本發(fā)明涉及染料助劑，具體為一種染色促進劑及其制備方法和應用。

背景技術：

1、活性染料具有色譜齊全、色澤鮮艷、勻染性好、色牢度高等特點，是目前纖維素纖維染色和印花用的主要染料，年使用量近26萬噸，占全部染料比重約為27.9％。

2、目前，活性染料染色的主要問題是固色率低、染料利用率不高，這是因為活性染料在染浴中呈陰離子狀態(tài)，而纖維素纖維在染浴中也帶有負電荷，致使活性染料的直接性和親和力都比較低。在染色過程中，隨著染料被纖維吸附之后，纖維表面吸附的染料陰離子使纖維呈現(xiàn)出更多的負電荷，會阻礙染料繼續(xù)向纖維表面靠近，導致活性染料上染率低。因此在活性染料染色過程中需要加入大量無機鹽進行促染，加入無機鹽后，可通過na+的電荷屏蔽效應，降低染料與纖維之間的斥力，進而提高染料平衡吸附量。一般竭染染色鹽用量為30～70g/l，連續(xù)軋染染色鹽用量為200～250g/l。因耗用大量無機鹽，使染色成本增大，同時造成廢水中無機鹽濃度嚴重超量。

3、此外，由于纖維素纖維上的羥基在堿性條件下其親核性會明顯增強，所以大多數(shù)活性染料的固色反應在堿性條件下進行。但是在堿性條件下，活性染料的水解反應也會增強。大多數(shù)情況下水解染料可達20％～40％，嚴重時可達50％以上，這也是造成活性染料利用率低的主要原因。為了去除水解和未固著的染料，染色后需要耗時耗能的水洗工藝，不僅會產(chǎn)生大量廢水，而且廢水堿度高、鹽度高、色度高、污染物成分復雜，造成后續(xù)廢水處理難度增大。

4、針對上述活性染料染色過程中存在的染料利用率低、無機鹽消耗量大的問題，研發(fā)可以提高染料利用率、降低無機鹽消耗、實現(xiàn)固色增效作用的染色促進劑勢在必行。

技術實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術問題

2、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種染色促進劑及其制備方法和應用，引入能起促染作用的陽離子基團以及能在染料分子與纖維分子之間起“橋梁”作用的反應性基團，解決了上述背景技術中提出的問題。

3、(二)技術方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

5、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種染色促進劑，所述染色促進劑的分子式如式i所示：

6、

7、其中，所述染色促進劑的分子量為4×105～6×105，所述n與m的比值為1：1。

8、本發(fā)明提供的染色促進劑，是一種具有季銨鹽陽離子基團和環(huán)氧基團的聚合物，染色促進劑的季銨鹽陽離子基團與活性染料陰離子發(fā)生反應，同時環(huán)氧基團與纖維素纖維發(fā)生反應，染色原理如式ii所示。

9、

10、從而在染色過程中，在染料分子與纖維素纖維分子之間起到“橋梁作用”，使未固著染料和水解染料能繼續(xù)與纖維素纖維發(fā)生反應，從而提高染料的固色率、色牢度和利用率，減少無機鹽消耗。

11、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種染色促進劑的制備方法，以二甲基二烯丙基溴化銨和烯丙基縮水甘油醚作為反應單體，加入引發(fā)劑，進行自由基聚合反應，得到所述染色促進劑。

