專利名稱：抗菌型陽離子活性染料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬染料合成及紡織品染色及整理領(lǐng)域，特別是涉及抗菌型陽離子活性染料及其制備方法。
背景技術(shù)：
紡織品的染色與整理是兩個重要的濕加工過程，而傳統(tǒng)的紡織品染色及整理是分開進行的，存在著高成本、高能耗及大量污水排放的缺點。將染色與功能性整理于一浴中完成的染整加工技術(shù)，對于降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，減少廢水排放，保護生態(tài)環(huán)境等具有重要的意義。因此，國內(nèi)外的許多專家在該領(lǐng)域內(nèi)進行了許多研究，在染色與抗靜電、阻燃、防紫外線、防縮及防皺整理于一浴中完成的研究方面，取得了一定的成果。然而，在多數(shù)情況下，由于染色與整理工藝條件的不同，如活性染料染色通常需要堿性條件下固色完成，而樹脂防皺整理需要酸性催化劑，使得該技術(shù)的使用具有較大的局限性。抗菌染料屬于功能性染料的一種，近年來，由于紡織品的抗菌整理更加關(guān)注于其耐久性、工藝簡單易行及生態(tài)環(huán)保等，因此，該類染料引起了人們越來越多的重視。
目前紡織品的抗菌整理存在著許多缺點，如耐久性差；采用樹脂或粘合劑會使得織物手感下降，顏色改變；人體與經(jīng)過抗菌整理的織物長時間接觸，會形成皮炎；工廠中抗菌整理的排放液如處理不當，會破壞環(huán)境中的有益菌而引起生態(tài)問題等。
在紡織品上具有優(yōu)良染色牢度的功能性染料是一種理想的抗菌整理劑，國內(nèi)外對此報道的并不多。國外學者采用氨基蒽醌作為染料母體，季銨鹽作為抗菌組分合成了一系列陽離子抗菌染料，并對尼龍和腈綸織物進行了成功染色，獲得了較好的抗菌效果。但該染料對棉纖維缺乏親和力，且由于分子中季銨鹽部分與染料母體通過酰胺鍵結(jié)合，容易水解，而使得染料失去抗菌性能。
抗菌型陽離子活性染料(反應性染料)主要用于纖維素纖維，也可用于蛋白質(zhì)纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維及陽離子可染聚酯纖維。染料中的抗菌部分采用季銨鹽結(jié)構(gòu)，主要是基于季銨鹽對人體安全，具有廣譜抗菌性，不會引起細菌的異變及耐藥性，最重要的是可以與染料母體結(jié)合，形成具有水溶性的陽離子染料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于活性染料對棉纖維的優(yōu)異染色性能以及季銨鹽的殺菌機理，將活性染料與季銨鹽殺菌基團有機結(jié)合起來，提供抗菌型陽離子活性染料及其制備方法，可對纖維素纖維和其他常用纖維進行染色和抗菌整理，具有高的抗菌效果、使染色與抗菌整理一次完成、且染色牢度優(yōu)良、抗菌耐久。
本發(fā)明的抗菌型陽離子活性染的分子結(jié)構(gòu)由蒽醌染料母體、均三嗪活性基和具有長碳鏈的季銨鹽部分所組成，其特征在于該類染料主要用于纖維素纖維的染色與抗菌整理，用于纖維素纖維染色時不需要中性電解質(zhì)(如氯化鈉和硫酸鈉)的促染，也可用于蛋白質(zhì)纖維(如羊毛、蠶絲等)、聚酰胺纖維(如尼龍66、尼龍6)、腈綸、陽離子可染聚酯等纖維的染色與抗菌整理，該類染料在溶液中或纖維上具有很高的抗菌性能，該類染料對以上纖維具有很高的親和力(吸附性能)，且具有良好的各項染色色牢度?；瘜W結(jié)構(gòu)如下 R1、R2、R3的結(jié)構(gòu)見表1本發(fā)明的抗菌型陽離子活性染的制備方法，包括如下步驟a.將氨基蒽醌A及三氯或三氟均三嗪溶解于硝基苯有機溶劑中，將混合物加熱至90℃，1小時后將溫度升至120℃，在該溫度下繼續(xù)攪拌1小時左右，冷卻至25-30℃，過濾得染料中間體B，甲醇洗滌，真空烘干器中干燥；b.將步驟a制備的染料中間體B溶于DMF(N，N-二甲基甲酰胺)有機溶劑中，在該混合物中加入叔胺類中間體C，于55℃反應3-4小時，反應完畢，在真空蒸發(fā)器中蒸去溶劑DMF，得染料中間體D，真空烘干器中干燥；c.將步驟b制得得染料中間體D溶于DMF有機溶劑中，在該混合物中加入鹵代烷基E，加熱反應混合物至120℃左右，反應4-5小時，反應完畢，在真空蒸發(fā)器中蒸去溶劑DMF，乙醚洗滌，乙醚-乙醇混合溶劑重結(jié)晶，得染料F，真空烘箱中真空干燥。
