CN111945446A - 一种环保型棉用亲水性固色剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种棉用亲水性固色剂及其制备方法，所述固色剂由季铵基阳离子型聚氨酯固色剂、聚丙烯酸类固色剂、pH调节剂、助溶剂、乙醇以及水制备而得，通过几种功能单体的聚合制备出季铵基阳离子型聚氨酯固色剂与聚丙烯酸类固色剂，在聚氨酯大分子链上引入季铵基阳离子基团与反应性环氧基团使得最终产品固色剂具有优异的成膜性能，显著改善活性染料的各项色牢度。同时不含甲醛等有害物质，符合环保要求。

Description

一种环保型棉用亲水性固色剂及其制备方法
技术领域
本发明属于纺织品染整技术领域，具体涉及一种棉用亲水性固色剂及其制备方法。
背景技术
棉纤维是各种棉类植物纤维的统称，是纺织工业的主要原料。在纺织纤维中，棉纤维属于短纤维，其主要组成成分是纤维素。在吸湿和上染的过程中，纤维分子中含有的大量的羟基起到重要作用。游离的羟基还可以和固色剂、染料形成氢键。
目前用于棉纤维染色的主要原料有活性染料、直接染料、硫化染料及还原染料等。其中，活性染料虽然发展时间最短但使用量最大。活性染料又称为反应性染料，在这类染料分子中带有反应性基团，染色时与纤维分子中羟基或氨基发生化学反应，形成共价键，故称其为反应性染料，主要用于棉、麻、蚕丝等纤维的印染，也可用羊毛和聚酰胺纤维的染色。
固色剂是提高各类染物色牢度的助剂，为了改进染物的染色牢度，可对染物进行固色处理。活性染料虽然有很多优点，但在使用过程中仍然存在色牢度低，染色后可能影响织物亲水性等问题，因此需要开发合适的固色剂以提高其色牢度，改善其亲水性。
为了符合绿色环保要求，要求开发和应用符合环保要求和环保指标的绿色助剂，无甲醛固色剂的开发正顺应了这一点。无醛固色剂按照分子的离子性可分为阳离子型和非离子型；按其固色机理的不同可分为交联反应型和吸附型；按其分子大小的不同可分为低分子型和高分子型(包括树脂型)；按其用途的不同可分为活性染料型、直接染料型、酸性染料型和金属络合染料型等。但是这些分类不是绝对的，有的既是阳离子型也是交联反应型，可以同时具有两种固色剂的优点。
专利文献CN101824135B公开了一种封端型阳离子水性聚氨酯固色剂的制备方法，按照下述步骤进行：(1)聚氨酯预聚体反应，(2)封端反应，(3)酸中和、离子化反应；即得外观呈淡黄色透明或半透明，固含量为20％-40％的封端型阳离子水性聚氨酯固色剂。该发明采用预聚后部分封端，使少量异氰酸酯基团失活，再自乳化的方法合成水性聚氨酯固色剂；固色过程中通过高温烘焙，将封闭的活性基团释放出来，与织物和活性染料上的羟基、氨基基团发生交联反应，使织物的耐水洗牢度提高，但是其干摩擦牢度、湿摩擦牢度以及水泡牢度等仍然没有得到改善。
专利文献CN103669041B公开了一种织物无醛固色剂及其制备方法，属于纺织助剂技术领域。该固色剂包括按照重量份数计的如下组分：丙烯酸酯正丁酯15-25份、壳聚糖季铵盐5-9份、甲基丙烯酸异冰片酯6-10份、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵7-14份、三烯丙基胺8-10份、有机硅氧烷2-5份、冰醋酸3-5份、偶氮二异丁氰0.1-1份、水100-120份。该发明制备工艺简单，制得的固色剂不含甲醛和APEO，能通过固色剂分子中的阳离子基团与染料中的阴离子基团进行静电结合，在织物表面形成不溶性的色淀，进而封闭染料的水溶剂基团，从而提高染色织物耐水洗牢度，但是其亲水性以及手感并没有得到明显改善。
专利申请201610105035.0公开了一种耐碱耐氯型无醛活性染料固色剂，以重量份计，包括有机硅单体5-10份，丙烯酸12-15份，丙烯酸丁酷8-13份，丁基二苯基醚二磺酸钠6-10份，腰果酚聚氧乙烯醚1-4份，聚乙二醇7-10份，碳纳米管1.5-2份，硅酸钙2-3份，引发剂0.5-1份，水10-20份。该发明还公开了该耐碱耐氯型无醛活性染料固色剂的制备方法，该固色剂耐碱、耐氯牢度高，耐水洗性能好，对织物外观和性能无影响，其在制备和使用过程中无有毒物质释放，有利于环境保护，但是其亲水性以及手感仍然没有得到改善。
综上所述，目前市场上的固色剂良莠不齐，绝大多数只是解决了耐水洗牢度的问题，不能保证其他的色牢度以及织物的手感和亲水性，可能会导致衣物发硬等问题。因此，一种环保亲水，同时能提高各项色牢度又不影响织物手感的无醛固色剂及其制备方法亟待出现。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种环保型棉用亲水性固色剂，能提高织物的各项染色牢度又不影响其手感。
一种环保型棉用亲水性固色剂，包括固色剂1、固色剂2、pH调节剂、助溶剂、乙醇以及水；
所述固色剂1为季铵基阳离子型聚氨酯固色剂，包括如下组分：阳离子单体、环氧氯丙烷、催化剂以及聚氧化丙烯二醇；
所述固色剂2为聚丙烯酸类固色剂，包括如下组分：过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸以及2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸。
本发明优选地技术方案中，所述阳离子单体是三乙醇胺、三异丙醇胺、二异丙醇胺、二乙醇胺、氮甲基二乙醇胺、氮乙基二乙醇胺以及氮苯基二乙醇胺中的一种或多种。
本发明优选地技术方案中，所述pH调节剂为氢氧化钠。
本发明优选地技术方案中，所述助溶剂为羟基亚乙基二膦酸。
本发明优选地技术方案中，所述固色剂由以下质量百分比组分组成：固色剂1 30-35份、固色剂2 10-15份、pH调节剂5-7份、助溶剂7-9份、乙醇6-9份和水20-40份。
本发明优选地技术方案中，所述固色剂由以下质量百分比组分组成：固色剂1 30份、固色剂2 15份、pH调节剂7份、助溶剂7份、乙醇6份、水30份。
本发明优选地技术方案中，所述固色剂1由以下步骤制备而得：
