无醛固色剂6050的制备

染 整 技 术

Textile Dyeing and Finishing Journal 第39卷 第2期2017年2月Vol.39 No.2Feb. 2017

染料与助剂

无醛固色剂6050的制备

段新峰1，徐智策2，冯瀚慧2

（1.石家庄市华达助染化工厂，河北石家庄　050021；2.河北科技大学，河北石家庄　050018）

投稿日期：2016-03-23

基金项目：河北省石家庄市局科技支撑计划（11107861A）

作者简介：段新峰（1977-），河北石家庄人，高级工程师，学士，长期从事纺织印染助剂的合成及应用研究。

摘 要　通过一步法合成固色剂并对其做相应的性能测试，找到合适的小分子单体、引发剂、链转移剂，同时对合成条件进行探索，确定最佳工艺条件。结果表明，最合适的小分子单体为二烯丙基胺，引发剂为过硫酸铵，链转移剂为EDTA，固色剂的较佳合成工艺：初始单体质量分数60%、反应温度85~90 ℃、引发剂过硫酸铵用量为纯单体质量的1%，反应时间40 min。

关键词　无醛固色剂；固色；聚二甲基二烯丙基氯化铵；一步法合成

中图分类号：TS 193.2+25 文献标识码：A 文章编号：1005-9350(2017)02-0038-05

Abstract Fixing agent was synthesized by one-step method, and the corresponding performances were tested to find the optimized small molecule monomer, initiator, chain transfer agent dosage, as well as the optimized synthesis technology. The results show that the most suitable small molecule monomer is allylamine, the initiator is ammonium persulfate, and the chain transfer agent is sodium sulfite. The optimized synthesis technology of the fixing agent is as follows: the initial monomer concentration is 60% and the dosage of initiator-ammonium persulfate is 1% weight parts of undiluted monomers at 85~90 ℃ for 40 min.

Key words formaldehydeless fixing agent；fixing；diallyldimethylammonium chloride；one-step synthesis

Preparation of formaldehydeless fixing agent 6050

DUAN Xin-feng 1, XU Zhi-ce 2, FENG Han-hui 2

(1.Shjiazhuang Huada Auxiliary Dyeing Chemical Factory, Shijiazhuang 050021, China;

2. Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China)

20世纪30年代开始，国外重点针对直接、酸性染料使用colour fix Y 和Coprantex B 固色剂进行了研究。50年代初，卜内门公司针对活性染料用阳离子固色剂及弱酸性物质进行研究，提高了其湿处理色牢度。20世纪80年代，欧盟等国家相继制定了相关法律法规，除了考虑环保因素以外，也考虑到含醛固色剂有容易引起染色物色变和手感粗糙等缺点，因此，要严格控制纺织品中游离甲醛的含量。进入21世纪以来，世界纺织品市场对染色物各项色牢度提出了更高的要求，如德国Eco-Tex 及Oeko-Tex 对织物的耐洗色牢度要求达3~4级。经固色剂处理后的染色物

不但要有一定等级的耐皂洗、耐水洗、耐摩擦、耐日晒、耐氯漂等色牢度，而且还要求不含甲醛、无毒、不影响织物手感和色变等。

无醛固色剂在我国经历了从双氰胺的缩合树脂、环氧氯丙烷的缩合物到季铵盐类化合物的发展历程，合成过程都是基于引入阳离子基团使固色剂能与各种染料(活性染料、酸性染料、直接染料等)结合成盐并引入反应性基团，使固色剂和织物纤维交联从而达到固色的目的。20世纪60~80年代是固色剂研究的一个高峰时期，随着国外纺织品市场对染色物的色牢度和甲醛含量要求的日益严格，从20世纪80

段新峰，等：无醛固色剂6050的制备·39·第2期

年代后期开始，我国加强研制和应用新型的提高色牢度性能较好的无醛固色剂代替传统的含甲醛固色剂。从目前情况来看，使用的无醛固色剂大多是胺类和环氧氯丙烷制成的聚阳离子型固色剂，在此基础上进一步改进或者进行组合以提高固色能力。从固色剂的开发和应用情况看，固色剂的无醛化和固色效果都有较大的成就，但仍有些指标如耐干摩擦色牢度、耐湿摩擦色牢度和白布沾色牢度等还有待进一步提高[1-13]。

