專利名稱：微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固色劑及其合成方法，特別是一種微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑及其合成方法。
背景技術(shù)：
棉纖維作為一類纖維素結(jié)構(gòu)的織物纖維之一，因其自身在服用方面具有良好的吸濕型、保暖性及柔軟的手感，且清潔保健和可降解回收利用等優(yōu)點，而廣受人們青睞；同時， 生活中人們對衣著織物有著不同色彩的需要，由此要對織物進行染色。用于棉纖維染色的染料主要有還原染料、直接染料、硫化染料及活性染料等，但染料與纖維間的作用力較弱及利用率不高等因素致使染料的染色牢度不夠理想，需用固色劑進行固色。聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)固色劑作為一類較為理想的季銨鹽聚陽離子型無醛固色劑，由于其分子鏈單元結(jié)構(gòu)與棉纖維纖維素結(jié)構(gòu)的相似特點而可能具有較為緊密的分子間力作用，致其在棉纖維上應(yīng)具有良好的固色性能，可應(yīng)用于棉纖維上各種染料的固色。PDMDAAC固色機理是通過結(jié)構(gòu)中的季銨鹽陽離子與染料結(jié)構(gòu)中的陰離子以離子鍵相結(jié)合而形成色淀以達(dá)到固色目的，但因其與染料的離子鍵作用及與棉織物纖維間的范德華力作用在摩擦等外力的作用下容易受到破壞，致摩擦牢度尤其是濕摩擦牢度仍不夠理想。文獻(xiàn)1研究了一系列微交聯(lián)型陽離子型固色劑(其結(jié)構(gòu)為二烯丙基按鹽酸鹽與三烯丙基按鹽酸鹽的共聚物)的固色性能，研究表明，通過微交聯(lián)的方式將聚陽離子型固色劑的線性結(jié)構(gòu)變?yōu)轭惼矫娴木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，則可以擴大染料與固色劑間的作用范圍，從而有利于進一步提高其固色性能，但沒有涉及目前常用的聚季銨鹽陽離子型固色劑PDMDAAC的微交聯(lián)化改性問題，同時也沒有涉及到其結(jié)構(gòu)控制及相對分子質(zhì)量(特征粘度)控制等對其性能影響的關(guān)鍵性問題[Iwata M, Saka T, Ikeda T, and Kondo N. Production of di- and tri allylamine copolymer [P], JP 61 130 317，1986-06-18]；同時，文獻(xiàn) 2 也表明，作為樹脂型固色劑的其中之一，PDMDAAC固色劑的固色性能與其相對分子質(zhì)量(特征粘度)大小有著密切的關(guān)系，且特定特征粘度大小范圍內(nèi)(0.2Γ0. 47 dL/g)的PDMDAAC 固色劑可表現(xiàn)出較為突出的固色性能，但文中沒有涉及其微交聯(lián)結(jié)構(gòu)改性等問題[仇Y K, Zhang Y J. Molecular-weight-controlled Synthesis and dye-fixing properties of poly(dimethyldiallylammonium chloride) [J]· Journal of Vinyl and Additive Technology, 2010 16 (4):277 283]。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對PDMDAAC固色劑目前存在的這些不足或弱點，進一步設(shè)計將交聯(lián)性單體三烯丙基甲基氯化銨(TAMAC)與單體二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)共聚， 并通過控制產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點及相對分子質(zhì)量(特征粘度)大小，從而獲得了一種相對分子質(zhì)量及結(jié)構(gòu)均受控的微交聯(lián)共聚改性PDMDAAC固色劑及其合成方法，為印染工業(yè)領(lǐng)域提供一類使干摩擦牢度及濕摩擦牢度均得到提高的新型聚季銨鹽高技術(shù)新固色劑產(chǎn)品，其反應(yīng)方程式如式所示。
權(quán)利要求
1.一種微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑，其特征在于所述固色劑按以下步驟制備步驟1，取交聯(lián)性單體TAMAC和基準(zhǔn)單體DMDAAC加入到反應(yīng)器中并配成初始單體溶液；步驟2，向反應(yīng)器中充氮，將引發(fā)劑過硫酸銨APS配成稀溶液后加入到恒壓漏斗中； 步驟3，升溫，攪拌下均勻滴加引發(fā)劑過硫酸銨APS稀溶液，滴完后保持溫度繼續(xù)反應(yīng)；步驟4，升溫后并熟化，得到目標(biāo)產(chǎn)物微交聯(lián)PDMDAAC改性固色劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑，其特征在于步驟1中所述的TAMAC單體與DMDAAC單體的摩爾比為1/99飛/95，所述的初始單體溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；35%-50% ；所述的交聯(lián)性單體TAMAC通過如下方法制成以丙酮為溶劑，將摩爾比為1:1的甲基二烯丙基胺與氯丙烯于30°C反應(yīng)M h制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑，其特征在于步驟2中所述的引發(fā)劑過硫酸銨APS為總單體質(zhì)量的4%-11%，所述的引發(fā)劑過硫酸銨APS 稀溶液濃度為0. 