(1)向反应容器中依次加入阳离子单体与环氧氯丙烷，升温至85-95℃温度下反应1-2小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在100-110℃下减压蒸馏1-2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用，在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入催化剂，控制温度在58-62℃，保温反应1-1.5小时，制得聚氨酯预聚体；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2-2.5h，此过程温度保持在68-72℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5-2h，减压蒸馏除去溶剂，即得固色剂1，所述丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.2-0.3。
本发明优选地技术方案中，步骤(1)所述阳离子单体与环氧氯丙烷的摩尔比为0.7-1:1。
本发明优选地技术方案中，步骤(2)所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸锌或钛酸四异丁酯。
本发明优选地技术方案中，步骤(2)所述聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与催化剂质量比为35:12:0.3-0.4。
本发明优选地技术方案中，步骤(3)所述端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:3-4.5。
本发明优选地技术方案中，所述固色剂2由以下步骤制备而得：将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80-85℃反应3-4小时，后处理得所述反应产物即得固色剂2。
本发明优选地技术方案中，所述过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸与2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.15:1:1.08-1.65:0.15:0.25-0.3。
本发明优选地技术方案中，所述固色剂的制备方法包括如下步骤：取适量的水，在42-47℃搅拌下将固色剂1、固色剂2、pH调节剂、助溶剂、乙醇以及水依次加入混合3.5-4.5小时，均匀溶解过滤放料，控制pH为8-8.5。
本发明的有益效果：
本项目开发一种环保型棉用亲水固色剂，使具备以下优良性能：
(1)通过几种功能单体的聚合制备出季铵基阳离子型聚氨酯固色剂1与聚丙烯酸类固色剂2，在聚氨酯大分子链上引入季铵基阳离子基团与反应性环氧基团，季铵基阳离子基团能够与染料阴离子基团以离子键结合，降低染料的水溶性，防止染料从织物上脱落；反应性环氧基团可与活性染料上的可反应性基团以及纤维上的羟基形成共价键，进一步提升染色牢度；聚丙烯酸分子中羧基、磺酸基和纤维上、染料上的酰胺键、氨基、羧基、羟基等官能团可形成氢键或共价键，提高染色牢度。
(2)本发明固色剂中的季铵基、羧基、磺酸基以及环氧基团可与染料分子的反应性基团、纤维分子上的羟基交联，形成网状薄膜，使染料与纤维结合的更加牢固，使本发明固色剂具有优异的成膜性能，从而显著改善活性染料的各项染色牢度。
(3)聚氨酯聚合物具有优良的弹性和柔韧性等特点，本固色剂处理后的织物手感柔软。
(4)本发明制备得到的季铵基阳离子型聚氨酯固色剂端基为羟基，对织物的亲水性能无影响。
(5)本发明不含甲醛等有害物质，符合环保要求。
现结合实施例对本发明作进一步说明：
具体实施方式
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
实施例1
所述环保型棉用亲水性固色剂的制备方法：
(1)向反应容器中依次加入三乙醇胺与环氧氯丙烷，升温至85℃温度下反应2小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥，三乙醇胺与环氧氯丙烷的摩尔比为0.7:1；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在100℃下减压蒸馏2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用，在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入二月桂酸二丁基锡，控制温度在60℃，保温反应1小时，制得聚氨酯预聚体；聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与二月桂酸二丁基锡质量比为35:12:0.3；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2h，此过程温度保持在68℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5小时，减压蒸馏除去溶剂得固色剂1。端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:3，丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.3；
(4)将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80℃反应4小时，后处理得固色剂2，硫酸钠、异丙醇、丙烯酸与2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.15:1:1.08:0.15:0.25；
(5)在反应器中加入35份水，在42℃搅拌下将固色剂1 30份、固色剂2 15份、助溶剂7份以及乙醇6份依次加入混合3.5小时，均匀溶解过滤放料，用pH调节剂调pH为8。
实施例2
所述环保型棉用亲水性固色剂的制备方法：
