CN111138662B - 一种活性亲水型无醛固色剂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活性亲水型无醛固色剂的制备方法，a)中间产物的制备：S1)浓盐酸搅拌缓慢滴加三级胺，保温反应，用三级胺调节溶液的pH至3～4；S2)升温至45℃，缓慢滴加环氧氯丙烷，温度45～55℃，保温反应1.0～2.5h至均相溶液，然后调节pH值，降温制得中间产物；b)中间产物、聚乙烯亚胺和去离子水加入反应瓶中，搅拌缓慢滴加环氧氯丙烷，20～40℃,保温反应5～7h，65～80℃，调节pH值至6～7，降温得亲水固色剂。本发明的亲水型无醛固色剂具有较高的阳离子度和反应性的环氧基团，兼具良好的亲水性和固色效果，棉织物经固色处理后，织物的耐洗牢度达到3～5级，并达到国家对于吸湿性是5秒以内的规定，可减少后道工序的整理，满足印染厂的使用需求。

Description

一种活性亲水型无醛固色剂的制备方法及应用
技术领域
本发明属于织物整理技术领域，具体涉及一种活性亲水型无醛固色剂的制备方法及应用。
背景技术
活性染料的固色剂从化学结构上分为聚阳离子型固色剂、双氰胺型树脂固色剂、多胺类树脂固色剂及反应型固色剂等几类。其固色原理为：阳离子基团与染料反应生成不溶于水的盐而附着在织物上，且在棉纤维表面形成一层高分子聚合物薄膜，将染料牢固的包覆其中，从而提高染色牢度。传统的固色剂虽然固色效果好，可以满足Oeko-TexStandard100对织物的耐洗牢度达到3～4级的要求。但由于聚合物在棉纤维表面成膜后，亲水性变差，很难达到国家对于吸湿性是5秒以内的规定，并影响后道工序的整理。特别是毛巾织物和筒子纱，经固色处理后毛巾织物自身的吸湿性变差；筒子纱经过固色处理后同样会出现亲水性变差的问题，导致上浆效果差。因此，许多印染厂都是在固色以后加抗静电剂或者亲水型柔软剂才能进行后道的工艺，这样既浪费时间，又耗费资源。
现有的固色剂，要么固色效果好，但亲水性差；要么亲水性好，但固色效果差，难以同时满足印染厂对耐洗色牢度和亲水性的要求。因此，需要兼顾固色效果和亲水性的活性亲水型无醛固色剂，棉织物在经固色处理后，不影响织物的亲水性，不影响后道工序的整理，从而节约资源，提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较好亲水性能的活性亲水型无醛固色剂的制备方法及应用，以克服现有技术的不足。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种活性亲水型无醛固色剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a)中间产物的制备：
S1)将一定量的浓盐酸加入反应瓶中，搅拌，缓慢滴加三级胺，控制温度在20～30℃；滴完后，继续保温反应，反应完后用三级胺调节溶液的pH至3～4；
S2)升温至45℃，缓慢滴加环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在45～55℃，滴完保温反应1.0～2.5h至成为均相溶液，然后再用三级胺调节pH值至7～8，降温制得中间产物备用；
b)亲水型无醛固色剂的制备:将步骤a)的中间产物、聚乙烯亚胺(直链或支链型，分子量600-10000)和去离子水加入反应瓶中，搅拌，缓慢滴加环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在20～40℃,滴完保温反应5～7h，温度控制在65～80℃，最后用冰醋酸调节pH值至6～7，降温得亲水固色剂。
上述活性亲水型无醛固色剂的制备方法，步骤S1)中，反应过程及分子结构式如下：
Figure BDA0002360105890000021
在步骤S2)中，反应过程及分子结构式如下：
Figure BDA0002360105890000022
上述活性亲水型无醛固色剂的制备方法，在步骤b)中，聚乙烯亚胺采用直链型聚乙烯亚胺，其反应过程及分子结构式如下：
Figure BDA0002360105890000023
其中，n为10-250的整数；x、y、z为0-250的整数，且x+y+z＝n。
一种活性亲水型无醛固色剂的应用，所述活性亲水型无醛固色剂根据权利要求1所述制备方法制得，活性亲水型无醛固色剂的应用包括以下步骤：将亲水型无醛固色剂与水配制成2.0％的固色剂工作液；然后将待处理的织物浸渍于所述固色剂工作液中，其中浸渍温度为40～50℃，浸渍浴比为1：10，浸渍时间为20～30min；最后将织物取出并烘干，烘干温度为95～105℃，烘干时间为1～2min。
应用性能测试方法：(a)亲水性采用滴水法测定；(b)耐水洗色牢度按GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验：耐水洗色牢度》方法测定；(c)耐摩擦色牢度按GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验：耐摩擦色牢度》方法测定；(d)耐水洗色牢度和耐摩擦色牢度的评定等级分别用GB/T250-280变色灰色样卡和GB/T251-280沾色用灰色样卡。
本发明的有益效果是：
通过在含有胺基的聚乙烯亚胺聚合物骨架中引入季铵盐阳离子基团和环氧基团，因此具有较好的亲水性能。由于此发明的亲水型无醛固色剂引入了季铵盐阳离子基团，进一步提高了阳离子度，能与活性染料结合反应生成不溶于水的盐；同时引入了反应性的环氧基团，能进一步与纤维或染料形成牢固的化学键合作用力，并在棉纤维表面形成高分子聚合物薄膜，将染料牢固的包覆其中，因此具有良好的耐洗色牢度、耐摩擦色牢度等性能。此发明的亲水型无醛固色剂兼具有良好的固色性能和亲水性能，棉织物经固色整理后，对织物自身的亲水性影响较小，能满足印染厂对亲水型无醛固色剂的要求。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的亲水型无醛固色剂具有较高的阳离子度和反应性的环氧基团，兼具良好的亲水性和固色效果，棉织物经固色处理后，织物的耐洗牢度达到3～5级，并达到国家对于吸湿性是5秒以内的规定，可减少后道工序的整理，满足印染厂的使用需求。
