真空度-0.1～-0.07MPa的条件下进行酯化反应2～3小时，得到邻苯二甲酸二多元醇酯；其中，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇中的一种或几种混合，所述邻苯二甲酸酐与所述多元醇的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间，并且，所述对甲苯磺酸的使用量为所述邻苯二甲酸酐与多元醇总质量的0.5～3％；

步骤102.以氨基磺酸为催化剂，使所述步骤101获得的所述邻苯二甲酸二多元醇酯与芳香酸在温度140～180℃、真空度-0.1～-0.07MPa的条件下进行脱水酯化反应3～4小时，获得所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯；其中，所述芳香酸选自苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸、水杨酸中的一种或几种混合，所述邻苯二甲酸二多元醇酯与所述芳香酸的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间，并且，所述氨基磺酸的使用量为所述邻苯二甲酸二多元醇酯与芳香酸总质量的1～5％；以及，

可以理解的是，如无特殊说明，本发明所述的试剂均为已知制备方法或市售商品。

本发明所述的涤纶染色载体本身无毒、无味、生物易降，使用过程中不会造成织物色花，布面无异味。本发明所述的涤纶染色载体适用于涤纶织物的常压低温(95-100℃)染色，可以降低涤纶织物的上染温度，具有优良的促染性、分散性和移染性的优点，能够满足国内印染行业对环保高效的载体的需求。此外，本发明所述的涤纶染色载体的制备方法步骤简单，工艺可控性高，对染色设备要求低，适合批量生产。

具体实施方式

以下，结合具体实施方式，对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。

实施例1

在本实施例中，提供一种涤纶染色载体，所述涤纶染色载体中各组分的比例分别为：60％邻苯二甲酸二乙二醇苯甲酸酯，10％十二烷基苯磺酸铵，30％AEO-9。所述涤纶染色载体的制备方法具体如下。

步骤101.以对甲苯磺酸为催化剂，向乙二醇中加入邻苯二甲酸酐，在温度60℃条件下保温1h，升温至温度110℃，在真空度-0.07MPa的条件下进行酯化反应2h，得到邻苯二甲酸二乙二醇酯。其中，邻苯二甲酸酐与乙二醇的摩尔比为1:2.2，所述对甲苯磺酸的加入量为邻苯二甲酸酐与乙二醇总质量的0.5％；

步骤102.将步骤101获得的邻苯二甲酸二乙二醇酯与苯甲酸在催化剂氨基磺酸作用下，于温度140℃、真空度-0.07MPa的条件下进行脱水酯化反应3h，得到邻苯二甲酸二乙二醇苯甲酸酯，其中，所述邻苯二甲酸二乙二醇酯与苯甲酸的摩尔比为1:2.2，所述氨基磺酸催化剂加入量为邻苯二甲酸二乙二醇酯与苯甲酸总质量的1％；

步骤20.将步骤102获得的所述邻苯二甲酸二乙二醇苯甲酸酯与十二烷基苯磺酸铵、AEO-9按比例混合，然后搅拌均匀即得到涤纶染色载体A。

实施例2

在本实施例中，提供一种涤纶染色载体。所述涤纶染色载体中各组分的比例分别为：60％邻苯二甲酸二丙二醇苯乙酸酯，15％十二烷基苯磺酸钠，25％平平加O-20。所述涤纶染色载体的制备方法具体包括以下步骤。

步骤101.以对甲苯磺酸为催化剂，向丙二醇中加入邻苯二甲酸酐，在温度70℃条件下保温1.2h，升温至温度120℃，在真空度-0.08MPa的条件下进行酯化反应2.2h，得到邻苯二甲酸二丙二醇酯。其中，邻苯二甲酸酐与丙二醇的摩尔比为1:2.4，所述对甲苯磺酸的加入量为邻苯二甲酸酐与丙二醇总质量的1％；

步骤102.将步骤101获得的所述邻苯二甲酸二丙二醇酯与苯乙酸在催化剂氨基磺酸作用下，于温度150℃、真空度-0.08MPa的条件下进行脱水酯化反应3.2h，得到邻苯二甲酸二丙二醇苯乙酸酯，其中，所述邻苯二甲酸二丙二醇酯与苯乙酸的摩尔比为1:2.4，所述氨基磺酸催化剂加入量为邻苯二甲酸二丙二醇酯与苯乙酸总质量的2％；

步骤20.将步骤102获得的所述邻苯二甲酸二丙二醇苯乙酸酯与阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠、非离子表面活性剂平平加O-20按比例混合，然后搅拌均匀即得到涤纶染色载体B。

实施例3

在本实施例中，提供一种涤纶染色载体。所述涤纶染色载体中各组分的比例分别为：60％邻苯二甲酸二二乙二醇肉桂酸酯，20％十二烷基苯磺酸钙，20％TO-10。所述涤纶染色载体的制备方法具体包括以下步骤。

步骤101.以对甲苯磺酸为催化剂，向二乙二醇中加入邻苯二甲酸酐，在温度80℃条件下保温1.6h，升温至温度130℃，在真空度-0.09MPa的条件下进行酯化反应2.5h，得到邻苯二甲酸二二乙二醇酯。其中，邻苯二甲酸酐与二乙二醇的摩尔比为1:2.6，所述对甲苯磺酸的加入量为邻苯二甲酸酐与二乙二醇总质量的2％；

