一种纺织物染料固色剂及其制备方法与流程

本发明属于纯棉纺织品固色领域，具体涉及一种纺织物染料固色剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着经济增长和科技的发展，人们对衣物的要求越来越高，不仅要做到外观美观，更要安全耐用，同时还要选择安全的固色剂，使得衣物适应洗衣机、烘干机、特殊天气等多种场景，二甲基二烯丙基氯化铵是一种水溶性极强的含有两个不饱和键的季铵盐，其均聚物聚二甲基二烯丙基氯化铵属于树脂型的固色剂，聚合物中的阳离子基团可与染料的阴离子基团进行离子键结合形成色淀，提高染料与固色剂的结合力，加上其高效无毒，已成为近年来国内外开发的重点。

2、申请号为201110370967.5的中国发明专利公开了一种微交联型聚二甲基二烯丙基氯化铵改性固色剂及其合成方法，针对pdmdaac固色剂目前存在的不足或弱点，将交联性单体三烯丙基甲基氯化铵与单体二甲基二烯内基氯化铵共聚，并通过控制产物的结构特点及相对分子质量大小，获得了一种相对分子质量及结构均受控的微交联共聚改性pdmdaac固色剂及其合成方法。

3、申请号为20231139152的中国发明专利公开了混纺织物固色剂及其制备方法、混纺织物的染色和固色方法，通过采用成熟的dmdaac路线，引入含不饱和键的硅氧烷、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯用于改善织物手感，使织物柔顺性增加、提高固色牢度。

4、然而上述专利中的固色剂仅仅能够增强常规环境下的固色效果，在洗衣机摩擦、高温烘干、极端天气等情况下，效果并不明显，同时，细菌等微生物在潮湿环境中也极易生长，因此对于贴身衣物而言，抗菌需求以及对染料的固色需求仍然存在，否则长期使用可能存在健康隐患。

5、因此，目前亟待解决的技术问题是，如何提高染料较高温度时的固色能力，以及衣物的抗菌能力。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种纺织物染料固色剂及其制备方法，提高染料固色能力以及抗菌性能。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、本技术一方面提供了一种纺织物染料固色剂，以重量份数计，所述固色剂包括以下原料：22-30份纳米聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.3-0.8份醋酸、2-6份硫酸铵、0.2-1份氯化钠、0.03-0.07份亚甲基双萘磺酸钠和5-15份水。

4、固色剂在提高纺织物染料牢度方面存在较好的效果，因其步骤简单适用性广而受到大家的青睐，由于衣物的适用场景不断变化，洗衣机、烘干机等对衣物进行清洗的时候，可能存在高温、摩擦等情况，导致染料的牢固程度受到影响。本技术采用纳米聚二甲基二烯丙基氯化铵作为染料固色剂的主要成分不仅能够提高固色剂在染料的吸附作用，还能够提升抗菌效果，推测可能的原因是，聚二甲基二烯丙基氯化铵本身能够依靠正电荷吸附少量负电细菌，然而在高温等状态下，其在染料表面的吸附作用并不够强，因此其抑菌效果以及固色效果无法达到理想效果，而申请人通过胶束共聚合法合成的纳米聚二甲基二烯丙基氯化铵呈纳米结构，相比普通聚二甲基二烯丙基氯化铵具有更高的比表面积以及更高的正电荷密度，足以在高温以及摩擦状态下仍然保持较强的吸附作用，显著提升固色效果，同时对负电微生物的吸附性也相比使用市售聚二甲基二烯丙基氯化铵时有所提升，进一步提升了高温状态下的抑菌效果，使得纺织物使用范围更广。

5、在一些实施方式中，所述纺织物染料固色剂还包括0.8-1.2重量份改性二氧化硅。

6、二氧化硅在纺织物印染中能够带来增白、抗菌和防水的有益效果，具有丰富的应用前景，以往，通常直接在浆料中添加二氧化硅改变纺织物性能，申请人发现，将改性二氧化硅加入固色剂中也能产生较好的效果，能够提高纺织物染色剂的热稳定性从而提高高温状态的固色效果。

