阅读说明：本技术 能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂、制备方法及应用 (Environment-friendly acidic color fixing agent capable of being subjected to dyeing and fixing one-bath treatment, and preparation method and application thereof ) 是由 邹其光 李中全 于 2020-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂、制备方法及应用,属于纺织印染助剂领域,按重量百分比计,包括30-70％的芳香族磺酸化合物、1-5％的阴离子聚氨酯、5-20％的分散剂和5-65％的去离子水；制备方法包括：1)将配方量的分散剂加入到搅拌釜中；2)将搅拌釜加热至60-65℃,然后搅拌50-70min加入配方量阴离子聚氨酯,加毕后搅拌20-40min；3)加入配方量芳香族磺酸化合物,在60℃搅拌25-35min；4)加入配方量去离子水,混合25-35min后,即得。本发明既可提升酸性染料染色或印花后色牢度,又可与绝大多数染色助剂同浴使用。(The invention discloses an environment-friendly acidic color fixing agent capable of being used for dyeing and fixing one-bath treatment, a preparation method and application, which belong to the field of textile printing and dyeing auxiliaries, and comprise 30-70 wt% of aromatic sulfonic acid compounds, 1-5 wt% of anionic polyurethane, 5-20 wt% of dispersing agents and 5-65 wt% of deionized water; the preparation method comprises the following steps: 1) adding the dispersant with the formula amount into a stirring kettle; 2) heating the stirring kettle to 60-65 ℃, then stirring for 50-70min, adding the anionic polyurethane with the formula amount, and stirring for 20-40min after the addition is finished; 3) adding aromatic sulfonic acid compound according to the formula amount, and stirring at 60 ℃ for 25-35 min; 4) adding deionized water according to the formula amount, and mixing for 25-35min to obtain the final product. The invention can not only improve the color fastness of acid dye after dyeing or printing, but also can be used together with most dyeing auxiliaries.)

能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂、制备方法及应用，属于纺织印染助剂领域。

背景技术

锦纶、真丝、羊毛通常使用酸性染料进行染色或印花，染料主要依靠范德华力和氢键作用固着在织物上。由于酸性染料为阴离子型染料，水溶性好，而范德华力和氢键并不牢固，染色后的锦纶、真丝、羊毛织物耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗渍色牢度等较差。为满足各种不同的需求，一般需要进行固色处理以提高织物各项色牢度。

早期采用天然单宁作固色剂，此类固色剂固色效果好，但固色工艺复杂，需采用两浴法固色，且固色后织物手感较差。近些年研制的合成单宁固色剂，其加工方法简单，可采用一浴法固色，但不能与染色一浴处理，并且固色剂生产时所使用的原料中含有甲醛、双酚S等，如中国专利一种耐酸反应型锦纶固色剂及其应用(ZL201210304218.7)，公开了耐酸反应型锦纶固色剂，其采用如下方法制备：利用一种酚类物质与两种芳香族磺酸化合物在复合催化剂作用下与甲醛进行缩合反应；然后向前述的反应体系中加入环氧氯丙烷以及改性剂进行改性；最后，改性所得的多元共聚高分子芳香族磺酸甲醛缩合物用强酸或浓酸调节pH值至2.0～4.0，得耐酸反应型锦纶固色剂。该固色剂不利于绿色环保。目前，印染厂的用水量和污水排放量受限制，因此酸性染料染色后固色及节能减排问题是研究的热点之一。

为解决酸性固色剂的甲醛等问题，国内外也研制了许多无醛固色剂，其性能参差不齐。现有中国专利一种无甲醛酸性染料固色剂(ZL201610109405.8)，以丙烯酸、2-萘酚、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为原料，以醋酸铵为引发剂，添加氯化镍为催化剂合成。该固色剂对固色处理后纤维的皂洗、摩擦及汗渍等牢度都有较为明显的提高。但是所采用的氯化镍给实际生产带来织物镍超标的烦恼；同时染色、固色同浴使用性差，需要单独固色使用，没有缩短工序及达到节水效果。中国专利固色剂及其制备方法(CN201310590513.8)，以对苯二酚和环氧氯丙烷在氮气环境下混合，加入催化剂充分反应后，再依次加入氢氧化钠溶液、甲苯和浓硫酸，最终得到所述固色剂。该固色剂溶液pH值控制在7.5-9，不利于染固一浴处理，并且固色效果不如含甲醛固色剂；同时合成过程中使用了甲苯，不符合OEKO-TEXStandard 100等标准的MRSL要求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，既可提升酸性染料染色或印花后色牢度，又可与绝大多数染色助剂同浴使用。