(1)向反应容器中依次加入二异丙醇胺与环氧氯丙烷，升温至95℃温度下反应1小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥，三乙醇胺与环氧氯丙烷的摩尔比为1:1；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在110℃下减压蒸馏2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用，在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入辛酸二锡，控制温度在58℃，保温反应1小时，制得聚氨酯预聚体；聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与辛酸二锡质量比为35:12:0.35；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2.5h，此过程温度保持在72℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5小时，减压蒸馏除去溶剂得固色剂1。端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:4.5，丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.2；
(4)将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80℃反应4小时，后处理得固色剂2，硫酸钠、异丙醇、丙烯酸与2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.15:1:1.65:0.15:0.3；
(5)在反应器中加30份水，在42℃搅拌下将固色剂1 32份、固色剂2 12份、助溶剂7份以及乙醇8份依次加入混合3.5小时，均匀溶解过滤放料，用pH调节剂调pH为8。
实施例3
所述环保型棉用亲水性固色剂的制备方法：
(1)向反应容器中依次加入二异丙醇胺与环氧氯丙烷，升温至90℃温度下反应1小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥，三乙醇胺与环氧氯丙烷的摩尔比为0.9:1；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在105℃下减压蒸馏2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用，在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入环烷酸锌，控制温度在62℃，保温反应1.5小时，制得聚氨酯预聚体；聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与二月桂酸二丁基锡质量比为35:12:0.4；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2h，此过程温度保持在70℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5小时，减压蒸馏除去溶剂得固色剂1。端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:4，丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.25；
(4)将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80℃反应4小时，后处理得固色剂2，硫酸钠、异丙醇、丙烯酸与2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.15:1:1.65:0.15:0.3；
(5)在反应器中加入25份水，在42℃搅拌下将固色剂1 35份、固色剂2 10份、助溶剂9份、以及乙醇9份依次加入混合3.5小时，均匀溶解过滤放料，用pH调节剂调pH为8。
对比例1
将实施例1制备方法中固色剂1 35份、固色剂2 10份改为固色剂1 45份，其他条件均不变，所述环保型棉用亲水性固色剂的制备方法为：
(1)向反应容器中依次加入三乙醇胺与环氧氯丙烷，升温至85℃温度下反应2小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥，三乙醇胺与环氧氯丙烷的摩尔比为0.7:1；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在100℃下减压蒸馏2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用，在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入二月桂酸二丁基锡，控制温度在60℃，保温反应1小时，制得聚氨酯预聚体；聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与二月桂酸二丁基锡质量比为35:12:0.3；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2h，此过程温度保持在68℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5小时，减压蒸馏除去溶剂得固色剂1。端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:3，丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.3；
(4)在反应器中加入35份水，在42℃搅拌下将固色剂1 45份、助溶剂7份以及乙醇6份依次加入混合3.5小时，均匀溶解过滤放料，用pH调节剂调pH为8。
