阅读说明：本技术 一种酸性固色剂及其制备方法 (Acidic color fixing agent and preparation method thereof ) 是由 苏宇 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于染料固色剂领域,具体涉及一种酸性固色剂及其制备方法。包括以下组分：聚乙烯亚胺,改性聚丙烯酸、柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠；制备方法简单,该固色剂具有较好的固色效果,不含有甲醛等有害物质,且具有较好的pH值控制效果。(The invention belongs to the field of dye fixing agents, and particularly relates to an acidic fixing agent and a preparation method thereof. Comprises the following components: polyethyleneimine, modified polyacrylic acid, sodium citrate, sodium salicylate, sodium laureth sulfate, sodium stearate and sodium phenolsulfonate; the color fixing agent has a good color fixing effect, does not contain harmful substances such as formaldehyde and the like, and has a good pH value control effect.)

一种酸性固色剂及其制备方法

技术领域

本发明属于酸性染料固色剂领域，具体涉及一种酸性固色剂及其制备方法。

背景技术

染料是纺织行业中最重要的原料之一，纺织物的染色和印花都离不开染料，染色牢度是衡量染色成品的重要质量指标之一，容易褪色的染色牢度低，不易褪色的染色牢度高。染色牢度在很大程度上取决于其化学结构。此外，染料在纤维上的物理状态、分散程度、染料与纤维的结合情况、染色方法和工艺条件等也有很大影响。近年来，随着科学技术的发展，染整技术也得到了显著的提高，由于国际纺织贸易的扩大及人们生活水平、环保意识的提高，要求纺织品舒适、清洁、安全。

酸性固色剂是印染行业中的重要助剂之一，它可以提高染料在织物上颜色耐湿处理牢度所用的助剂。在织物上可与染料形成不溶性有色物而提高了颜色的洗涤、汗渍牢度，有时还可提高其日晒牢度。

目前现有的酸性固色剂主要存在的问题有：一方面很多织物使用的固色剂，对染色后织物的固色效果较多均不理想，且固色效果不持久。其次，酸性固色剂合成原料及合成过程中可能会含有甲醛等有害物质，使用中也可能有甲醛产生，且生产流程较长，工艺条件不太容易控制，处理后的蚕丝织物不具有良好的固色效果，水洗容易掉色，而且对手感影响也较大。此外，常规酸性固色剂在经固色处理后，织物布面pH值会出现过低的情况。固色效果差，固色色变大，且对硬度离子耐受性差的情况。目前国内外绝大部分客户对不同品种面料(织物)提出了pH值控制范围，且大多数要求控制在4.5-7.5之间。

中国专利申请CN 104513349 A公开了一种酸性固色剂及其制备方法，该固色剂是以双酚S、苯酚磺酸钠、甲醛和催化剂为原料进行缩聚反应得到的缩合物。具有一定的固色效果，但其pH值不易控制，同时含有甲醛，不利于其应用。

中国专利申请CN 103497286 A公开了一种环保型酸性染料固色剂的制备方法，该固色剂是通过二甲胺水溶液与环氧氯丙烷溶液、丙烯酸丁酯混合后，添加过硫酸钾溶液在一定条件下反应制备得到，该虽然环保型酸性染料固色剂，固色效果有待提高，同时，会造成纤维手感发硬，染色织物的色泽鲜艳度下降，会发生色光变化。另外，其在应用过程中需要添加醋酸等酸性物进行调酸，不利于其方面的应用。

由此可知，现有技术中的固色剂亟需解决的技术问题主要为着固色效果不理想、成分有毒有害不利于在衣物染料中使用，以及pH值不易控制等问题。因此，固色剂的改进及新型固色剂的研发仍任重而道远。

发明内容

为克服以上技术问题，本发明提供了一种酸性固色剂，该固色剂具有较好的固色效果，不含有甲醛等有害物质，且具有较好的pH值控制效果，制备方法简单。

为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：

一种酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺，改性聚丙烯酸、柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠。

优选地，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺10-20份，改性聚丙烯酸60-90份、柠檬酸钠10-20份、水杨酸钠5-15份、月桂醇聚醚硫酸酯钠1-5份、硬脂酸钠1-10份、苯酚磺酸钠1-6份。

优选地，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺15-18份，改性聚丙烯酸70-80份、柠檬酸钠15-20份、水杨酸钠5-10份、月桂醇聚醚硫酸酯钠1-3份、硬脂酸钠3-9份、苯酚磺酸钠2-5份。

优选地，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料包括：甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠、亚硫酸氢钠、过硫酸铵、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、分散剂、硫酸铵、水。