本发明的第二目的是提供了一种所述环保型酸性固色剂的制备方法。

本发明的第三目的是提供了一种所述环保型酸性固色剂的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，按重量百分比计，包括30-70％的芳香族磺酸化合物、1-5％的阴离子聚氨酯、5-20％的分散剂和5-65％的去离子水。

作为改进，所述芳香族磺酸化合物具体是一种不含甲醛、双酚S、甲苯的阴离子芳香族磺酸化合物。

作为改进，所述阴离子芳香族磺酸化合物由酚类化合物、环氧氯丙烷、浓硫酸在催化剂作用下制备而成。

作为改进，所述酚类化合物为乙萘酚与对苯二酚按摩尔比1:2-2:1的混合物。

作为改进，所述芳香族磺酸化合物通过以下步骤制得：

S1、将混合酚类化合物与环氧氯丙烷在催化剂三氟甲基磺酸作用下，50-60℃开环缩合反应3-5h，真空减压蒸馏蒸除未反应的环氧氯丙烷，获得中间体A；

S2、在中间体A中缓慢滴加液碱，保持反应温度35-45℃，滴加完毕后保温反应30-60min，获得呈粘稠透明液体状的中间体B；

S3、将中间体B保持35-45℃，向其中滴加浓硫酸，反应1-2h，反应结束后加入乙醇酸，使其1％溶液的pH维持在4-5，即得棕黄色透明的芳香族磺酸化合物。

作为改进，所述阴离子聚氨酯是通过磺酸型扩链剂合成的超支化的聚氨酯化合物，上述的聚氨酯化合物可以根据已知的途径获得，如广东湛丰公司的Qualitex PU。

作为改进，所述分散剂采用十二烷基苯磺酸、烷基二苯醚二磺酸盐、木质素磺酸盐中的一种或多种的任意比例混合。

作为改进，所述烷基二苯醚二磺酸盐、木质素磺酸盐分别为钠盐或钾盐的一种或两者的任意比例混合。

另外，本发明还提供了一种所述环保型酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将配方量的分散剂加入到搅拌釜中；

2)将搅拌釜加热至60-65℃，然后搅拌50-70min加入配方量阴离子聚氨酯，加毕后搅拌20-40min；

3)加入配方量芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌25-35min；

4)加入配方量去离子水，混合25-35min后，即得。

最后，本发明还提供了一种所述环保型酸性固色剂在纺织物固色中的应用，所述纺织物为锦纶、羊毛、蚕丝织物中的一种；

其中，锦纶固色液包括：固色剂用量1.0-4.0％(o.w.f)，pH值为3.5-5.0；

蚕丝固色液包括：固色剂用量0.5-2.5％(o.w.f)，pH值为4.0-4.5；

羊毛固色液包括：固色剂用量2.0-5.0％(o.w.f)，pH值为4.5-5；

具体固色步骤包括：染色完毕，直接降温至75-80℃后添加所述固色剂，保温固色25-30分钟后降温至45-60℃，排水，进清水洗涤10-15分钟，排水，出缸脱水后烘干。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，优选原料中没有使用甲醛，处理织物后织物不含有或不释放甲醛；同时没有使用双酚S等禁用原料，符合生态纺织品要求。

2、本发明的一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂中含有环氧基团，高活性的环氧基易开环以及聚氨酯分子中存在着大量氨基、氨基甲酸酯等基团，其易与锦纶、蚕丝、羊毛纤维和酸性染料分子中含有的活泼氢基团形成共价键铰链结合，生成产物分子量大增，活动能力减弱，增进染料与织物的结合力；聚氨酯在高温焙烘下，解封的异氰酸酯基与活性基团反应，增加固色剂的成膜性；聚氨酯分子量较大，势必可以覆盖染料，将染料的水溶性基团完全包覆，产生相当于粘合剂和涂料的作用，以透明薄层的形式对酸性染料进行粘合和封闭。通过以上三种模式提升酸性染料与纤维结合的能力，从而提升了本发明的固色效果。