我们研制合成了一种PDMDAAC结构的新型环保印染助剂，它本身具有的大分子质量的聚合物结构将赋予纤维织物良好的的固色效果。

1　试验

1.1　材料与仪器

1.1.1　织物

未固色前的染色布 C 20S×16S/128×60（翠兰和大红，河北明石印染有限公司）。

1.1.2　试剂

二甲基二烯丙基氯化铵（工业，山东源丰达化工有限公司），二烯丙基胺（工业，山东铭兴化工有限公司），N,N-亚甲基双丙烯酰胺（淄博柏泰化工有限公司），丙烯酸乙酯、乙二胺四乙酸二钠、丙烯腈、无水乙酸钠、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯（天津博迪化工股份有限公司），丙烯酰胺（淄博市兴鲁化工有限公司），过硫酸铵、亚硫酸钠（天津市永大化学制剂有限公司），丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯（天津博迪化工股份有限公司）。

1.1.3　仪器

NDJ-1旋转式粘度计，20SX型傅立叶变换红外分光光度仪。

1.2　试验方法

1.2.1　固色剂的制备

在四口烧瓶中加入一定量的主单体二甲基二烯丙基氯化铵和小分子单体二烯丙基胺，搅拌均匀，缓慢加入冰醋酸调节溶液pH=6~7，升温至85 ℃，滴加引发剂过硫酸铵水溶液，通过外置冷却水降温和加热套升温，控制滴加温度在85~90 ℃，滴加完毕，在85~90 ℃保温40 min，加入蒸馏水水调节含量为50%，搅拌0.5 h后，降温至40 ℃以下放料。

1.2.2　固色整理方法

直接将染色后的布浸轧固色剂工作液（10 g/L），一浸一轧（轧液率70%~80%）烘干（100 ℃，2 min）→焙烘（130 ℃，20 s）。2　测试方法

2.1　pH

采用广泛pH试纸测定

2.2　外观

目测，观察是否分层或有悬浮物。

2.3　粘度

NDJ-1旋转式粘度计测定。

2.4　耐皂洗色牢度

参照GB/T 3921-2008测定。

2.5　耐摩擦色牢度

参照GB/T 3920-2008测定。

2.6　单体转化率

由于每个单体分子中含有2个双键，而生成聚合物中双键的含量很少，因此，通过对反应产物中残留双键的测定来计算产物中已反应单体的量。产物中残留双键的方法是按照GB 12005.3-1989《聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量测定方法：溴化法》测定。

在适量的产物溶液中加入过量的溴酸钾-溴化钾标准溶液，在酸性条件下，溴酸钾和溴化钾反应所生成的单质溴与产物溶液中的残余双键发生加成反应，反应方程式见式（1）：

BrO

3

-+5Br-+6H+=3Br

2

+3H

2

0 （1）

加成反应完成后，在溶液中加入过量的碘化钾还原未反应的单质溴，生成单质碘，反应方程式见式（2）：

Br

2

+2KI=I

2

+2KBr （2）用硫代硫酸钠对溶液中析出的碘进行滴定，得到消耗硫代硫酸钠溶液的体积V2，反应方程式见式（3）：

I

2

+2S

2

O

3

2-=S

4

O

6

2-+2I- （3）同时做空白试验，得到空白试验消耗的硫代硫酸钠的体积V1，将V1与V2代入相应的计算公式（4），换算出产物中残留的双键量，计算出单体在产物中的质量分数，求出单体的转化率。

(V1-V2)×c×0.080 75

m×s

式中：单体转化率为二甲基二烯丙基氯化铵质量分数，%；V1为空白试验所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；V2为试样所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；c为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；0.080 75为与1.00 mL硫代硫酸钠标准溶液[c(Na2S2O3)=1.000 mol/L]相当的以g表示的二甲基二烯丙基氯化铵的质量；m为试样质量，g；s为试样固含量，%。

2.7　傅里叶变换红外光谱

单体转化率=×100% （4）