优选地，按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料包括：甲基丙烯酸10-30份、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠1-5份、亚硫酸氢钠0.05-0.1份、过硫酸铵0.05-0.1份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.01-0.02份、分散剂5-10份、硫酸铵30-40份、水80-90份。

优选地，所述分散剂的制备原料包括：甲基丙烯酸、水和偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐。

优选地，按重量份数计，所述分散剂的制备原料包括：甲基丙烯酸5-10份、水90-95份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.02-0.05份。

优选地，所述分散剂的制备方法为：将甲基丙烯酸溶于40-60℃的水中，加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应，制得聚甲基丙烯酸，即为分散剂。

本发明的另一目的在于提供所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠溶于水中，加入过硫酸铵、分散剂、通氮气，加入亚硫酸氢钠，反应，升温，再加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应，制得改性聚丙烯酸的分散体系；

(2)将柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于水中，溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)将水溶液与分散体系混合，搅拌，超声，即得所述酸性固色剂。

优选地，步骤(3)中，分散体系的总量是根据步骤(1)改性聚丙烯酸的分散体系中改性聚丙烯的固含量计算所得，使步骤(3)中，水溶液与分散体系混合后的体系中，所述改性聚丙烯的质量为配方量。

优选地，步骤(1)中，所述加入亚硫酸氢钠后反应的温度在5-25℃，优选为10℃；

优选地，步骤(1)中，所述加入亚硫酸氢钠后反应的时间为1-2h；

优选地，步骤(1)中，所述升温为将体系温度升温至40-60℃；

优选地，步骤(1)中，所述加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应的反应时间为2-4h；

优选地，步骤(2)中，所述月桂醇聚醚硫酸酯钠与硬脂酸钠质量比为1:2-3；

优选地，步骤(2)中，所述水的质量为柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠与硬脂酸钠、苯酚磺酸钠总质量的5-10倍；

优选地，步骤(2)中，所述溶解在50-70℃下进行；

优选地，步骤(3)中，所述搅拌在转速为1000-2000rpm，温度为50-70℃下进行；

优选地，步骤(3)中，所述超声的频率为80-100KHZ，功率为400-600W，进行20-40min。

与现有技术比，本发明的技术优势在于：

(1)本发明提供的酸性固色剂具有良好的工作液pH值控制能力，无需调酸，且使处理后织物布面pH值保持在适当范围；同时具有较好的固色效果，可以显著提高耐水洗牢度、耐汗渍牢度、耐海水等各项牢度；

(2)处理后织物色变影响极小，基本不影响织物原色泽；对织物手感影响小，特别是定型/压模对其处理后织物手感影响很小；

(3)本发明提供的酸性固色剂使用方法操作简单，不存在调酸导致的固色斑风险；

(4)产品为液体状态，可直接使用，不会产生如粉状固色剂由于化料不匀而产生固色斑的问题；

(5)体系中存在的柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠与硬脂酸钠协同作用，对体系pH值的调控具有较好的作用，还可以使得固色剂体系具有较好的性能及存储稳定性；

(6)本发明通过对聚丙酸改性后再与聚乙烯亚胺协同作用，可在纤维表面形成网状结构的膜，将染料包覆其中，减少其溶解、脱落，在纤维表面形成的薄膜柔软平滑，减小了表面的摩擦系数，提高摩擦牢度；

(7)另一方面，改性后的聚丙烯酸与染料阴离子基之问通过依靠静电斥力的作用，促使染料分子向纤维内部扩散：抑制了纤维内部解吸的染料向纤维外部扩散，防止染料再溶出的孔隙，阻止染料与纤维之间离子键的破坏，将染料牢固附着在纤维上，提高纤维中的染料在外界条件的作用下，保持原来状态的能力。

具体实施方式

实施例1

本实施例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺15份，改性聚丙烯酸70份、柠檬酸钠15份、水杨酸钠10份、月桂醇聚醚硫酸酯钠3份、硬脂酸钠9份、苯酚磺酸钠5份。

本实施例中按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料包括：甲基丙烯酸20份、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠3份、亚硫酸氢钠0.07份、过硫酸铵0.08份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.015份、分散剂6份、硫酸铵35份、水85份。

分散剂的制备：

选取原料：按重量份数计，所述分散剂的制备原料包括：甲基丙烯酸6份、水94份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.03份。

所述分散剂的制备方法为：将甲基丙烯酸溶于50℃的水中，加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应，制得聚甲基丙烯酸，即为分散剂。