对比例2
将实施例1制备方法中固色剂1 35份、固色剂2 10份改为固色剂2 45份，其他条件均不变，所述环保型棉用亲水性固色剂的制备方法为：
(1)将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80℃反应4小时，后处理得固色剂2，硫酸钠、异丙醇、丙烯酸与2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.15:1:1.08:0.15:0.25；
(2)在反应器中加入35份水，在42℃拌下将固色剂1 30份、固色剂2 15份、助溶剂7份以及乙醇6份依次加入混合3.5小时，均匀溶解过滤放料，用pH调节剂调pH为8。
对比例3
将实施例1制备方法中固色剂1 35份、固色剂2 10份改为固色剂1 20份，固色剂225份，其他条件均不变，所述环保型棉用亲水性固色剂的制备方法为：
(1)向反应容器中依次加入三乙醇胺与环氧氯丙烷，升温至85℃温度下反应2小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥，三乙醇胺与环氧氯丙烷的摩尔比为0.7:1；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在100℃下减压蒸馏2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用，在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入二月桂酸二丁基锡，控制温度在60℃，保温反应1小时，制得聚氨酯预聚体；聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与二月桂酸二丁基锡质量比为35:12:0.3；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2h，此过程温度保持在68℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5小时，减压蒸馏除去溶剂得固色剂1。端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:3，丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.3；
(4)将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80℃反应4小时，后处理得固色剂2，硫酸钠、异丙醇、丙烯酸与2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.15:1:1.08:0.15:0.25；
(5)在反应器中加入35份水，在42℃搅拌下将固色剂1 20份、固色剂2 25份、助溶剂7份以及乙醇6份依次加入混合3.5小时，均匀溶解过滤放料，用pH调节剂调pH为8。
对比例4
将实施例1制备方法中pH改为9，其他条件均不变，所述环保型棉用亲水性固色剂的制备方法为：
(1)向反应容器中依次加入三乙醇胺与环氧氯丙烷，升温至85℃温度下反应2小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥，三乙醇胺与环氧氯丙烷的摩尔比为0.7:1；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在100℃下减压蒸馏2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用，在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入二月桂酸二丁基锡，控制温度在60℃，保温反应1小时，制得聚氨酯预聚体；聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与二月桂酸二丁基锡质量比为35:12:0.3；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2h，此过程温度保持在68℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5小时，减压蒸馏除去溶剂得固色剂1。端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:3，丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.3；
(4)将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80℃反应4小时，后处理得固色剂2，硫酸钠、异丙醇、丙烯酸与2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.15:1:1.08:0.15:0.25；
(5)在反应器中加入35份水，在42℃搅拌下将固色剂1 30份、固色剂2 15份、助溶剂7份以及乙醇6份依次加入混合3.5小时，均匀溶解过滤放料，用pH调节剂调pH为9。测试例1：对实施例1所得固色剂分别以5g/L、10g/L、20g/L、40g/L的配方量进行固色，测试布面甲醛含量。
织物：已皂洗不同颜色棉布；
工艺：二浸二轧(2kg/cm2)→160℃×90s定型→测试布面甲醛。
测试方法：ISO/DIS 14184-1-1998
使用水萃取，分光光度法。
表1：布面甲醛测试结果
Figure BDA0002653428260000081
测试例2：对实施例1-3与对比例1-2所得固色剂以40g/L的配方量进行固色，测试所得结果。
织物：已皂洗不同颜色棉布；
工艺：二浸二轧(2kg/cm2)→160℃×90s定型→测试水洗牢度、汗渍牢度、干湿摩擦牢度、水泡牢度、亲水、手感、布面甲醛。
