[发明专利]一类棉织物无盐染色用双阳离子活性染料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于染料化工与纺织印染领域，涉及关一种染色时无须无机盐(电解质)加入的活性染料(即 无盐活性染料)及其制备方法。

技术背景

随着人口膨胀和工业发展，水资源日益紧张。节约水和其他物质资源，减少废弃物和环境有害物的排 放是实行节能减排，发展低碳经济的重大举措之一。印染行业属于一种高耗能高污染的行业。据国家环保 总局统计，2007年我国纺织印染行业的废水排放总量为23亿吨，2008年为24.5亿吨，连续两年位于全国 制造业废水排放总量的第三位。因此，做好印染行业的节能减排，清洁生产和水资源的循环利用是当前印 染行业的当务之急。

棉织物因其手感柔软，对皮肤无刺激，且吸湿透气，保温性好，穿着舒适，而广受人们喜爱，一直是 世界纺织纤维中产量最大的纤维。

常用的染棉织物的染料有直接染料、硫化染料、还原染料和活性染料。但直接和硫化染料耐洗牢度较 差，还原染料价格昂贵且同硫化染料一样对纤维有光敏脆损作用，故活性染料成为纤维素纤维染色和印花 的一类十分重要的染料。活性染料不但有优良的湿牢度和匀染性能，而且色泽鲜艳，使用方便，色谱齐全 和成本低廉。活性染料最突出的问题是竭染率和固色率低，染色废水排放色度大。

活性染料也称为反应性染料，它的分子结构主要有三部分组成：一是发色基团，也可称为染料母体； 二是活性基，及能与纤维发生化学反应形成共价键的活性基团；三是使染料母体与活性基相连的连接基。 可以用以下通式表示：

W-D-B-Re

式中：W为水溶性基团；D为染料母体(发色基团)；B为连接基(桥基)；Re为活性基(反应性基团)。

活性染料染色时，染料首先向纤维表面转移并发生吸附，形成内外浓度梯度，随后通过染料在纤维无 定形区的扩散，把吸附过程推向纤维内部而把纤维染透，最后在纤维上发生固着反应而完成上染。由于染 料(Na_zD)在染液中离解为Na⁺离子和D_z^-色素离子，而纤维素在中性或弱碱性染浴中带有负电荷，故染 料阴离子在向纤维界面转移和吸附时并不是那么容易进行的。首先它要受到纤维所带负电荷的斥力影响。 只有那些由于分子碰撞，在瞬间里具有更高的动能足以克服这些斥力的染料阴离子才能进入纤维素分子一 定距离以内，这时候范德华力对染料阴离子和纤维素分子的作用超过库仑斥力，染料阴离子才能发生吸附。 因此，纤维素染色过程中常加入元明粉或氯化钠等电解质，以增加染液中钠离子浓度以屏蔽纤维所带负电 荷作用，减少染料阴离子接近纤维表面时所受斥力。同时，电解质的加入不仅可以增加染液中染料活度， 提高平衡上染百分率，还减少了染液本体和纤维界面附近的钠离子浓度差，降低染色时的能阻。

根据染料结构、颜色不同，活性染料染色时用盐量一般在30-150g/L。大量无机盐的加入，导致印染废 水可生化处理性变差，而且高含盐量的印染废水改变了湖泊水质，导致湖泊周围土质盐碱化，破坏了生态 环境，对水质和土壤的负面影响极大。

目前国内外对棉织物无盐染色的研究主要集中在三个方面：一是棉织物的改性；二是采用交联剂；三 是染料结构改造。

专利CN200710020794.8介绍了一种采用一种超支化活性染料无盐染色助剂对棉织物进行预处理，然后 再来对棉织物进行活性染料的无盐染色工艺。但是此方法有一定的局限性，其染色效果太过依赖于面前的 棉织物改性工艺，其染色的重现性较差。

专利CN200910049269和专利CN201310007798.8采用专用无盐染色交联剂来代替无机盐对棉织物进行 无盐染色。但是这种交联染色剂及增加了染色成本，同时也增加了印染废水的处理难度。

专利CN200410078938.1描述了一系列阳离子活性染料，但是，因为其结构中仍然含有磺酸基作为水溶 性基团，并不是真正的阳离子活性染料，没有实现棉织物的无盐染色。