本实施例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠溶于水中，加入过硫酸铵、分散剂、通氮气，加入亚硫酸氢钠，控制反应温度为10℃，反应1h，升温至50℃，再加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应4h，制得改性聚丙烯酸的分散体系；

(2)将柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于8倍质量的水中，在60℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)将水溶液与分散体系混合，1500rpm、60℃下进行搅拌，80KHZ，功率400W下，进行超声30min，即得所述酸性固色剂。

实施例2

本实施例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺10份，改性聚丙烯酸60份、柠檬酸钠10份、水杨酸钠5份、月桂醇聚醚硫酸酯钠1份、硬脂酸钠2份、苯酚磺酸钠1份。

本实施例中按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料包括：甲基丙烯酸10份、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠1份、亚硫酸氢钠0.1份、过硫酸铵0.1份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.01份、分散剂5份、硫酸铵30份、水80份。

分散剂的制备：

选取原料：按重量份数计，所述分散剂的制备原料包括：甲基丙烯酸5份、水95份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.02份。

所述分散剂的制备方法为：将甲基丙烯酸溶于60℃的水中，加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应，制得聚甲基丙烯酸，即为分散剂。

本实施例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠溶于水中，加入过硫酸铵、分散剂、通氮气，加入亚硫酸氢钠，控制反应温度为5℃，反应1h，升温至40℃，再加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应4h，制得改性聚丙烯酸的分散体系；

(2)将柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于5倍质量的水中，在50℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)将水溶液与分散体系混合，1000rpm、50℃下进行搅拌，80KHZ，功率400W下，进行超声20min，即得所述酸性固色剂。

实施例3

本实施例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺20份，改性聚丙烯酸90份、柠檬酸钠20份、水杨酸钠15份、月桂醇聚醚硫酸酯钠5份、硬脂酸钠10份、苯酚磺酸钠6份。

本实施例中按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料包括：甲基丙烯酸30份、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠5份、亚硫酸氢钠0.05份、过硫酸铵0.05份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.02份、分散剂10份、硫酸铵40份、水90份。

分散剂的制备：

选取原料：按重量份数计，所述分散剂的制备原料包括：甲基丙烯酸10份、水90份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.05份。

所述分散剂的制备方法为：将甲基丙烯酸溶于40℃的水中，加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应，制得聚甲基丙烯酸，即为分散剂。

本实施例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠溶于水中，加入过硫酸铵、分散剂、通氮气，加入亚硫酸氢钠，控制反应温度为25℃，反应1h，升温至60℃，再加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应2h，制得改性聚丙烯酸的分散体系；

(2)将柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于5-10倍质量的水中，在70℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)将水溶液与分散体系混合，2000rpm、70℃下进行搅拌，100KHZ，功率600W下，进行超声40min，即得所述酸性固色剂。

实施例4

本实施例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺18份，改性聚丙烯酸80份、柠檬酸钠20份、水杨酸钠5份、月桂醇聚醚硫酸酯钠1份、硬脂酸钠3份、苯酚磺酸钠2份。

本实施例中按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料包括：甲基丙烯酸10份、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠5份、亚硫酸氢钠0.1份、过硫酸铵0.1份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.01份、分散剂5份、硫酸铵40份、水90份。

分散剂的制备：

选取原料：按重量份数计，所述分散剂的制备原料包括：甲基丙烯酸10份、水90份、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.02份。

所述分散剂的制备方法为：将甲基丙烯酸溶于60℃的水中，加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应，制得聚甲基丙烯酸，即为分散剂。

本实施例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠溶于水中，加入过硫酸铵、分散剂、通氮气，加入亚硫酸氢钠，控制反应温度为5℃，反应2h，升温至40℃，再加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应4h，制得改性聚丙烯酸的分散体系；

(2)将柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于5倍质量的水中，在50℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)将水溶液与分散体系混合，2000rpm、70℃下进行搅拌，100KHZ，功率400W下，进行超声40min，即得所述酸性固色剂。

对比例1

与实施例1相比，区别在于仅聚丙烯酸是市售聚丙烯酸(常州源泉红光化工有限公司)；

本实施例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺15份，聚丙烯酸70份、柠檬酸钠15份、水杨酸钠10份、月桂醇聚醚硫酸酯钠3份、硬脂酸钠9份、苯酚磺酸钠5份。

本实施例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取聚丙烯酸溶于水，制得聚丙烯酸的分散体系；

(2)将柠檬酸钠、水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于8倍质量的水中，在60℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)将水溶液与分散体系混合，1500rpm、60℃下进行搅拌，80KHZ，功率400W下，进行超声30min，即得所述酸性固色剂。

