一种用于活性染料的固色剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于活性染料的固色剂及其制备方法。以一乙醇胺和1，4－丁二醇二缩水甘油醚为原料合成扩链剂，再将异氟尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和扩链剂反应所得的聚氨酯采用甲乙酮肟进行封端，经高速剪切乳化得到一种用于活性染料的固色剂。固色剂分子所含的阳离子可与染料分子的阴离子发生库伦引力结合，降低染料的水化能力；固色剂分子中被封闭的异氰酸酯基团在高温焙烘时解封，可与纤维及染料上的某些活泼基团发生交联作用；固色剂分子所含的环氧基团在一定条件下与纤维及染料上的活泼基团发生开环反应而形成交联作用；同时，固色剂作为聚氨酯具有较强的成膜能力，所形成的膜可以覆盖染料，使染料牢固地附着在织物上，达到固色目的。

权利要求

1.一种用于活性染料的固色剂，其特征在于它的结构通式为：

 ，

其中，R表示  ；

 表示  ，

9≤m≤17。

2.一种用于活性染料的固色剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）按质量份数计，将61份一乙醇胺加入到带有搅拌器、滴液装置和冷凝回流装置的反应容器中，加热升温至20～30℃后，滴加220～264份1,4－丁二醇二缩水甘油醚，在0.5～1h滴加完毕，继续保温反应1～2h；再加热升温至50～60℃后，滴加220～264份1,4－丁二醇二缩水甘油醚，在0.5～1h滴加完毕，继续保温反应3～4h，得到扩链剂；

（2）将49份异氟尔酮二异氰酸酯、60～100份聚丙二醇加入到带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的反应容器中，加入43～60份溶剂丙酮，0.08～0.15份催化剂二月桂酸二丁基锡，开启冷凝装置及搅拌器，通氮气5～10min后，加热升温至70～80℃，保温反应2～3h；加入10～14份步骤（1）得到的扩链剂和43～60份丙酮的混合溶液，保温反应1～2h后，降温至

40～50℃，加入5.2～7.3份甲乙酮肟，保温反应0.5～1h；再加入1.2～1.7份冰醋酸，反应

0.5～1h；减压蒸馏回收丙酮后，加入440～600份去离子水，在2000～3000转/分钟的转速下剪切乳化处理0.5～1h，得到用于活性染料的固色剂。

3.根据权利要求2所述的一种用于活性染料的固色剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的聚丙二醇的数均分子量为600、800或1000。

4.根据权利要求2所述的一种用于活性染料的固色剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的减压蒸馏回收丙酮的条件为温度45～55℃、压力-0.08～-0.1 MPa。

说明书

一种用于活性染料的固色剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纺织印染助剂合成技术领域，具体涉及一种用于活性染料的固色剂及其制备方法。技术背景

[0002] 活性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、生产成本低等优点，因此广泛应用于各种织物的上染。活性染料分子中含有能与纤维素纤维中的羟基和蛋白质纤维中的氨基反应的活性基团，染色时能与纤维形成共价键，上染浅色织物时能达到良好的色牢度，但是上染深色织物时，不少品种的摩擦色牢度较差；同时由于染料的利用率不高，染色时产生的大量有色污水为环境保护带来巨大压力。为了解决活性染料上染织物后的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度差的问题，需要对上染的织物进行固色处理。传统的反应型聚合物固色剂Y虽然能有效提高织物的色牢度，但是含有对人体有害的甲醛。目前市场上通常使用的无醛固色剂类型有多胺类聚合物和阳离子型聚合物，多胺类聚合物固色剂对活性染料固色具有良好的效果，但容易引起色变；阳离子型聚合物固色剂虽有很好的固色效果，但合成该固色剂的其中一种原料二烯丙基胺因环保法规问题而被限产，导致该原料供货严重不足。

[0003] 因此，针对棉织物，结合反应型聚合物固色剂和阳离子型聚合物固色剂的优点，开发一种用于活性染料的固色剂，使织物具有良好的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度，对改善固色效果以及环境问题具有非常重要的意义。

发明内容

[0004] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种能有效提高棉织物上染活性染料后的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度，且对纺织品的色光影响较小的固色剂及其制备方法。

[0005] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是提供一种用于活性染料的固色剂，它的结构通式为：

[0006]  ，

[0007] 其中，R表示  ；

[0008]  表示  ，

[0009] 9≤m≤17。

[0010] 本发明技术方案还提供一种用于活性染料的固色剂的制备方法，包括如下步骤：

[0011] （1）按质量份数计，将61份一乙醇胺加入到带有搅拌器、滴液装置和冷凝回流装置的反应容器中，加热升温至20～30℃后，滴加220～264份1,4－丁二醇二缩水甘油醚，在0.5～1h滴加完毕，继续保温反应1～2h；再加热升温至50～60℃后，滴加220～264份1,4－丁二醇二缩水甘油醚，在0.5～1h滴加完毕，继续保温反应3～4h，得到扩链剂；