本發(fā)明的有益效果是抗菌型陽離子活性染料不但可主要用于纖維素纖維，也可用于蛋白質(zhì)纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維及陽離子可染聚酯纖維的染色與抗菌整理，具有優(yōu)良的染色親和力及抗菌耐久性，且染色與抗菌整理一次完成，節(jié)水、節(jié)能、生態(tài)環(huán)保。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的具有抗菌功能的陽離子活性染料和制備方法主要利用了活性染料的染色機理和季銨鹽的抗菌機理，制備方法以?；巴榛磻脑頌橹?。與其他的抗菌型陽離子染料不同，本發(fā)明提供的抗菌型陽離子活性染料除了對纖維索纖維進行染色和賦予抗菌功能外，還可以對蛋白質(zhì)纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維及陽離子可染聚酯纖維同時完成染色與抗菌整理，提高了該類染料的應用范圍。此外，由于該類染料分子中具有較大的疏水性基團，使其對細菌細胞膜的親和性提高，染料抗菌劑分子容易與細菌微生物結(jié)合，便于長的疏水碳鏈刺穿細菌的細胞膜，從而使細菌失去活性，抗菌性能較一般季銨鹽抗菌劑得到了提高。
以下說明性實施例幫助進一步理解本發(fā)明。
實施例1a.將質(zhì)量為17g的1-氨基蒽醌和20g的三氟均三嗪溶解于200ml硝基苯有機溶劑中，將混合物加熱至90℃，1小時后將溫度升至120℃，在該溫度下繼續(xù)攪拌1小時左右，冷卻至25-30℃，過濾得染料中間體1-(4，6-二氯-2-氨基均三嗪)氨基蒽醌，甲醇洗滌，真空烘干器中干燥；b.將步驟a制備的染料中間體1-(4，6-二氯-2-氨基均三嗪)氨基蒽醌10g溶于150mlDMF(N，N-二甲基甲酰胺)有機溶劑中，加熱至55℃，于30min內(nèi)慢慢滴入1-氨基-3-二甲基氨基丁烷5.5g，而后反應2小時，反應完畢，在真空蒸發(fā)器中蒸去溶劑DMF，得染料中間體1-(4-氯-6-(1-氨基-3-二甲基氨基丁烷)2-氨基均三嗪)氨基蒽醌，真空烘干器中干燥；c.將步驟b制得的染料中間體9g溶于150ml DMF有機溶劑中，在該混合物中加入3g十二烷基氯，加熱反應混合物至120℃左右，反應4-5小時，反應完畢，在真空蒸發(fā)器中蒸去溶劑DMF，乙醚洗滌，乙醚-乙醇混合溶劑重結(jié)晶，得如下結(jié)構(gòu)黃色染料，真空烘箱中真空干燥。

將所得抗菌型陽離子活性染料溶解于水中，配制成不同濃度的溶液，根據(jù)AATCC標準100進行抗菌試驗，結(jié)果顯示該染料在水溶液中對革蘭氏陰菌(E.coli)和革蘭氏陽菌(Staph.Aureus)具有優(yōu)異的抗菌性能。
將所得陽離子活性染料對棉、羊毛、蠶絲、尼龍、腈綸等纖維進行染色。對棉織物染色條件舉例采用浸染法，染料用量0.5-3％(owf)，浴比30∶1，染色溫度70℃，時間30min，在純堿中固色溫度85℃，時間1小時，染色完畢洗去未固著及水解染料，然后根據(jù)AATCC標準100對織物進行抗菌試驗，及根據(jù)AATCC標準進行耐洗滌試驗。羊毛、蠶絲、尼龍、腈綸等纖維的染色溫度為95℃，時間為1-2小時，其他條件與棉基本相同。
實施例2-21，所述抗菌型陽離子活性染料的合成方法與實施例1基本相同，其它條件見表1。