1-0. 3g/ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑，其特征在于步驟3中所述的反應(yīng)溫度為60-70°C，所述的滴加時間為2-3 h，所述的反應(yīng)時間為3-4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑，其特征在于步驟4中所述的反應(yīng)溫度為75-85°C，所述的熟化時間> 池，所述的產(chǎn)物微交聯(lián)PDMDAAC 改性固色劑特征粘度值為0. 10-1. 00 dL/g，結(jié)構(gòu)中交聯(lián)性結(jié)構(gòu)單元TAMAC與基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)單元 DMDAAC的摩爾含量比為1/99 5/95。
6.一種微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑合成方法，其特征在于所述方法按以下步驟進行步驟a，取交聯(lián)性單體TAMAC和基準(zhǔn)單體DMDAAC加入到反應(yīng)器中并配成初始單體溶液；步驟b，向反應(yīng)器中充氮，將引發(fā)劑過硫酸銨APS配成稀溶液后加入到恒壓漏斗中； 步驟c，升溫，攪拌下均勻滴加引發(fā)劑過硫酸銨APS稀溶液，滴完后保持溫度繼續(xù)反應(yīng)；步驟d，升溫后并熟化，得到目標(biāo)產(chǎn)物微交聯(lián)PDMDAAC改性固色劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑合成方法，其特征在于步驟a中所述的TAMAC單體與DMDAAC單體的摩爾比為1/99飛/95，所述的初始單體溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%-50% ；所述的交聯(lián)性單體TAMAC通過如下方法制成以丙酮為溶劑，將摩爾比為1 1的甲基二烯丙基胺與氯丙烯于30°C反應(yīng)M h制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑合成方法，其特征在于步驟b中所述的引發(fā)劑過硫酸銨APS為總單體質(zhì)量的4%-11%，所述的引發(fā)< 劑過硫酸銨APS稀溶液濃度為0. 1-0. 3g/ml。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑合成方法，其特征在于步驟c中所述的反應(yīng)溫度為60-70°C，所述的滴加時間為2-3 h，所述的反應(yīng)時間為 3-4 h0
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑合成方法， 其特征在于步驟d中所述的反應(yīng)溫度為75-85°C，所述的熟化時間> 池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微交聯(lián)型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑及其合成方法,針對PDMDAAC固色劑目前存在的不足或弱點，將交聯(lián)性單體三烯丙基甲基氯化銨(TAMAC)與單體二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)共聚，并通過控制產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點及相對分子質(zhì)量(特征粘度)大小，從而獲得了一種相對分子質(zhì)量及結(jié)構(gòu)均受控的微交聯(lián)共聚改性PDMDAAC固色劑及其合成方法，為印染工業(yè)領(lǐng)域提供一類使干摩擦牢度及濕摩擦牢度均得到提高的新型聚季銨鹽高技術(shù)新固色劑產(chǎn)品，本發(fā)明固色劑產(chǎn)品具有以下特點特定的特征粘度值范圍(0.10-1.00dL/g)、良好的固色性能；其結(jié)構(gòu)中交聯(lián)性結(jié)構(gòu)單元TAMAC與基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)單元DMDAAC的摩爾含量比有效控制在1/99~5/95。
文檔編號C08F226/02GK102504103SQ20111037096
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者余義開, 張躍軍 申請人:南京理工大學(xué)