[0012] （2）将49份异氟尔酮二异氰酸酯、60～100份聚丙二醇加入到带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的反应容器中，加入43～60份溶剂丙酮，0.08～0.15份催化剂二月桂酸二丁基锡，开启冷凝装置及搅拌器，通氮气5～10min后，加热升温至70～80℃，保温反应2～3h；加入10～14份步骤（1）得到的扩链剂和43～60份丙酮的混合溶液，保温反应1～2h后，降温至40～50℃，加入5.2～7.3份甲乙酮肟，保温反应0.5～1h；再加入1.2～1.7份冰醋酸，反应0.5～1h；减压蒸馏回收丙酮后，加入440～600份去离子水，在2000～3000转/分钟的转速下剪切乳化处理0.5～1h，得到用于活性染料的固色剂。

[0013] 步骤（2）中所述的聚丙二醇的数均分子量为600、800或1000。

[0014] 步骤（2）中所述的减压蒸馏回收丙酮的条件为温度45～55℃、压力-0.08～-0.1 MPa。

[0015] 本发明技术方案制备用于活性染料的固色剂的合成反应路线如下：

[0016]

[0017] 其中，R表示 ；

[0018]

[0019] 其中，R表示 ；R1表示 ；R2表示，9≤m≤17；

[0020] “ ” 表示  ，9≤m≤17；

[0021] DBTDL表示二月桂酸二丁基锡。

[0022] 本发明的原理是：以异氟尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇为反应原料，在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，制得聚氨酯预聚体；再利用自制的同时含有环氧和羟基的扩链剂对聚氨酯预聚体进行扩链，然后采用甲乙酮肟进行封端，最后在酸性条件下进行剪切乳化，得到一种用于活性染料的固色剂。所得的固色剂同时具有阳离子基团和活性基团，使得活性染料上染织物后具有良好的固色效果；同时聚氨酯的成膜性，使得活性染料上染织物后具有良好的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度。

[0023] 由于上述技术方案的运用，本发明具有如下优点：

[0024] 1.本发明制备的固色剂分子中含有阳离子基团与环氧基团，阳离子基团可以与染料阴离子基团结合形成不溶性色淀；环氧基团可以与纤维上活性基团发生开环反应而形成共价键结合，从而提高织物的固色效果。

[0025] 2.本发明采用甲乙酮肟封闭固色剂分子中异氰酸酯基团，在固色过程中，通过高温焙烘，异氰酸酯基团解封，与纤维及染料上的活性基团发生交联作用，使得活性染料具有良好的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度。

[0026] 3.本发明制备的固色剂作为聚氨酯，具有较强的成膜能力，所形成的膜可以覆盖纤维上的染料，使染料牢固地附着在织物上，达到固色目的。

[0027] 4．本发明获得的固色剂用于活性染料，能有效提高活性染料染色织物的耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度和耐水色牢度。

附图说明

[0028] 图1为本发明实施例1提供的活性染料用固色剂的红外谱图；

[0029] 图2为本发明实施例2提供的活性染料用固色剂的红外谱图；

[0030] 图3为本发明实施例3提供的活性染料用固色剂的红外谱图。

具体实施方式

[0031] 下面结构附图和具体实施方式，对本发明技术方案做进一步的描述。

[0032] 实施例1

[0033] 本实施例提供一种用于活性染料的固色剂的制备方法，合成反应路线如下：

[0034]

[0035] 其中，R表示 ；

[0036]

[0037] 其中，R表示 ；R1表示 ；R2表示，9≤m≤17；

[0038] “ ” 表示  ，9≤m≤17；

[0039] DBTDL表示二月桂酸二丁基锡。

[0040] 具体步骤如下：

[0041] （1）将6.1g一乙醇胺加入到带有搅拌器、滴液装置和冷凝回流装置的反应容器中，加热升温至20℃，将22g1,4－丁二醇二缩水甘油醚在0.5h滴加完毕，继续保温反应1h；然后加热升温至50℃，将22g1,4－丁二醇二缩水甘油醚在0.5 h滴加完毕，继续保温反应3h，得到扩链剂。

[0042] （2）将4.9g异氟尔酮二异氰酸酯、6g聚丙二醇加入到带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的反应容器中，然后加入4.4g丙酮作为溶剂，0.008g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，开启冷凝装置及搅拌器，通氮气5min后，加热升温至70℃，保温反应2h；加入步骤（1）得到的1g扩链剂和4.4g丙酮的混合溶液，保温反应1h；降温至40℃，加入0.52g甲乙酮肟保温反应
0.5h；加入0.12g冰醋酸反应0.5h，减压蒸馏回收丙酮，最后加入44g去离子水高速剪切乳化
0.5h，得到用于活性染料的固色剂。

[0043] 参见附图1，它是本实施例制备的活性染料用固色剂的红外谱图。曲线中1240 cm-1、929cm-1、856cm-1为环氧基的特征吸收峰，1374cm-1为氨基甲酸酯N-H变形振动与C-N的伸缩振动，3380cm-1为N-H伸缩振动峰，1716cm-1为氨基甲酸酯C=O伸缩振动峰，1639cm-1为甲乙酮肟封端异氰酸酯的C=N伸缩振动峰，同时在2272cm-1附近未出现-NCO吸收峰，表明目标产物成功合成。