3、本发明的一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂中的磺酸基可提供固色剂优异的水分散性，并对酸性染料具有较强的斥力，阻止染料少迁移到工作液中，增加织物的保色性；其次，含磺酸基的分散剂具有强分散性，优先与染浴中脂肪胺聚氧乙烯醚等匀染结合，避免与固色剂结合生成不溶物质而产生固色斑。因此，本发明的固色剂的使用稳定性有明显提高。

4、本发明的环保型酸性固色剂，在使用过程中阴离子聚氨酯的强交联作用辅助增强芳香族磺酸化合物的固色、耐洗作用，加之分散剂的存在可提高产品的稳定性，从而保证了产品有效使用。所以，三种成份复配后的相互增效作用进一步提升了本发明的固色效果和使用性能。

5、使用本发明的环保型酸性固色剂处理酸性染料染色物，既可减少染色、固色总步骤(把传统两浴两步工艺优化成一浴一步工艺)，又可降低污水量，既保证织物良好的印染加工性能，又可实现纺织的绿色加工，减轻对环境的污染。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，按重量百分比计，包括70％的芳香族磺酸化合物、5％的阴离子聚氨酯QualitexPU、20％的分散剂和5％的去离子水；

其中，芳香族磺酸化合物由乙萘酚和对苯二酚(摩尔比2：1)、环氧氯丙烷、浓硫酸在催化剂等条件下合成；分散剂采用烷基二苯醚二磺酸盐、木质素磺酸盐的混合物；

本实施例中芳香族磺酸化合物的合成方法如下：

步骤一、将398g混合酚类化合物与368g环氧氯丙烷在20g催化剂三氟甲基磺酸作用下，55℃开环缩合反应4.5h，然后真空减压蒸馏蒸除未反应的环氧氯丙烷，获得中间体A；

步骤二、在中间体A中缓慢滴加330g 50％液碱，保持反应温度40℃，滴加完毕后保温反应50min，获得呈粘稠透明液体状的中间体B；

步骤三、将中间体B保持35℃，向其中滴加588g浓硫酸，反应2h，反应结束后加入适量的乙醇酸水溶液，使其1％溶液的pH维持在4-5，即得芳香族磺酸化合物Quualifix QH。

另外，上述固色剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将分散剂加入搅拌釜中；

2)将搅拌釜加热至60℃，然后缓慢搅拌60分钟，加入阴离子聚氨酯化合物，加毕后搅拌30分钟；

3)加入芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌30分钟；

4)加入去离子水，将各组分混合30min后，即得所述环保型酸性固色剂。

实施例2

一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，按重量百分比计，包括70％的芳香族磺酸化合物、1％的阴离子聚氨酯Qualitex PU、15％的分散剂和14％的去离子水；

其中，芳香族磺酸化合物由乙萘酚和对苯二酚(摩尔比1：1)、环氧氯丙烷、浓硫酸在催化剂等条件下合成，合成方法如实施例1；分散剂采用烷基二苯醚二磺酸盐、木质素磺酸盐的混合物；

上述固色剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将分散剂加入搅拌釜中；

2)将搅拌釜加热至65℃，然后缓慢搅拌50min，加入阴离子聚氨酯化合物，加毕后搅拌30min；

3)加入芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌30分钟；

4)加入去离子水，将各组分混合30分钟后，即得所述环保型酸性固色剂。

实施例3

一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，按重量百分比计，包括70％的芳香族磺酸化合物、2％的阴离子聚氨酯Qualitex PU、20％的分散剂和8％的去离子水；

其中，芳香族磺酸化合物由乙萘酚和对苯二酚(摩尔比2：1)、环氧氯丙烷、浓硫酸在催化剂等条件下合成，合成方法如实施例1；分散剂采用木质素磺酸盐(钠盐和钾盐)的混合物；

