一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂及其应用制造技术

本发明专利技术属于氨纶染色的技术领域，公开了一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂及其应用。所述添加剂其结构式如式I：其中，R1、R2、R3、R4各自独立为烷基、烯烃基、芳基、环烷烃基；R5、R6各自独立为亚烷基、亚烯烃基、亚芳基、亚环烷烃基；n≥1且n为整数，m≤2n；r≥0且r为整数；A为阴离子基团。所述添加剂用于制备酸性染料易染的氨纶。本发明专利技术将添加剂用于氨纶中，不但保留了氨纶的各项优异性能，而且极大地提升了氨纶纤维的染色性能。它对酸性染料上染率为90％～96％，且色牢度为4～5级，染色效果突出。

An additive for increasing the dye uptake and color fastness of the acid dyestuff of spandex and its application

The invention belongs to the technical field of spandex dyeing, and discloses an additive and its application for increasing the dye uptake and color fastness of the acid dyestuff of the spandex. The additive in the structure as shown: R1, R2, I, R3 and R4 each independently alkyl, alkenyl, aryl, alkyl R5, naphthenic; R6 is independently alkylene, alkenyl, aryl, sub sub cycloalkane base n = 1; and N is an integer, m 2n; r = 0 and R is an integer; A is an anionic group. The additive is used to prepare the easy dyed ammonia fiber of acid dye. The invention applies the additive to the spandex, which not only preserves the excellent properties of the spandex, but also greatly improves the dyeing performance of the spandex fiber. The dye uptake of acid dyes is 90% to 96%, and the color fastness is 4~5, and the dyeing effect is outstanding.