[0044] 实施例2

[0045] （1）将6.1g一乙醇胺加入到带有搅拌器、滴液装置和冷凝回流装置的反应容器中，加热升温至25℃，将24.2g1,4－丁二醇二缩水甘油醚在0.5h滴加完毕，继续保温反应1.5h；然后加热升温至55℃，将24.2g1,4－丁二醇二缩水甘油醚在0.5h滴加完毕，继续保温反应
3.5h，得到扩链剂。

[0046] （2）将4.9g异氟尔酮二异氰酸酯、8g聚丙二醇加入到带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的反应容器中，加入5g丙酮作为溶剂，0.01g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，开启冷凝装置及搅拌器，通氮气8min后，加热升温至75℃，保温反应2.5h；加入步骤（1）中得到的1.2g扩链剂和5g丙酮的混合溶液，保温反应1.5h；降温至45℃，加入0.6g甲乙酮肟保温反应
0.5h；加入0.14冰醋酸反应0.5h，减压蒸馏回收丙酮，最后加入52g去离子水高速剪切乳化
0.5h，得到用于活性染料的固色剂。

[0047] 参见附图2，它是本实施例中活性染料用固色剂的红外谱图。曲线中1240 cm-1、928cm-1、843cm-1为环氧基的特征吸收峰，1373cm-1为氨基甲酸酯N-H变形振动与C-N的伸缩振动，3375cm-1为N-H伸缩振动峰，1716cm-1为氨基甲酸酯C=O伸缩振动峰，1640 cm-1为甲乙酮肟封端异氰酸酯的C=N伸缩振动峰，同时在2272 cm-1附近未出现-NCO吸收峰，表明目标产物成功合成。

[0048] 实施例3

[0049] （1）将6.1g一乙醇胺加入到带有搅拌器、滴液装置和冷凝回流装置的反应容器中，加热升温至30℃，将26.41,4－丁二醇二缩水甘油醚在1h滴加完毕，继续保温反应2h；加热升温至60℃，将26.4g1,4－丁二醇二缩水甘油醚在1h滴加完毕，继续保温反应4h，得到扩链剂。

[0050] （2）将4.9g异氟尔酮二异氰酸酯、10g聚丙二醇加入到带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的反应容器中，然后加入6g丙酮作为溶剂，0.015g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，开启冷凝装置及搅拌器，通氮气10min后，加热升温至80℃，保温反应3h；加入步骤（1）中得到的1.4g扩链剂和6g丙酮的混合溶液，保温反应2h；降温至50℃，加入0.73g甲乙酮肟保温反应1h；然后加入0.17g冰醋酸反应1h，减压蒸馏回收丙酮，最后加入60g去离子水高速剪切乳化1h，得到用于活性染料的固色剂。

[0051] 参见附图3，它是本实施例中活性染料用固色剂的红外谱图。曲线中1238 cm-1、926cm-1、821cm-1为环氧基的特征吸收峰，1374cm-1为氨基甲酸酯N-H变形振动与C-N的伸缩-1 -1 -1
振动，3375cm 为N-H伸缩振动峰，1715cm 为氨基甲酸酯C=O伸缩振动峰，1639cm 为甲乙酮肟封端异氰酸酯的C=N伸缩振动峰，同时在2272cm-1附近未出现-NCO吸收峰，表明目标产物成功合成。

[0052] 实施例4

[0053] 将实施例1、2和3制备的固色剂分别用于对上染活性染料的纺织品进行固色处理，应用效果按如下方式进行实验和评价：

[0054] 1. 用于活性染料的固色剂整理工艺

[0055] 试样：活性染料染色后红色棉针织物；

[0056] 固色剂：2% （owf）；

[0057] 浴比：1:15；

[0058] 工作液PH：5～7；

[0059] 固色工艺：活性染料染色后红色棉针织物→固色处理（40℃×30min）→清洗→脱水→预烘（90℃×1min）→ 焙烘（150×1min）

[0060] 2. 测试方法与标准

[0061] 耐摩擦色牢度测试方法按GB/T 3920-2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》方法测定

[0062] 耐皂洗色牢度测试方法按GB/T 3921-2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》方法测定

[0063] 耐水色牢度测试方法按GB/T 5713-2013《纺织品 色牢度 耐水色牢度》方法测定[0064] 评定等级分别用GB/T 250-2008 变色灰色样卡和沾色灰色样卡

[0065] 柔软性评定：以5名专业人士为一组，对整理后织物进行触摸评分，手感评定最高为5分，最低为1分，取5个评分的平均值，数值越大表示柔软性越好。手感评分结果参见表1。

[0066] 表1：手感评分结果

[0067]5分 4分 3分 2分 1分
非常好 良好 中等 稍差 较硬

[0068] 本发明的活性染料用固色剂对棉织物固色前后应用性能测试结果参见表2。

[0069] 表2 ：棉织物固色前后应用性能测试结果

[0070] 。