生物基酸性固色剂及制备方法与应用技术

本发明专利技术属于新材料技术领域，具体涉及生物基酸性固色剂及制备方法与应用。本发明专利技术提供的生物基酸性固色剂的制备方法，制备步骤如下：将离子液体与水混合，随后通入SO2气体，加入生物基腰果酚，反应得到生物基腰果酚磺酸；随后将水、催化剂、得到的生物基腰果酚磺酸与生物基醛反应，得到生物基酸性固色剂。本发明专利技术提供的离子液体催化合成生物基酸性固色剂的制备方法改变了传统双键加成磺化需要高温高压条件承诺实现的问题，简化了加成磺化条件，降低了设备投入和安全风险；且所得生物基酸性固色剂具有较好的固色性能。剂具有较好的固色性能。剂具有较好的固色性能。

【技术实现步骤摘要】
生物基酸性固色剂及制备方法与应用


[0001]本专利技术属于新材料
，具体涉及生物基酸性固色剂及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]化石原料（煤、石油、天然气）的使用，把地球亿万年固化的碳重新释放到大气中，累积形成温室效应。气候变化以及相应的温室气体减排需求意味着人类必须转变思路，而更完美的解决方案就是生物基产品替代化石原料。植物通过光合作用从空气中吸收二氧化碳，若我们在制造中使用这种来自植物或微生物质的碳，便能将二氧化碳从环境中去除，同时确保不干扰天然生物碳循环。石油不会完全被替代，但仅仅替代部分石油，我们便能极有效地减少碳足迹。生物基材料是我国战略性新兴产业，近些年，发展迅猛，关键技术不断突破，产品种类速增，产品经济性增强，正在成为产业投资的热点，显示出强劲的发展势头。我国也制定了相应的国家标准，GB/T 39514—2020《生物基材料定义、术语和标识》，标准的制定，将规范生物基材料的定义、术语和标识，是生物基材料标准体系的重要组成部分，将极大地推动生物基材料的发展。随着三大经济体政策上的推进，全球碳减排进程开始加速。个人和行业正在寻找减少其环境足迹的方法，未来几年对生物基化学品的需求将强劲增长。新材料行业内，生物基产品和加工助剂的份额不断增长。
[0003]目前，锦纶织物通常采用酸性染料进行染色，酸性染料具有色谱齐全、使用方便等优点，但由于酸性染料上带有水溶性基团，导致染色后的织物湿处理牢度比较差，为提高酸性染料染色后锦纶织物的湿处理牢度，往往需要对织物进行固色处理。
[0004]例如，中国专利申请CN 102850500 A公开了一种耐酸反应型锦纶固色剂，其采用如下方法制备：利用一种酚类物质与两种芳香族磺酸化合物在复合催化剂作用下与甲醛进行缩合反应：然后向前述的反应体系中加入环氧氯丙烷以及改性剂进行改性：最后，改性所得的多元共聚高分子芳香族磺酸甲醛缩合物用强酸或浓酸调节pH值至2.0~4.0，得耐酸反应型锦纶固色剂。中国专利申请CN 107841896 A公开了一种酸性染料固色剂的制备方法，包括以下步骤：用浓硫酸对一部分酚类物进行磺化，得到带有磺酸基的酚类物，将另一部分酚类物与甲醛在有机溶剂中和酸催化条件下进行缩合，得到预缩合物，将产物混合在一起进行缩聚反应，得到粘稠状固色剂。其明采用3步法合成酸性染料固色剂，通过部分酚类物先与浓硫酸进行磺化反应，产物再与另一部分为磺化的酚和甲醛在有机溶剂中进行缩合反应来控制最终产物的磺化度和水溶性，并以此来调节最终产物的固色效果。上述，酸性染料的固色剂主要是由苯酚甲醛聚合物的磺酸盐或双酚类磺酸盐的甲醛聚合物，因苯酚和双酚等都是有毒害化学品，近年来已有逐步禁用的趋势。同时，现有技术普遍使用基于石化原料生产酸性固色剂带来的碳排放问题，这使得绿色酸性固化剂的研发迫在眉睫，故而本专利技术提供了一种生物基酸性固色剂。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供生物基酸性固色剂及制
备方法与应用。本专利技术提供的离子液体催化合成生物基酸性固色剂的制备方法改变了传统双键加成磺化需要高温高压条件承诺实现的问题，避免使用有毒害化学品，简化了加成磺化条件，降低了设备投入和安全风险；且所得生物基酸性固色剂具有较好的固色性能。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种生物基酸性固色剂的制备方法，包括如下制备步骤：将离子液体与水混合，随后通入SO2气体，加入生物基腰果酚，反应得到生物基腰果酚磺酸；随后将水、催化剂、得到的生物基腰果酚磺酸与生物基醛反应，得到生物基酸性固色剂。
[0007]进一步地，所述生物基酸性固色剂的制备方法步骤如下：步骤1：合成生物基腰果酚磺酸：将离子液体与水混合，随后通入SO2气体，加入生物基腰果酚，搅拌，升温至60
‑
70℃，保温进行反应，降温至室温，得到生物基腰果酚磺酸；优选的，通过加入水及有机溶剂，搅拌、静置，放出下层离子液体水溶液，保留上层油层，脱除有机溶剂，对所得的生物基腰果酚磺酸进行萃取分离；这一步再加入水能让离子液体更好地溶解在水里，同时采用有机溶剂（如甲苯）对合成的生物基腰果酚磺酸进行萃取，能有效提高萃取效率。
[0008]步骤2：合成生物基酸性固色剂：将水与催化剂混合，搅拌溶解；再加入步骤1所得的生物基腰果酚磺酸，调节pH值，随后通入氮气置换氧气，升温至85
‑
100℃，滴加生物基醛，滴加完毕保温进行反应，再降温至室温，加入水调节含固量，得到生物基酸性固色剂；所述含固量优选为40%。
[0009]进一步地，所述步骤1中保温时间为1.5
‑
3小时；所述步骤2中保温时间为4
‑
8小时；所述步骤2中固含量为35
‑
45%。
[0010]进一步地，所述离子液体为三丁基乙基鏻2
‑
羟基吡啶、四甲基胍2
‑
羟基吡啶或三己基十四烷基鏻4
‑
氰基苯甲酸。
[0011]进一步地，其中，离子液体三丁基乙基鏻2
‑
羟基吡啶的合成方法如下：将无水乙醇与三丁基乙基溴化鏻[P
4442
][Br]混合，室温下搅拌溶解，得到三丁基乙基溴化鏻[P
4442
][Br]的乙醇溶液；然后将[P
4442
][Br]的乙醇溶液泵入乙醇强碱性阴离子树脂交换柱进行阴离子交换，得到[P
4442
][OH]的乙醇溶液；优选的，然后通过计量泵，控制流速为100
‑
120m
³
/分钟（流速太慢会影响生产效率，流速过快将使得吸附效率降低）将[P
4442