(1)水洗牢度测试
测试方法：ISO 105-C03-1989
配方：ECE 4g/L+Na2CO3 1g/L；织物：固色后织物4cm×10cm(两面缝棉贴衬)
工艺：60℃×30min。
(2)汗渍牢度测试
测试方法：GB/T 3922-1995
碱液配方：L-组氨酸盐酸盐一水合物0.5g/L+氯化钠5g/L+磷酸氢二钠二水合物2.5g/L(使用0.1mol/l NaOH调节pH至8.0)
酸液配方：L-组氨酸盐酸盐一水合物0.5g/L+氯化钠5g/L+磷酸二氢钠二水合物2.2g/L(使用0.1mol/l NaOH调节pH至5.5)
工艺：37℃×4h。
(3)干湿摩擦牢度测试
测试方法：GB/T 3920-1997
(4)水泡牢度测试
将固色处理后的红色棉织物4cm×10cm浸泡到煮沸1g/L洗衣粉中10min→饱和汽蒸10min。
(5)亲水测试
测试方法：AATCC 79:1995
测试水滴在织物中的渗入速度。
(6)手感测试(以原始布100分为基准)
测试方法：以原始布为100分，不同人对织物进行评分。
表2实施例与对比例固色效果测试结果
Figure BDA0002653428260000091
从表1的测试结果可以看出：本发明制备得到的固色剂分别以5g/L、10g/L、20g/L、40g/L的配方量进行固色，布面均不含甲醛。
从表2的测试结果可以看出：(1)实施例1-3表明，本发明制备得到的固色剂具有较高水洗牢度、汗渍牢度、干湿摩擦牢度、水泡牢度、亲水性以及较好的手感。
(2)实施例1与对比例1-2对比表明，单独的固色剂1以及单独的固色剂2得到的固色剂均不能同时具有较高水洗牢度、汗渍牢度、干湿摩擦牢度、水泡牢度、亲水性以及较好的手感，本发明制备得到了具有较好的亲水性的端羟基季铵基阳离子型聚氨酯与能自行进行交联反应的聚丙烯酸类树脂，经过进一步反应，本发明制备得到的固色剂，既具有较好的固色效果，又不影响棉布的亲水性与手感。
(3)实施例1与对比例3-4对比表明，不合适的固色剂1与固色剂2的配比以及不合适的pH条件均会影响最终固色剂的固色效果。

Claims (10)

1.一种环保型棉用亲水性固色剂，其特征在于，包括固色剂1、固色剂2、pH调节剂、助溶剂、乙醇以及水；
所述固色剂1为季铵基阳离子型聚氨酯固色剂，包括如下组分：阳离子单体、环氧氯丙烷、催化剂以及聚氧化丙烯二醇；
所述固色剂2为聚丙烯酸类固色剂，包括如下组分：过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸以及2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸。
2.根据权利要求1所述的固色剂，其特征在于，所述阳离子单体为选自三乙醇胺、三异丙醇胺、二异丙醇胺、二乙醇胺、氮甲基二乙醇胺、氮乙基二乙醇胺以及氮苯基二乙醇胺中的一种或多种，所述pH调节剂为氢氧化钠，所述助溶剂为羟基亚乙基二膦酸。
3.根据权利要求1所述的固色剂，其特征在于，由以下质量百分比组分组成：固色剂130-35份、固色剂2 10-15份、pH调节剂5-7份、助溶剂7-9份、乙醇6-9份和水20-40份。
4.根据权利要求3所述的固色剂，其特征在于，由以下质量百分比组分组成：固色剂130份、固色剂2 15份、pH调节剂7份、助溶剂7份、乙醇6份、水30份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的固色剂，其特征在于，所述固色剂1由以下步骤制备而得：
(1)向反应容器中依次加入阳离子单体与环氧氯丙烷，升温至85-95℃温度下反应1-2小时，得到端羟基季铵盐扩链剂，将所得产品用丙酮洗涤数次，减压蒸馏除去残留溶剂，真空干燥；
(2)将聚氧化丙烯二醇投入反应器中，在100-110℃下减压蒸馏1-2小时，调节温度至50℃后加入丙酮，密封备用；在干燥的反应器中加入1，6-己二异氰酸酯，在氮气保护下滴加上述聚氧化丙烯二醇，并加入催化剂，控制温度在58-62℃，保温反应1-1.5小时，制得聚氨酯预聚体；
(3)将步骤(2)制得的聚氨酯预聚体溶入丙酮，加入步骤(1)制得的端羟基季铵盐扩链剂，氮气保护下反应2-2.5h，此过程温度保持在68-72℃，反应后降温至5℃，加入无水乙醇，再加入N-甲基甲胺，封闭反应1.5-2h，减压蒸馏除去溶剂，即得固色剂1，所述丙酮、无水乙醇与N-甲基甲胺的质量比为1:1:0.2-0.3。
6.根据权利要求5所述的固色剂，其特征在于，步骤(1)所述阳离子单体与环氧氯丙烷的摩尔比为0.7-1:1。
7.根据权利要求6所述的固色剂，其特征在于，步骤(2)所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸锌或钛酸四异丁酯，步骤(2)所述聚氧化丙烯二醇、1，6-己二异氰酸酯与催化剂质量比为35:12:0.3-0.4，步骤(3)所述端羟基季铵盐扩链剂与聚氨酯预聚体的质量比为1:3-4.5。
8.根据权利要求1-4任一项所述的固色剂，其特征在于，所述固色剂2由以下步骤制备而得：将过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸在水中混合，并于80-85℃反应3-4小时，后处理得所述反应产物即得固色剂2。
9.根据权利要求8所述的固色剂，其特征在于，所述过硫酸钠、异丙醇、丙烯酸、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸与水质量比为0.151:1.08-1.65:0.15:0.25-0.3。
10.根据权利要求1-9任一项所述固色剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取适量的水，在42-47℃搅拌下将固色剂1、固色剂2、pH调节剂、助溶剂、乙醇以及水依次加入混合3.5-4.5小时，均匀溶解过滤放料，控制pH为8-8.5。
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