7、在一些实施方式中，所述纳米聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法具体如下：

8、i.将二甲胺乙醇溶液置于反应釜中，缓慢滴入烯丙基氯，20-30min后，加入氢氧化钠，回流反应4-8h，离心过滤，得到二甲基二烯丙基氯化铵滤液；

9、ii.将步骤i所得的二甲基二烯丙基氯化铵滤液在600-750r/min搅拌下进行预乳化，15-20min后升温至70-80℃，保持反应温度，然后将引发剂apph加入反应体系中，停止加热，在惰性气体保护下，于250-300r/min速度下搅拌反应1.5-2.5h，得到纳米聚二甲基二烯丙基氯化铵。

10、在一些实施方式中，所述二甲胺乙醇溶液中二甲胺和烯丙基氯的摩尔比为1：(1.1-1.3)。

11、申请人通过调控二甲胺和烯丙基氯比例，提高制备过程中二甲基二烯丙基氯化铵收率，节约纺织物染料固色剂原料整体成本。

12、在一些实施方式中，所述改性二氧化硅制备方法具体如下：

13、s1.将硅烷偶联剂kh550和二氧化硅加入无水乙醇中，搅拌，在40-50℃的温度下反应5-6h，反应结束后离心，洗涤，干燥，得到氨基修饰的二氧化硅；

14、s2.在n,n-二甲基甲酰胺中加入烯丙基丁二酸酐和缩合剂，常温搅拌70-100min，再加入催化活化剂和步骤s1制得的氨基修饰的二氧化硅，常温下反应25-26h，离心，洗涤2-3次，干燥，即得所述改性二氧化硅。

15、申请人通过对二氧化硅改性并将其加入纺织物固色剂中，在实现二氧化硅本身增白、抗菌和防水的效果的同时，一方面改性二氧化硅中的羧基能够和纺织物纤维形成氢键，使固色剂与织物结合更加紧密，提升湿摩擦牢度，从而显著提升纺织物的固色效果，另一方面，申请人还意外地发现了固色剂的固色持续时间得到了延长，推测可能的原因是改性二氧化硅结构中含有还原性较强的双键，其能够优先被氧化，从而防止固色剂被氧化，延长了固色持续时间，提高了固色剂牢度。

16、在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂kh550和二氧化硅的质量比为1：(20-30)。

17、优选地，硅烷偶联剂kh550和二氧化硅的质量比为1：25。

18、在一些实施方式中，所述烯丙基丁二酸酐和缩合剂的质量比为1：(1-4)。

19、在一些实施方式中，所述缩合剂为二环己基碳二亚胺。

20、在一些实施方式中，所述催化活化剂为4-吡咯烷基吡啶。

21、本技术另一方面提供了一种纺织物染料固色剂的制备方法，具体步骤如下：在水中依次加入纳米聚二甲基二烯丙基氯化铵、醋酸、硫酸铵、氯化钠、亚甲基双萘磺酸钠和改性二氧化硅，混合搅拌2-4h，均匀溶解过滤放料，控制ph为7.5-8，得到纺织物染料固色剂。

22、制备方法操作简单，过程容易控制，损耗较小，节省原料成本。

23、有益效果：

24、1.本发明的固色剂能够使染料在高温状态下仍具有较好的固色能力，进一步提升纺织物在特殊环境下的抗菌效果；

25、2.本发明的纳米聚二甲基二烯丙基氯化铵具有巨大的比表面积和电荷特征，能够显著增强吸附作用，使得固色剂在纤维上吸附更加紧密，提升吸附牢固程度，同时，由于阳离子聚合物抗菌的关键在于对负电微生物的有效吸附，因此吸附作用的增强也能明显提升抗菌作用；

26、3.本发明的改性二氧化硅具备优异的拉伸力学性能和热稳定性，能够避免染色剂在洗涤烘干时，由于染色剂受到拉扯变形或者由于温度过高而不稳定；同时羧基能够与棉织物纤维中含有的羟基形成氢键，同时体系中的醋酸也能够在一定程度上催化发生酯化反应，进一步使固色剂与织物结合更加紧密，提升湿摩擦牢度，同时改性二氧化硅中还原性较强的双键，其能够优先被氧化，从而防止固色剂被氧化，延长了固色持续时间，提高了固色剂牢度。