][Br]的乙醇溶液泵入乙醇强碱性阴离子树脂交换柱进行阴离子交换，将阴离子 Br
ꢀ‑
交换成OH
‑
，可得到[P
4442
][OH]的乙醇溶液；再把[P
4442
][OH]乙醇溶液与2
‑
羟基吡啶按摩尔比1：1混合，室温下搅拌反应；反应完成后，抽真空至
‑
75kpa，升温至55℃，脱除乙醇及反应产生的水，在55℃、
‑
75kpa真空度条件下，保持4小时，得到离子液体三丁基乙基鏻2
‑
羟基吡啶[P
4442
][2
‑
PyO]；离子液体三己基十四烷基鏻4
‑
氰基苯甲酸的合成方法如下：将无水乙醇与三己基十四烷基溴化鏻[P
66614
][Br]混合，室温下搅拌溶解，得到[P
66614
][Br]的乙醇溶液；然后将[P
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][Br]的乙醇溶液泵入乙醇强碱性阴离子树脂交换柱进行阴离子交换，得到[P
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][OH]的乙醇溶液；优选的，通过计量泵，控制流速100
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120m
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/分钟（流速太慢会影响生产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基酸性固色剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：步骤1：合成生物基腰果酚磺酸：将离子液体与水混合，随后通入SO2气体，加入生物基腰果酚，搅拌，升温至60
‑
70℃，保温进行反应，降温至室温，得到生物基腰果酚磺酸；步骤2：合成生物基酸性固色剂：将水与催化剂混合，搅拌溶解；再加入步骤1所得的生物基腰果酚磺酸，调节pH值，随后通入氮气置换氧气，升温至85
‑
100℃，滴加生物基醛，滴加完毕保温进行反应，再降温至室温，加入水调节固含量，得到生物基酸性固色剂。2.如权利要求1所述生物基酸性固色剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中保温时间为1.5
‑
3小时；所述步骤2中保温时间为4
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8小时；所述步骤2中固含量为35
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45%。3.如权利要求1所述生物基酸性固色剂的制备方法，其特征在于，所述离子液体为三丁基乙基鏻2
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羟基吡啶、四甲基胍2
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羟基吡啶或三己基十四烷基鏻4
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氰基苯甲酸。4.如权利要求3所述生物基酸性固色剂的制备方法，其特征在于，其中，离子液体三丁基乙基鏻2
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羟基吡啶的合成方法如下：将无水乙醇与三丁基乙基溴化鏻[P
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][Br]混合，室温下搅拌溶解，得到三丁基乙基溴化鏻[P
4442
][Br]的乙醇溶液；然后将[P
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][Br]的乙醇溶液泵入乙醇强碱性阴离子树脂交换柱进行阴离子交换，得到[P
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][OH]的乙醇溶液；再把[P
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][OH]乙醇溶液与2
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羟基吡啶按摩尔比1：1混合，室温下搅拌反应；反应完成后，抽真空至
‑
75kpa，升温至55℃，脱除乙醇及反应产生的水，在55℃、
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75kpa真空度条件下，保持4小时，得到离子液体三丁基乙基鏻2
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羟基吡啶[P
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][2
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PyO]；离子液体三己基十四烷基鏻4
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氰基苯甲酸的合成方法如下：将无水乙醇与三己基十四烷基溴化鏻[P
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][Br]混合，室温下搅拌溶解，得到[P
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][Br]的乙醇溶液；然后将[P
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【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，曾志尧，冷红军，李庆文，刘明辉，吴梓明，
申请(专利权)人：珠海华大浩宏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：