实施例1：
(1)中间产物的制备：
将28份的浓盐酸(37％)加入反应瓶中，搅拌，缓慢50份的滴加三甲胺溶液(33％)，控制温度在20～30℃；滴完后，继续保温反应2h，反应完后用三甲胺溶液调节溶液的pH至3～4；然后升温至45℃，缓慢滴加入22份的环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在45～55℃，滴完保温反应1.0～2.5h至成为均相溶液，最后用三甲胺溶液调节pH值至7～8，降温得固含量为48％的中间产物备用。
(2)亲水型无醛固色剂的制备：向反应瓶中加入16份步骤(1)的中间产物、12份的聚乙烯亚胺(直链型，分子量600)和56份的去离子水，搅拌，缓慢滴加入16份的环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在20～40℃。滴完保温反应5～7h，温度控制在65～80℃，最后用冰醋酸调节pH值至6～7，降温得亲水型无醛固色剂。
实施例2：
(1)中间产物的制备：同实例1相同；
(2)亲水型无醛固色剂的制备：向反应瓶中加入34份步骤(1)的中间产物、7.5份的聚乙烯亚胺(直链型，分子量600)和52份的去离子水，搅拌，缓慢滴加入6.5份的环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在20～40℃。滴完保温反应5～7h，温度控制在65～80℃，最后用冰醋酸调节pH值至6～7，降温得亲水型无醛固色剂。
实施例3：
(1)中间产物的制备：同实例1相同；
(2)亲水型无醛固色剂的制备：向反应瓶中加入33份步骤(1)的中间产物、8份的聚乙烯亚胺(直链型，分子量10000)和52.4份的去离子水，搅拌，缓慢滴加入6.6份的环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在20～40℃。滴完保温反应5～7h，温度控制在65～80℃，最后用冰醋酸调节pH值至6～7，降温得亲水型无醛固色剂。
实施例4：
(1)中间产物的制备：同实例1相同；
(2)亲水型无醛固色剂的制备：向反应瓶中加入34份步骤(1)的中间产物、7.5份的聚乙烯亚胺(支链型，分子量600)和52份的去离子水，搅拌，缓慢滴加入6.5份的环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在20～40℃。滴完保温反应5～7h，温度控制在65～80℃，最后用冰醋酸调节pH值至6～7，降温得亲水型无醛固色剂。
实施例5：
(1)中间产物的制备：
将14份的浓盐酸(37％)加入反应瓶中，搅拌，缓慢19份的滴加三乙醇胺，控制温度在20～30℃；滴完后，继续保温反应2h，反应完后，加入43份的去离子水，并用三乙醇胺调节溶液的pH至3～4；然后升温至45℃，缓慢滴加入24份的环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在45～55℃，滴完保温反应1.0～2.5h至成为均相溶液，最后用三乙醇胺调节pH值至7～8，降温得固含量为48％的中间产物备用。
(2)亲水型无醛固色剂的制备：向反应瓶中加入38份步骤(1)的中间产物、6份的聚乙烯亚胺(直链型，分子量1800)和50份的去离子水，搅拌，缓慢滴加入6份的环氧氯丙烷(ECH)，温度控制在20～40℃。滴完保温反应5～7h，温度控制在65～80℃，最后用冰醋酸调节pH值至6～7，降温得亲水型无醛固色剂。
对上述实例1-实例5测试应用性能，结果如表1、表2、表3所示：
表1亲水性能测试结果
Figure BDA0002360105890000051
表2耐水洗色牢度性能测试结果
Figure BDA0002360105890000052
表3耐摩擦色牢度性能测试结果
Figure BDA0002360105890000053
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种活性亲水型无醛固色剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a)中间产物的制备：
S1)将一定量的浓盐酸加入反应瓶中，搅拌，缓慢滴加三级胺，控制温度在20～30℃；滴完后，继续保温反应，反应完后用三级胺调节溶液的pH至3～4；
S2)升温至45℃，缓慢滴加环氧氯丙烷，温度控制在45～55℃，滴完保温反应1.0～2.5h至成为均相溶液，然后再用三级胺调节pH值至7～8，降温制得中间产物备用；
b)亲水型无醛固色剂的制备:将步骤a)的中间产物、聚乙烯亚胺和去离子水加入反应瓶中，搅拌，缓慢滴加环氧氯丙烷，温度控制在20～40℃,滴完保温反应5～7h，温度控制在65～80℃，最后用冰醋酸调节pH值至6～7，降温得亲水固色剂；
步骤S1)中，反应过程及分子结构式如下：
Figure FDA0003513990390000011
在步骤S2)中，反应过程及分子结构式如下：
Figure FDA0003513990390000012
在步骤b)中，聚乙烯亚胺采用直链型聚乙烯亚胺，其反应过程及分子结构式如下：
Figure FDA0003513990390000021
其中，n为10-250的整数；x、y、z为0-250的整数，且x+y+z＝n。
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