表1 實施例2-21


權(quán)利要求
1.抗菌型陽離子活性染料，其特征在于染料母體為蒽醌結(jié)構(gòu)，活性基團為一氯均三嗪或一氟均三嗪，水溶性基團為具有長碳鏈的季銨鹽結(jié)構(gòu)，化學結(jié)構(gòu)如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌型陽離子活性染料，其特征在于所述的染料可用于纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維、聚酰胺纖維、腈綸、陽離子可染聚酯等纖維的染色和抗菌整理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌性陽離子活性染料，其特征在于所述的染料用于纖維素纖維染色時，不需要氯化鈉或硫酸鈉的促染，可獲得高的上染百分率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌性陽離子活性染料，其特征在于所述的染料在溶液中和纖維上對革蘭氏陰菌和革蘭氏陽菌具有很好的抗菌性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌性陽離子活性染料，其特征在于所述的染料對以上纖維具有很高的親和力，且具有優(yōu)異的各項色牢度。
6.抗菌性陽離子活性染料的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟a.將氨基蒽醌A及三氯或三氟均三嗪溶解于硝基苯有機溶劑中，將混合物加熱至90℃，1小時后將溫度升至120℃，在該溫度下繼續(xù)攪拌1小時左右，冷卻至25-30℃，過濾得染料中間體B，甲醇洗滌，真空烘干器中干燥；b.將步驟a制備的染料中間體B溶于DMF(N，N-二甲基甲酰胺)有機溶劑中，在該混合物中加入叔胺類中間體C，于55℃反應3-4小時，反應完畢，在真空蒸發(fā)器中蒸去溶劑DMF，得染料中間體D，真空烘干器中干燥；c.將步驟b制得得染料中間體D溶于DMF(N，N-二甲基甲酰胺)有機溶劑中，在該混合物中加入鹵代烷基E，加熱反應混合物至120℃左右，反應4-5小時，反應完畢，在真空蒸發(fā)器中蒸去溶劑DMF，乙醚洗滌，乙醚-乙醇重結(jié)晶，得染料F，真空烘箱中真空干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類抗菌型陽離子活性染料及其制備方法。染料母體為蒽醌結(jié)構(gòu)，活性基團為一氯均三嗪或一氟均三嗪，水溶性基團為具有長碳鏈的季銨鹽結(jié)構(gòu)，化學結(jié)構(gòu)如圖。該類染料可用于纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維、聚酰胺纖維、腈綸、陽離子可染聚酯等纖維的染色和抗菌整理，具有高抗菌效果、染色牢度優(yōu)良、抗菌耐久。染料的制備方法包括a.將氨基蒽醌A及三氯或三氟均三嗪溶解于硝基苯有機溶劑中，加熱至90℃，1小時后升至120℃，冷卻過濾得染料中間體B；b.將步驟a制備的染料中間體B溶于DMF有機溶劑中，加入叔胺類中間體C，于55℃反應3－4小時，蒸去溶劑DMF，得染料中間體D，真空干燥；c.將步驟b制得的染料中間體D溶于DMF有機溶劑中，加入鹵代烷基E，加熱至120℃左右，反應4－5小時，蒸去溶劑DMF，乙醚洗滌，乙醚－乙醇重結(jié)晶，得染料F，真空干燥。該類染料用于紡織品染色的同時，還可賦予紡織品一定的功能，具有節(jié)水、節(jié)能、生態(tài)環(huán)保的優(yōu)點。
文檔編號D06P3/60GK1986647SQ200610147558
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者趙濤, 王革輝 申請人:東華大學