[发明专利]一种DMDAAC-TAA-AA共聚物的无甲醛固色剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织助剂的技术领域，尤其涉及一种DMDAAC-TAA-AA共聚物的无甲醛固色剂及其制备方法。

背景技术

固色剂是一种提高染料在织物上颜色耐湿处理牢度所用的助剂，是直接染料、活性染料染纤维素纤维时不可缺少的染色后处理剂。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。

自20世纪70年代，德国率先推出“蓝色天使”计划后，世界上一些发达国家(例如日本、美国等国)相继通过并实施有关法律法规对纺织品的各种指标进行限制。绿色纺织品要求在印染加工中禁止使用致癌、致畸和生物降解性差和某些芳香胺中间体生产的染化料，同时也要求所使用的助剂不含重金属离子和不产生游离甲醛。绿色助剂例如无醛固色剂KS在环保意识日渐增强的时代横空出世。现有无甲醛固色剂大多采用环氧氯丙烷、双氰胺和二乙烯三胺为原料，通过缩合而成的高聚物。而环氧氯丙烷有剧毒，在制备过程中，易挥发的气体对人体危害很大，其在合成过程对生产要求极为严格。此外，这些固色剂的固色效果不理想，这些制约着无醛固色剂的工业化进程。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种DMDAAC-TAA-AA共聚物的无甲醛固色剂，该固色剂以水溶性单体通过溶液聚合得到季胺盐聚合物使制得的固色剂环保安全，固色效果强。

一种DMDAAC-TAA-AA共聚物的无甲醛固色剂，以质量份数计包括：90～110份二甲基二丙烯基氯化铵、20～30份三烯丙基胺、8～16份烯丙醇、2～2.6份过硫酸盐、0.95～1.35份亚硫酸氢盐、0.16～0.2份二硫代氨基甲酸盐和余量的水。

其中，以质量份数计包括：100份二甲基二丙烯基氯化铵、25份三烯丙基胺、12份烯丙醇、2.28份过硫酸盐、1.14份亚硫酸氢盐、0.18份二硫代氨基甲酸盐和余量的水。。

其中，所述水的质量份数为140～280份。

其中，所述二硫代氨基甲酸盐为N,N-二甲基二硫代氨基甲酸钠或钾。

以上无甲醛固色剂的技术方案中，复合选用二甲基二丙烯基氯化铵（DMDAAC）、三烯丙基胺（TAA）和烯丙醇（AA）为单体，三种单体均含有不饱和基团丙烯基，可发生的自由基聚合，既能得到共聚物，又能得到均聚物。本发明通过控制三单体的配比以共聚物的产物为主。二甲基二丙烯基氯化铵由于含有高密度的电荷，共聚时可使共聚物中引入阳离子而产生固色作用。二甲基二烯丙基氯化铵难以均聚成相对分子质量较大的聚合物，这可能是阳离子单体中含有比较活泼的烯丙基氢，使得活性中心易于发生链转移反应，同时产生的烯丙基自由基有较强的自阻聚作用。但是，它却能和反应活性高的三烯丙基胺和烯丙醇共聚。烯丙醇含有的羟基可降低聚合溶液中的凝胶现象。三烯丙基胺可提高共聚产物中含有由碳碳和碳氮构成的六元杂环的链段，而共聚产物中也有由碳碳和碳氮构成的五元杂环的链段，六元杂环较五元杂环要稳定。不仅如此，三烯丙基胺含有三个乙烯基能有效增加共聚的活性位点。值得说明的是，三单体的共聚物中主要以嵌段共聚物、无规共聚物为主，少量枝接共聚物和交替共聚物的产物，其中嵌段共聚物为本发明目标的共聚物产物。

选用过硫酸盐和亚硫酸氢盐为氧化/还原体系的引发剂。亚硫酸氢盐作为还原剂能减缓过硫酸盐释放出自由基，从而使链式反应更平稳。选择合适的引发剂用量。当引发剂用量较低时，反应体系中自由基数目较少，链增长速率较低，导致反应转化率较低和共聚产物的相对分子质量不高；随着引发剂用量的增大，引发自由基数目增多，链增长几率和速率都增大，共聚物分子质量也明显增大；但引发剂用量太多时，反应体系中自由基数目过多，反应速度加快，自由基之间的碰撞和链中止也加快，导致聚合物相对分子质量下降且分子质量分布变宽，聚合物性能下降。

选为二硫代氨基甲酸盐作为螯合剂，二硫代氨基甲酸盐含有的硫原子和氮原子由于其均具有独对电子而成为较强的路易斯碱，在水介质能与大多数的重金属离子螯合，具备极强的络合能力。本发明中的二硫代氨基甲酸盐可以有效捕捉溶液中的一些微量的铜离子和锌离子等重金属离子杂质，不仅可以避免这些重金属离子杂质对染料的染色造成的不利影响，更重要的是可以适当延长自由基存活时间，促进聚合反应的彻底进行，从而提高产物的整体粘度。

以水为溶剂。水为聚合反应提供场所，水的质量份数优选为140～280份。如果水的用量过多，会使得溶液中产生的自由基浓度过低，导致聚合反应的速率过小，单体的转化率过小。反之，水的用量过少，会使得自由基浓度过大，