[发明专利]含3-氯-2-羟丙基反应性单元聚二甲基二烯丙基氯化铵改性固色剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应性聚季铵盐阳离子型固色剂及其合成方法，特别是一种含3-氯-2-羟丙基反应性单元聚二甲基二烯丙基氯化铵改性固色剂及其合成方法。

背景技术

棉纤维为当前人们生活中最受青睐的织物纤维之一，在服用性能方面具有良好的吸湿型、保暖性及柔软的手感，且清洁保健和可降解回收利用性能等优点,其主要结构组成为纤维素。为了满足人们对衣着棉织物不同颜色的需求，因而要对其进行染色，其染色染料主要有还原染料、直接染料、硫化染料及活性染料等，但染料与纤维间的作用力较弱及利用率不高等因素致使染料的染色牢度不够理想，需用固色剂进行固色。

聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）固色剂是一种阳离子聚合物，其固色机理是因其分子链单元结构与棉纤维纤维素结构的相似特点而可能具有较为紧密的分子间力作用，而致使其在棉纤维上应具有良好的固色性能，而被应用于棉纤维上各种染料的固色。同时由于其另一固色机理是通过结构中的季铵盐阳离子与染料结构中的阴离子以离子键相结合而形成色淀以达到固色目的。因此，其与染料分子间的离子键作用及与棉织物纤维间的范德华力作用在摩擦等外力的作用下容易受到破坏，其摩擦牢度尤其是湿摩擦牢度仍不够理想。

国内外研究者注意到上述情况，针对PDMDAAC固色剂的结构改性方面做了不同程度的研究，如在PDMDAAC结构中引入可以与染料或棉织物中羟基等基团发生反应形成共价键的反应性基团，从而以共价键的形式加强PDMDAAC与棉纤维或染料间的作用联系，则可以有效地提高其固色牢度；具体工作如下：

文献 1[Daniher F A, Aspland J R. Wet fast dyed cellulosic materials[P]. US 4 735 628, 1988-4-5]用二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）与N-羟甲基丙烯酰进行共聚，将所得的PDMDAAC共聚改性固色剂对棉织物上某种直接染料固色，结果表明，固色前后耐洗白布沾色牢度由2～3级大大提高至4～5级，这可能是因为此固色剂结构中不但含有与染料阴离子作用结合的阳离子，而且还含有可与棉织物中羟基发生共价交联的羟甲基结构，致其耐洗牢度有所提高。

文献 2[Collins G W, Burkinshaw S M, Gordon R. Dyeing of textiles [P]. US 2001/0054209 A1, 2001-12-27]将烯丙基胺与DMADAAC进行共聚，所得PDMDAAC共聚改性固色剂用于某种活性染料染色的棉织物固色时，结果表明，固色前后耐洗原样褪色牢度及白布沾色牢度均由3级提高至5级（最高级），因其中亲核性的氨基可与未上染活性染料中的活性氯发生有效共价作用，从而降低了未上染活性染料的水溶性，致其表现出突出的固色性能。

文献3[杨海涛，周向东，董娟等. AM-DMDAAC共聚固色剂的合成及应用[J]. 印染，2010,（5）：10-13, 23.]将丙烯酰胺与DMADAAC进行共聚，所得PDMDAAC共聚改性固色剂用于某种活性染料染色的棉织物固色时，结果表明，其湿摩擦牢度可达3级，干摩擦牢度可达4级, 皂洗白布沾色牢度可达4级。

虽然国内外文献中对PDMDAAC固色剂的结构改性方面均有一定的研究，但存在以下缺陷：

（1） 文献1中所涉及的PDMDAAC共聚改性固色剂的弱点是其中的N-羟甲基结构（来源于甲醛与胺的缩合物）在固色后的染整及长期的衣着过程中可能会分解并释放出对人体有害的甲醛，环保性安全性欠佳；此外，其固色性能方面仅涉及到耐洗白布沾色牢度，而并没有对目前比较关注的干摩擦及湿摩擦等牢度问题进行研究，致其目前应用性能的参考价值有限。

（2） 文献2其重点分别对相应PDMDAAC共聚改性固色剂在棉织物上染料固色时的耐洗原样褪色及白布沾色等牢度问题进行了较为系统研究，但没有对目前比较关注的干摩擦及湿摩擦等牢度问题进行研究，致其目前应用性能的参考价值有限。

（3） 文献3研究了一类PDMDAAC共聚改性固色剂的干摩擦及湿摩擦等牢度问题进行研究，但其湿摩擦牢度仅为3级；此外，其固色性能也没有与同类固色剂产品尤其是与未改性的PDMDAAC固色剂等进行横向比较，致使很难客观评价此产品应用性能上的优劣性。

（4） 文献1，2，3均研究了不同PDMDAAC共聚改性固色剂的合成，但并没有涉及到其结构控制及相对分子质量（特征粘度）控制等对其性能影响的关键性问题。

发明内容