一种DMDAAC-AM-HEA共聚物的无甲醛固色剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种DMDAAC-AM-HEA共聚物无甲醛固色剂及其制备方法。该无甲醛固色剂以质量份数计包括：包括：90～110份二甲基二丙烯基氯化铵、12～20份丙烯酰胺、6～10份丙烯酸羟乙酯、1.6～2.3份过硫酸盐、0.45～0.85份亚硫酸氢盐、0.10～0.18份重金属离子捕捉剂和余量的水。选用二甲基二丙烯基氯化铵为主单体，与水溶性的丙烯酰胺和丙烯酸羟乙酯发生溶液共聚而成带有阳离子的季胺盐聚合物，从而制得的固色剂环保安全，固色效果强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纺织助剂的
，尤其涉及一种DMDAAC-AM-HEA共聚物的无甲醛固色剂及其制备方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一方面提供一种DMDAAC-AM-HEA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-AM-HEA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、12～20份丙烯酰胺、6～10份丙烯酸羟乙酯、1.6～2.3份过硫酸盐、0.45～0.85份亚硫酸氢盐、0.10～0.18份重金属离子捕捉剂和余量的水。其中，以质量份数计包括：100份二甲基二丙烯基氯化铵、16份丙烯酰胺、8份丙烯酸羟乙酯、1.89份过硫酸盐、0.63份亚硫酸氢盐、0.14份重金属离子捕捉剂和余量的水。其中，所述水的质量份数为140～280份。其中，所述重金属离子捕捉剂为二硫代氨基聚乙烯醇的高聚物。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）、丙烯酰胺（AM）和丙烯酸羟乙酯（HEA）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。本专利技术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。丙烯酸羟乙酯含有的羟基可降低聚合溶液中的凝胶从而提高聚合溶液的稳定性。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专利技术目标的共聚物产物。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。选重金属离子捕捉剂作为螯合剂，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。本专利技术的重金属离子捕捉剂优选为重金属离子捕捉剂为二硫代氨基聚乙烯醇的高聚物，聚合度为500～2000。该重金属离子捕捉剂既可可参见中国专利CN101173019A公开的方法合成，又可直接购买该专利申请单位市售的金属离子捕捉剂MCPTM。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，自由基发生碰撞的机会增多，聚合反应过于剧烈而难以控制，使得溶液中凝胶过多而增大反应体系的粘度，粘度增大到一定程度时，便有产生爆聚现象。本专利技术另一方面提供一种DMDAAC-AM-HEA共聚物的无甲醛固色剂，该方法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。一种制备上述阳离子无甲醛固色剂的方法，包括以下步骤：（1）以质量份数计，将90～110份二甲基二丙烯基氯化铵、12～20份丙烯酰胺、6～10份丙烯酸羟乙酯溶解于水配成单体溶液，以及将1.6～2.3份过硫酸盐、0.45～0.85份亚硫酸氢盐溶解于水配成引发剂溶液；（2）向溶解0.10～0.18份重金属离子捕捉剂的溶液中加入部分所述单体溶液和部分所述引发剂溶液，在不断地搅拌条件下，升温使该溶液中聚合反应开始；（3）将剩余所述单体溶液和剩余所述引发剂溶液滴加至步骤（2）中发生聚合反应的溶液中，待滴加完毕后，降温终止聚合反应。其中，所述聚合反应的温度为70～80℃。其中，所述步骤（2）中加入5～20%单体溶液和5～10%引发剂溶液。其中，所述聚合反应开始30～60min后滴加剩余所述单体溶液和剩余所述引发剂溶液，所述滴加的时间为1～3h；所述滴加完毕后2～4h后终止聚合反应。其中，所述向溶解0.10～0.18份重金属离子捕捉剂的溶液中加入部分所述单体溶液和部分所述引发剂溶液具体为：向溶解0.10～0.18份重金属离子捕捉剂的溶液中加入部分所述单体溶液，然后调节pH值，待升温至65～70℃后一次性加入部分所述引发剂溶液。其中，所述pH值为6～7。以上制备方法的技术方案中，单体的加料方式为连续分阶段的方式，由于该加料方式可较好地使反应中的单体处于“饥饿”状态，因此可显著提高单体的转化率。聚合反应温度为70～80℃。随着反应温度升高，转化率不断提高，聚合物的特性粘度先上升而后降低。这是因为聚合反应温度的变化主要影响引发剂的分解速度，在低温时，随温度升高，引发剂分解速度逐渐加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DMDAAC‑AM‑HEA共聚物的无甲醛固色剂，其特征在于，以质量份数计包括：90～110份二甲基二丙烯基氯化铵、12～20份丙烯酰胺、6～10份丙烯酸羟乙酯、1.6～2.3份过硫酸盐、0.45～0.85份亚硫酸氢盐、0.10～0.18份重金属离子捕捉剂和余量的水。

【技术特征摘要】
1.一种DMDAAC-AM-HEA共聚物的无甲醛固色剂，其特征在于，以质
量份数计包括：90～110份二甲基二丙烯基氯化铵、12～20份丙烯酰胺、6～10
份丙烯酸羟乙酯、1.6～2.3份过硫酸盐、0.45～0.85份亚硫酸氢盐、0.10～0.18
份重金属离子捕捉剂和余量的水。
2.根据权利要求1所述的无甲醛固色剂，其特征在于，以质量份数计包括：
100份二甲基二丙烯基氯化铵、16份丙烯酰胺、8份丙烯酸羟乙酯、1.89份过
硫酸盐、0.63份亚硫酸氢盐、0.14份重金属离子捕捉剂和余量的水。
3.根据权利要求1所述的无甲醛固色剂，其特征在于，所述水的质量份数
为140～280份。
4.根据权利要求1所述的无甲醛固色剂，其特征在于，所述重金属离子捕
捉剂为二硫代氨基聚乙烯醇的高聚物。
5.一种制备权利要求1所述的无甲醛固色剂的方法，其特征在于，包括以
下步骤：
（1）以质量份数计，将90～110份二甲基二丙烯基氯化铵、12～20份丙
烯酰胺、6～10份丙烯酸羟乙酯溶解于水配成单体溶液，以及将1.6～2.3份过
硫酸盐、0.45～0.85份亚硫酸氢盐溶解于水配成引发剂溶液；
（2）向溶解0.10～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱关林，
申请(专利权)人：无锡荡口通和纺织机械厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32