【技术实现步骤摘要】
一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂及其应用
本专利技术属于氨纶染色的
，具体涉及一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂及其应用。
技术介绍
氨纶是合成纤维的一种，其具有优良的回弹性能及尺寸稳定性，广泛应用于纺织行业。但是，氨纶在染色方面仍存在一些问题，上染率低，色牢度差，和其它纤维混纺染整还会出现色差等现象，影响染色效果和质量，进而影响到氨纶的应用。氨纶分子链由软链段和硬链段组成。由氨纶的分子结构可知，普通氨纶不易染色的根本原因是氨纶分子硬链段刚度大，运动性差，同时缺少与染料分子结合的染座。氨纶色牢度差的主要原因是软链段自由度和自由体积较大，可以自由摆动，染浴中的染料分子很容易向软链段中扩散，使软链段上色。但软链段没有可与染料分子结合的染座，染料分子与软链段的结合力太弱，只能游离其中，染料分子也容易从软链段中向低浓度区扩散，使软链段脱色。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂(即助染单体)。本专利技术的添加剂改善了氨纶的染色性能，提高了氨纶对酸性染料的染色率和色牢度，很好的解决了氨纶染色的相关问题。本专利技术的另一目的在于提供上述添加剂的应用。所述添加剂用于制备易染色的氨纶。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，是一种含有一个或多个季铵基团的二醇化合物，其结构式如式I：其中，R1、R2、R3、R4各自独立为烷基、烯烃基、芳基、环烷烃基；R5、R6各自独立为亚烷基、亚烯烃基、亚芳基、亚环烷烃基；n≥1且n为整数，m≤2n；r≥0且r为整数；A为阴离子基团，优选为卤素或羧基基团。所述R5OH、R6OH各自独立优选为以下结构中一种：所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，其结构式优选为HOR5-[N(CH3)2CH2CH2N(CH3)2CH2CH2]n[A-]2nN(CH3)2CH2CH2N(CH3)2R6OH，R5、R6各自独立为亚烷基、亚烯烃基、亚芳基、亚环烷烃基；n≥1且n为整数；A为阴离子基团。所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，其结构式又优选为HOR5-[N(CH3)2(CH2)nN(CH3)2]R6OH[A-]2，R5、R6各自独立为亚烷基、亚烯烃基、亚芳基、亚环烷烃基；n≥1且n为整数；A为阴离子基团。所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂用于制备酸性染料易染的氨纶。所述酸性染料易染的氨纶的制备方法为共混溶液纺丝、共混熔融纺丝、共聚溶液纺丝或共聚熔融纺丝。所述共混溶液纺丝，是将含有助染单体的聚合物溶液与氨纶的纺丝原液混合然后进行纺丝，具体包括以下步骤：将含有助染单体的聚合物溶液与氨纶的纺丝原液按1:1～200(优选的1:30～200)的质量比混合均匀，经过计量泵压入管道后经喷丝板喷出原液细流，原液细流在热甬道中形成细丝状，最后细丝经过卷绕机绕制在卷筒上，制成酸性染料易染的氨纶。所述助染单体为上述的添加剂。所述含有助染单体的聚合物溶液按如下方法制备：(1)将助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇进行加热并搅拌混合均匀，冷却至室温，得到二元醇混合物；助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇的摩尔比为1:1～100，所述加热的温度为40℃～60℃；(2)将二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)进行混合，升温至70℃～85℃反应1～5h，得到预聚体；所述二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的摩尔比为1:1.01～2；(3)将预聚物与有机溶剂混合，得到质量浓度为5-85％的预聚体溶液；根据预聚体中脲胺基的含量，加入计算量的扩链剂，得到含助染单体的聚合物溶液。步骤(3)中所述有机溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)或N,N’-乙酰胺(DMAc)；所述的扩链剂为乙二胺、二乙基撑三胺、甲基戊二胺中的一种以上；步骤(1)中所述聚醚二醇或聚酯二醇为聚四亚甲基醚二醇、聚丁二醇或聚四氢呋喃中一种以上，优选的，分子量为1000～3000的聚四氢呋喃二醇，更优选分子量为1500～2000的聚四氢呋喃二醇。所述共混熔融纺丝，是将含有助染单体的聚合物与熔融纺丝的氨纶原料混合均匀，挤出熔融纺丝，具体包括以下步骤：将含有助染单体的聚合物与熔融纺丝的氨纶原料混合均匀，在单螺杆或双螺杆挤出机中加热熔融(160℃～250℃)挤出进入管道后经喷丝板喷出原液细流，原液细流经冷却形成细丝状，最后细丝经过卷绕机绕在卷筒上，制成酸性染料易染的氨纶。所述含有助染单体的聚合物切片与熔融纺丝的氨纶原料切片的质量比为1:1～200，优选1:30～200。所述含有助染单体的聚合物按如下方法制备：(S1)将助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇进行加热并搅拌混合均匀，冷却至室温，得到二元醇混合物；助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇的摩尔比为1:1～100，所述加热的温度为40℃～60℃；(S2)将二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)进行混合，升温至70℃～85℃反应1～5h，得到预聚体；所述二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的摩尔比为1:1.01～2；(S3)向预聚体中加入扩链剂，然后熔融造粒，切片，得到含有助染单体的聚合物切片。步骤S3中所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种以上，优选1,4-丁二醇；步骤S1中所述的聚醚二醇或聚酯二醇为聚四亚甲基醚二醇、聚丁二醇或聚四氢呋喃中一种以上；优选分子量为1000～3000的聚四氢呋喃二醇，更优选分子量为1500～2000的聚四氢呋喃。所述共聚溶液纺丝，是将助染单体、聚醚二醇或聚酯二醇以及4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯反应的预聚物与有机溶剂混合，通过扩链剂的扩链，所得产物为纺丝原液，将纺丝原液进行纺丝，具体包括以下步骤：(P1)将助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇进行加热并搅拌混合均匀，冷却至室温，得到二元醇混合物；助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇的摩尔比为1:2～100，所述加热的温度为40℃～60℃；(P2)将二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)进行混合，升温至70℃～85℃反应1～5h，得到预聚体；所述二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的摩尔比为1:1.1～2；(P3)将预聚体与有机溶剂混合，得到质量浓度为20-55％的预聚体溶液；根据预聚体中脲胺基的含量，加入计算量的扩链剂，得到含助染单体的纺丝原液；(P4)将含助染单体的纺丝原液，经过计量泵被压入管道后经喷丝板喷出原液细流，原液细流在热甬道中形成细丝状，最后细丝经过卷绕机绕在卷筒上，制成酸性染料易染的氨纶。步骤P3中所述有机溶剂为DMF或DMAc；所述扩链剂为乙二胺、二乙基撑三胺、甲基戊二胺中的一种以上；步骤P1中所述的聚醚二醇或聚酯二醇为聚四亚甲基醚二醇、聚丁二醇或聚四氢呋喃中一种以上；优选分子量为1000～3000的聚四氢呋喃二醇，更优选分子量为1500～2000的聚四氢呋喃。所述共聚熔融纺丝，是将助染单体、聚醚二醇或聚酯二醇以及4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯反应，通过扩链剂的扩链，熔融纺丝，具体包括以下步骤：(T1)将助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇进行加热并搅拌混合均匀，冷却至室温，得到二元醇混合物；助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇的摩尔比为1:2～100，所述加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，其特征在于：其结构式为式I：