12、反應方程式如式iii所示：

13、

14、本發(fā)明的一種染色促進劑的具體制備方法，包括以下步驟：

15、a、將所述二甲基二烯丙基溴化銨充分溶于蒸餾水中得到第一溶液；

16、將所述烯丙基縮水甘油醚充分溶于乙醇中得到第二溶液；

17、b、將所述第一溶液加入四口燒瓶中，通入氮氣維持所述四口燒瓶處于氮氣正壓狀態(tài)；

18、c、向所述第一溶液中滴加所述第二溶液和引發(fā)劑得到反應溶液，進行自由基聚合反應，降至室溫，得到所述染色促進劑。

19、本發(fā)明中的四口燒瓶裝有溫度計、攪拌器和導氣管。

20、優(yōu)選的，步驟c中，所述反應溶液中二甲基二烯丙基溴化銨和烯丙基縮水甘油醚的總單體濃度為20～40％。

21、優(yōu)選的，步驟c中，所述引發(fā)劑的加入量為所述反應溶液的0.4～1.1％。

22、優(yōu)選的，步驟c中，所述反應溶液中的二甲基二烯丙基溴化銨與烯丙基縮水甘油醚的質(zhì)量比為2～5：1。

23、優(yōu)選的，步驟c中，所述自由基聚合反應的溫度為60～90℃，所述自由基聚合反應的時間為4～8h。

24、優(yōu)選的，步驟c中，所述引發(fā)劑選自過硫酸鈉或過硫酸銨。

25、優(yōu)選的，步驟c中，所述第二溶液和引發(fā)劑的滴加時間為1.5～2.5h。

26、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種染色促進劑在活性染料染色中的應用。

27、(三)有益效果

28、本發(fā)明提供了一種染色促進劑及其制備方法和應用。具備以下有益效果：

29、(1)本方案提供的一種染色促進劑，是一種同時具有季銨鹽陽離子基團和環(huán)氧基團的雙活性基聚合物，季銨鹽陽離子基團與活性染料陰離子發(fā)生反應，同時環(huán)氧基團與纖維素纖維發(fā)生反應，在染料分子與纖維素纖維分子之間起到“橋梁”作用，從而提高染料固色率、色牢度和利用率，減少無機鹽消耗。進而提升印染行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。

30、(2)本方案提供的一種染色促進劑，染色促進劑中的季銨鹽陽離子還可以與水解染料和未固著染料進行離子鍵結合，進一步的提升染料的利用率，減少染色過程中的無機鹽消耗。

31、(3)本方案提供的一種染色促進劑的制備方法，制備方法簡單，通過加入引發(fā)劑便可以實現(xiàn)二甲基二烯丙基溴化銨和烯丙基縮水甘油醚的聚合反應。

技術特征：

1.一種染色促進劑，其特征在于：所述染色促進劑的分子式如式i所示：

2.一種權利要求1所述的染色促進劑的制備方法，其特征在于：以二甲基二烯丙基溴化銨和烯丙基縮水甘油醚作為反應單體，加入引發(fā)劑，進行自由基聚合反應，得到所述染色促進劑。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種染色促進劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

4.根據(jù)權利要求3所述的一種染色促進劑的制備方法，其特征在于：步驟c中，所述反應溶液中二甲基二烯丙基溴化銨和烯丙基縮水甘油醚的總單體濃度為20～40％。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種染色促進劑的制備方法，其特征在于：步驟c中，所述引發(fā)劑的加入量為所述反應溶液的0.4～1.1％。

6.根據(jù)權利要求3所述的一種染色促進劑的制備方法，其特征在于：步驟c中，所述反應溶液中的二甲基二烯丙基溴化銨與烯丙基縮水甘油醚的質(zhì)量比為2～5：1。

7.根據(jù)權利要求3所述的一種染色促進劑的制備方法，其特征在于：步驟c中，所述自由基聚合反應的溫度為60～90℃，所述自由基聚合反應的時間為4～8h。

8.根據(jù)權利要求3所述的一種染色促進劑的制備方法，其特征在于：步驟c中，所述引發(fā)劑選自過硫酸鈉或過硫酸銨。

9.根據(jù)權利要求3所述的一種染色促進劑的制備方法，其特征在于：步驟c中，所述第二溶液和引發(fā)劑的滴加時間為1.5～2.5h。

10.一種權利要求1所述的染色促進劑或根據(jù)權利要求2至9任意一項所述的染色促進劑在活性染料染色中的應用。

技術總結
本發(fā)明提供一種染色促進劑及其制備方法和應用。所述染色促進劑的分子式如式I所示：其中，所述染色促進劑的分子量為4×10<supgt;5</supgt;～6×10<supgt;5</supgt;，所述n與m的比值為1：1。本發(fā)明提供的染色促進劑同時具有季銨鹽陽離子基團和環(huán)氧基團的雙活性基聚合物，季銨鹽陽離子基團與活性染料陰離子發(fā)生反應，同時環(huán)氧基團與纖維素纖維發(fā)生反應，在染料分子與纖維素纖維分子之間起到“橋梁”作用，從而提高染料利用率，減少無機鹽消耗。進而提升印染行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。

技術研發(fā)人員：白剛,劉艷春,楊一斕,宋佳棟,胡玲玲,方帥軍,張連陽,葉輝,林浩,畢小煜
受保護的技術使用者：紹興文理學院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30