上述固色剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将分散剂加入搅拌釜中；

2)搅拌釜加热至65℃，然后缓慢搅拌60min，加入阴离子聚氨酯化合物，加毕后搅拌30min；

3)加入芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌25分钟；

4)加入去离子水，将各组分混合30分钟后，即得所述环保型酸性固色剂。

实施例4

一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，按重量百分比计，包括55％的芳香族磺酸化合物、4％的阴离子聚氨酯Qualitex PU、5％的分散剂和36％的去离子水；

其中，芳香族磺酸化合物由乙萘酚和对苯二酚(摩尔比1：1)、环氧氯丙烷、浓硫酸在催化剂等条件下合成，合成方法如实施例1；分散剂采用十二烷基苯磺酸、烷基二苯醚二磺酸钠盐的混合物；

上述固色剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将分散剂加入搅拌釜中；

2)搅拌用蒸汽加热至60℃，然后缓慢搅拌60min，加入阴离子聚氨酯化合物，加毕后搅拌30分钟；

3)加入芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌30分钟；

4)加入去离子水，将各组分混合30分钟后，即得所述环保型酸性固色剂。

实施例5

一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，按重量百分比计，包括50％的芳香族磺酸化合物、3％的阴离子聚氨酯Qualitex PU、15％的分散剂和32％的去离子水；

其中，芳香族磺酸化合物由乙萘酚和对苯二酚(摩尔比1：2)、环氧氯丙烷、浓硫酸在催化剂等条件下合成，合成方法如实施例1；分散剂采用烷基二苯醚二磺酸钠盐和烷基二苯醚二磺酸钾盐的混合物；

上述固色剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将分散剂加入搅拌釜中；

2)搅拌用蒸汽加热至63℃，然后缓慢搅拌60min，搅拌状态下加入阴离子聚氨酯化合物，加毕后搅拌30分钟；

3)加入芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌30分钟；

4)加入去离子水，将各组分混合30分钟后，即得所述环保型酸性固色剂。

实施例6

一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂，按重量百分比计，包括60％的芳香族磺酸化合物、5％的阴离子聚氨酯Qualitex PU、20％的分散剂和15％的去离子水；

其中，芳香族磺酸化合物由乙萘酚和对苯二酚(摩尔比2：3)、环氧氯丙烷、浓硫酸在催化剂等条件下合成，合成方法如实施例1；分散剂采用十二烷基苯磺酸、烷基二苯醚二磺酸钠盐、木质素磺酸钠盐的混合物；

上述固色剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将分散剂加入搅拌釜中；

2)搅拌用蒸汽加热至65℃，然后缓慢搅拌60min，加入阴离子聚氨酯化合物，加毕后搅拌30min；

3)加入芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌30分钟；

4)加入去离子水，将各组分混合30分钟后，即得所述环保型酸性固色剂。

将实施例1-6制得的环保型酸性固色剂，进行固色工作液稳定性测试，测试方法为：将一定质量浓度的固色剂和一定质量浓度的染色助剂用自来水配制成溶液，室温下放置120min，观察其稳定性；

将实施例1-6制得的环保型酸性固色剂对酸性染料染色织物固色处理；

织物纤维材质：锦纶大红、黑色、艳兰针织物或纱线；

固色处理流程：

①浴比1:8，染色完毕后直接降温至80℃运后，再加入本发明的固色剂1.0-4.0％(o.w.f)；

②80℃保温运行25min，降温至60℃，排水；

③注入清水运行15min，排水，脱水烘干；

④评估色牢度、布面效果、织物色变；

作为本发明对比例的酸性固色剂QH-2541(湛丰公司产品)由质量百分比如下的物质组成：芳香族磺化物(由双酚S、甲醛、浓硫酸等合成)70％；水30％。

对比例固色剂的固色处理流程：

①浴比1:8，染色完毕后直接降温至60℃，排水；

②注入清水，运行10min，排水；

③注入清水，再加入对比例固色剂1.0-4.0％(o.w.f)，运行10min，用醋酸调节pH为4.5-5.5，升温至80℃保温运行25min，降温至60℃，排水；

④注入清水运行10min，排水，脱水烘干；

⑤评估色牢度、布面效果、织物色变；

按照上述稳定性测试方法、固色流程，对实施例、对比例进行了性能评估。测试结果见表1和表2。

表1不同染色助剂与实施例、对比例同浴的性能

表2实施例、对比例固色性能对比

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。