【技术特征摘要】
1.一种增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，其特征在于：其结构式为式I：其中，R1、R2、R3、R4各自独立为烷基、烯烃基、芳基、环烷烃基；R5、R6各自独立为亚烷基、亚烯烃基、亚芳基、亚环烷烃基；n≥1且n为整数，m≤2n；r≥0且r为整数；A为阴离子基团。2.根据权利要求1所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，其特征在于：R1、R2、R3、R4各自独立为烷基；A为卤素或羧基基团。3.根据权利要求1所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，其特征在于：其结构式为HOR5-[N(CH3)2CH2CH2N(CH3)2CH2CH2]n[A-]2nN(CH3)2CH2CH2N(CH3)2R6OH，R5、R6各自独立为亚烷基、亚烯烃基、亚芳基、亚环烷烃基；n≥1且n为整数；A为阴离子基团。4.根据权利要求1所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂，其特征在于：其结构式为HOR5-[N(CH3)2(CH2)nN(CH3)2]R6OH[A-]2，R5、R6各自独立为亚烷基、亚烯烃基、亚芳基、亚环烷烃基；n≥1且n为整数；A为阴离子基团。5.根据权利要求1～4任一项所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂的应用，其特征在于：所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂用于制备酸性染料易染的氨纶。6.根据权利要求5所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂的应用，其特征在于：所述酸性染料易染的氨纶的制备方法为共混溶液纺丝、共混熔融纺丝、共聚溶液纺丝或共聚熔融纺丝。7.根据权利要求6所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂的应用，其特征在于：所述共混溶液纺丝，是将含有助染单体的聚合物溶液与氨纶的纺丝原液混合然后进行纺丝；共混熔融纺丝是将含有助染单体的聚合物与熔融纺丝的氨纶原料混合均匀，挤出熔融纺丝；所述助染单体为权利要求1～4任一项所述的添加剂。8.根据权利要求7所述增加氨纶酸性染料上染率和色牢度的添加剂的应用，其特征在于：所述含有助染单体的聚合物溶液按如下方法制备：(1)将助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇进行加热并搅拌混合均匀，冷却至室温，得到二元醇混合物；助染单体与聚醚二醇或聚酯二醇的摩尔比为1:1～100，所述加热的温度为40℃～60℃；(2)将二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯进行混合，升温至70℃～85℃反应1～5h，得到预聚体；所述二元醇混合物与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1:1.01～2；(3)将预聚物与有机溶剂混合，得到质量浓度为5-85％的预聚体溶液；根据预聚体中脲胺基的含量，加入计算量的扩链剂，得到含助染单体的聚合物溶液；步骤(3)中所述有机溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺或N,N’-乙酰胺；所述扩链剂为乙二胺、二乙基撑三胺、甲基戊二胺中的一种以上；步骤(1)中所述聚醚二醇或聚酯二醇为聚四亚甲基醚二醇、聚丁二醇或聚四氢呋喃中一种以上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：游革新，汪文超，刘鑫森，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44