步骤102.将步骤101获得的所述邻苯二甲酸二二乙二醇酯与肉桂酸在催化剂氨基磺酸作用下，于温度160℃、真空度-0.09MPa的条件下进行脱水酯化反应3.5h，得到邻苯二甲酸二二乙二醇肉桂酸酯，其中，所述邻苯二甲酸二二乙二醇酯与肉桂酸的摩尔比为1:2.7，所述氨基磺酸催化剂加入量为邻苯二甲酸二二乙二醇酯与肉桂酸总质量的3％；

步骤20.将步骤102获得的所述邻苯二甲酸二二乙二醇肉桂酸酯与阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钙、非离子表面活性剂TO-10按比例混合，然后搅拌均匀即得到涤纶染色载体C。

实施例4

在本实施例中，提供一种涤纶染色载体。所述涤纶染色载体中各组分的比例分别为：60％邻苯二甲酸二二丙二醇水杨酸酯，30％十二烷基苯磺酸二乙醇胺盐，10％XP-70。所述涤纶染色载体的制备方法具体包括以下步骤：

步骤101.以对甲苯磺酸为催化剂，向二丙二醇中加入邻苯二甲酸酐，在温度90℃条件下保温2h，升温至温度140℃，在真空度-0.1MPa的条件下进行酯化反应3h，得到邻苯二甲酸二二丙二醇酯。其中，邻苯二甲酸酐与二丙二醇的摩尔比为1:3，所述对甲苯磺酸的加入量为邻苯二甲酸酐与二丙二醇总质量的3％；

步骤102.将步骤101获得的所述邻苯二甲酸二二丙二醇酯与水杨酸在催化剂氨基磺酸作用下，于温度180℃、真空度-0.1MPa的条件下进行脱水酯化反应4h，得到邻苯二甲酸二二丙二醇水杨酸酯，其中，所述邻苯二甲酸二二丙二醇酯与水杨酸的摩尔比为1:3，所述氨基磺酸催化剂加入量为邻苯二甲酸二二丙二醇酯与水杨酸总质量的5％；

步骤20.将步骤102获得的所述邻苯二甲酸二二丙二醇水杨酸酯与阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸二乙醇铵盐、非离子表面活性剂XP-70按比例混合，然后搅拌均匀即得到涤纶染色载体D。

应用实施例

为验证本发明所述的涤纶染色载体的性能，在本应用实施例中，以冬青油载体作为对比例，对上述实施例获得的所述涤纶染色载体A～D进行染色试验。

染色工艺：

浴比为1:15。按上述配方工艺染制布样，在65℃条件下入染，升温速率1℃/min，在98℃时保温50min；还原清洗，然后水洗，烘干，测试染色布样的表观深度(K/S值)，获得表1数据。

表1.应用各载体染色布样的表观深度(K/S值)

载体	K/S值
		涤纶染色载体A	10.8862
涤纶染色载体B	9.9034
		涤纶染色载体C	11.0002
涤纶染色载体D	11.5213
		对比例(冬青油载体)	8.4692
空白	5.2521

由表1的数据可得，本发明中各实施例得到的涤纶染色载体的得色率均要明显高于对比例。在低温条件下，所述涤纶染色载体具有优良的促染性，可促使分散染料有更好的上染织物。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims

1.一种涤纶染色载体，其特征在于，所述涤纶染色载体按质量百分含量包括以下组分：

邻苯二甲酸二多元醇芳香酯 60～80％

阴离子乳化剂 10～20％

非离子表面活性剂 10～20％；其中，

所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯以以下通式表示：

其中，

R₁为C_2～6直链烷基或烷氧基，R₂为单键或C_1～2直链烷基；R₃为H或OH。

2.如权利要求1所述的涤纶染色载体，其特征在于，所述邻苯二甲酸二多元醇芳香酯的制备方法包括：

3.如权利要求2所述的涤纶染色载体，其特征在于，在所述步骤101中，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇中的一种或几种混合；在所述步骤102中，所述芳香酸选自苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸、水杨酸中的一种或几种混合。

4.如权利要求2所述的涤纶染色载体，其特征在于，在所述步骤101中，所述邻苯二甲酸酐与所述多元醇的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间；在所述步骤102中，所述邻苯二甲酸二多元醇酯与所述芳香酸的摩尔比范围在1:(2.2～3)之间。

5.如权利要求1所述的涤纶染色载体，其特征在于，所述阴离子乳化剂为磺酸盐型乳化剂；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂。

6.如权利要求5所述的涤纶染色载体，其特征在于，所述磺酸盐型乳化剂选自烷基苯磺酸盐中的一种或几种混合；所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种混合。

7.如权利要求6所述的涤纶染色载体，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐包括：十二烷基苯磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙，以及十二烷基苯磺酸二乙醇胺盐；所述脂肪醇聚氧乙烯醚包括：脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、脂肪醇聚氧乙烯醚O-20、异构醇聚氧乙烯醚TO-10、支链化脂肪醇聚氧乙烯醚XP-90。

8.如权利要求1所述的涤纶染色载体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤101中，在向所述向多元醇中加入邻苯二甲酸酐后，先在温度60～90℃条件下保温1～2小时，随后升温至110～140℃进行酯化反应，反应时间为2～3小时；在所述步骤102中，所述脱水酯化反应的反应时间为3～4小时。