对比例2

与实施例1相比，区别仅在于不含有月桂醇聚醚硫酸酯钠。

本例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺15份，改性聚丙烯酸70份、柠檬酸钠15份、水杨酸钠10份、硬脂酸钠9份、苯酚磺酸钠5份。

本实施例中按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料同实施例1。

分散剂的制备同实施例1：

本例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)同实施例1；

(2)将柠檬酸钠、水杨酸钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于8倍质量的水中，在60℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)同实施例1。

对比例3

与实施例1相比，区别仅在于不含有柠檬酸钠。

本例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺15份，改性聚丙烯酸70份、水杨酸钠10份、月桂醇聚醚硫酸酯钠3份、硬脂酸钠9份、苯酚磺酸钠5份。

本例中按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料同实施例1。

分散剂的制备同实施例1：

本例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠溶于水中，加入过硫酸铵、分散剂、通氮气，加入亚硫酸氢钠，控制反应温度为10℃，反应1h，升温至50℃，再加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐反应4h，制得改性聚丙烯酸的分散体系；

(2)将水杨酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于8倍质量的水中，在60℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)将水溶液与分散体系混合，1500rpm、60℃下进行搅拌，80KHZ，功率400W下，进行超声30min，即得所述酸性固色剂。

对比例4

与实施例1相比，区别仅在于同时不含有月桂醇聚醚硫酸酯钠和柠檬酸钠。

本例中酸性固色剂，按重量份数计，所述酸性固色剂，包括以下组分：聚乙烯亚胺15份，改性聚丙烯酸70份、水杨酸钠10份、硬脂酸钠9份、苯酚磺酸钠5份。

本实施例中按重量份数计，所述改性聚丙烯酰胺的制备原料同实施例1。

分散剂的制备同实施例1：

本例中所述酸性固色剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)同实施例1；

(2)将水杨酸钠、硬脂酸钠、苯酚磺酸钠置于8倍质量的水中，在60℃下溶解，搅拌下加入聚乙烯亚胺；制得水溶液；

(3)同实施例1。

效果例

1.色牢度试验

试验方法：在黑色超细锦/氨上，分别使用不同固色剂中使用3％(o.w.f)，在80℃下的条件下进行浸渍处理20min。处理后织物经过冷水洗、105℃烘干后，分别测试各个织物的色变情况、水洗牢度(AATCC-61-2A)以及布面pH值(GB/T-7573-1987)。

配方：固色剂3％；织物：黑色超细锦/氨布；工艺：80℃×20min，其中，标准样为未固色处理的织物。

表1不同颜色锦/氨织物经固色后织物色变、水洗牢度情况及布面pH值情况

由此可看出：本发明制备的酸性固色剂的固色效果较好，且处理后织物无色变，同时不存在pH值偏低风险。

2.手感试验

对实施例1-4和对比例1-4制备的酸性固色剂对不同布料的固色后，随机选取10名消费者，对不同织物经不同固色剂固色后进行评分，100分为最好(手感未***作标准)，0分为最差(最硬)。取平均值得评分结果，见表2。

表2不同织物经不同固色剂固色后对手感影响评分如下：

从上表可看出：本发明制备的酸性固色剂对固色后织物手感影响较小，且制备原料对其性能由较大的影响。

3.实施例1-4和对比例1-4制备的固色剂的硬度离子耐受性情况：

试验方法：使用染色残液(酸性染料1％(o.w.f))的工作液，配置不同酸性固色剂＝2％(o.w.f)+400、600ppm硬度的固色工作液，加入同等重量的白色锦氨布，在染样机中80℃下处理20min。处理后织物经过冷水洗、105℃烘干后，看处理后织物的布面固色斑情况。

配方：固色剂2％，染料用量1％；织物：白色锦氨布；工艺：80℃×20min

表3固色剂的硬度离子耐受性情况

试验组	400ppm固色斑数量	600ppm固色斑数量
			标准样	无固色斑	微量固色斑
实施例1	无固色斑	微量固色斑
			实施例2	无固色斑	微量固色斑
实施例3	无固色斑	微量固色斑
			实施例4	无固色斑	微量固色斑
对比例1	少量固色斑	大量固色斑
			对比例2	少量固色斑	大量固色斑
对比例3	少量固色斑	大量固色斑
			对比例4	大量固色斑	大量固色斑

从上表可看出：本发明制备的酸性固色剂对硬度离子导致的固色斑有很好的屏蔽效果。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。