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固色劑是印染行業中的重要助劑之一,它可以提高染料在織物上顏色耐濕處理牢度所用的助劑。在織物上可與染料形成不溶性有色物而提高了顏色的洗滌、汗漬牢度,有時還可提高其日曬牢度。

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提高染料在織物上顏色耐濕處理牢度所用的助劑。在織物上可與染料形成不溶性有色物而提高了顏色的洗滌、汗漬牢度,有時還可提高其日曬牢度。

固色劑是印染行業中的重要助劑之一.近年來,隨著科學技術的發展,染整技術也得到了顯著的提高,由于國際紡織貿易的擴大及人們生活水平、環保意識的提高,要求紡織品舒適、清潔、安全.自20 世紀70年代,德國首先推出" 藍色天使"計劃后,世界上一些發達國家(日本、美國等)相繼通過并實施有關法律、法規,規定了紡織品的各種指標.綠色紡織品要求在印染加工中禁止使用法規中所規定的致癌、致畸和生物降解性差和某些芳香胺中間體生產的染化料,同時也要求所使用的助劑不含重金屬離子和不產生游離甲醛[2-4],也就是使用" 綠色助劑", 無醛固色劑KS 的開發及應用正符合此要求固色劑KS 是通過有機胺與環氧氯丙烷發生聚合反應,再用鹽酸酸化得到固色劑KS,它用于活性、直接、硫化染料染棉后的固色,能在染料與纖維間" 架橋"形成化合物,即同時與染料分子反應,與纖維素纖維交聯,形成高度多元化交聯體系,使染料與纖維更牢固地結合,防止染料從纖維上脫落,提高了染色牢度.固色劑中的活性物質可以相互縮合,在纖維表面形成立體網狀薄膜,把染料封閉,增加了布面的平滑度,減少摩擦系數并不容易磨破,進一步防止在濕摩擦過程中發生的染料溶脹、溶解、脫落,提高了濕擦牢度.

常用的固色劑有陽離子型季銨鹽,如氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶;胺醛樹脂型雙氰胺甲醛初縮體(固色劑Y,M);多胺縮合體(絲綢固色劑LA);酚醛縮合體(交聯固色劑DE);交聯固色劑(Indosol CR);活性染料固色劑KS,以及用于錦綸(聚酰胺)織物上代替丹寧作固色劑的酚磺酸甲醛縮合物等。

以固色劑Y為例:將定量的雙氰胺加入常壓反應釜中加溫溶解后,以定量甲醛溶液在不斷攪拌下慢慢滴入反應釜中,最后用氯化銨中和,生成一定含固量的透明粘稠液體即為成品。此方法生產的是含甲醛固色劑,固色效果較好但是存在游離甲醛污染問題,目前在很多產品上禁止使用。

無醛固色劑示例:將二乙烯三胺或三乙烯四胺水溶液加入反應釜中加溫攪拌,定量滴加環氧氯丙烷,保溫回流攪拌至生成物為淡黃色透明粘稠液體即為最終產品。

陽離子表面活性季銨鹽固色劑,其固色機理是在水溶性陰離子染料染色后,采用帶有陽離子性的季銨鹽類與染料上的磺酸基陰離子相結合,起到正負靜電電相互吸引結合、生成不溶于水的色淀,從而達到固色作用,提高色牢度,尤其是耐洗牢度。

二、無醛固色劑

2.1固色機理

目前的固色劑大致可以分為陽離子聚合物型固色劑、樹脂型固色劑(含甲醛樹脂型固色劑,含多胺樹脂型固色劑)、交聯反應型固色劑。固色劑的固色機理即固色劑能提高水溶液染料在纖維上的染色牢度是通過(1)固色劑分子中的季銨鹽或叔胺鹽,在酸性介質中,靠一定強度的陽荷性與陰離子型染料結構中的陰離子基團離子鍵結合,形成不溶性的色淀沉積在纖維內外;(2)固色劑分子上的反應性交聯基團與纖維和染料上的活性基團共價鍵結合;(3)固色劑處理后的被染織物在烘干過程中,固色劑分子上的反應性交聯基團自行交聯成大分子,在織物和纖維表面形成一層具有一定強度的保護膜,從而把染料包覆在纖維上,使染料不易脫落;(4)固色劑分子上的親染料的結構基團,使固色劑與染料之間形成氫鍵與范德華力結合;(5)固色劑分子中所含的基團如亞胺基等,和染料分子上O、N等原子形成配位鍵結合,形成螫合物。

根據固色劑的固色機理,固色劑在化學結構上要具有陽荷性,具有反應性交聯基團,能自行交聯及分子量大到足以在烘干過程中形成保護膜,并且含有與染料具有親和性的結構基團,還具有對金屬離子的沉淀作用和絡合作用。另外,對于無甲醛固色劑,要求在生產時不使用含有甲醛的原料,生產過程和固色過程中也不能產生甲醛,固色處理后的被染織物也不會釋放甲醛。

2.2無醛固色劑化種類

2.2.1陽離子樹脂型

陽離子樹脂型無醛固色劑可用雙氰胺、二乙烯三胺與羥甲基尿素反應生成咪唑啉,具有陽離子性,即為固色劑DFRF-1(上海紡織助劑廠生產),嚴格地說,固色劑DFRF-1不能稱為無醛固色劑。因為它們還是要用2D樹脂或羥甲基脲作交聯劑,只能稱作低甲醛固色劑。用二乙烯三胺與雙氰胺縮合、脫氨并經環構化,制得咪唑啉結構的固色劑SH-96,也是樹脂型固色劑。其缺點是有色變現象。據目前所知,用雙氰胺做原料的固色劑都有色變現象,故需控制使用量,以減少其色變程度。用雙氰胺與乙二醛縮合,可生成環狀結構縮合物,在一般情況下,不會釋放醛,也具有固色效果。使用雙氰胺為原料制成的樹脂型固色劑,色澤偏深,常為棕褐色或淺褐色溶液。

2.2.2反應型無醛固色劑

反應型無醛固色劑是以環氧氯丙烷為反應性基團,與胺、醚、羧酸、酰胺等反應而制得的固色劑。大多數為聚合物,具有陽離子性和反應性基團,能與陰荷性染料(活性、酸性、直接染料)成鹽結合,又能與纖維和染料中的羥基、氨基等基團交聯,從而提高其濕處理牢度。

1)胺與環氧氯丙烷縮合物

常用二甲胺、二乙烯三胺等與環氧氯丙烷的縮合物,是目前國內市場使用最多、制造最方便、色牢度不甚優良的無醛固色荊。使用氨、一甲胺、二甲胺與環氧氯丙烷縮合的固色劑,成本便宜,且大多數為無色液體。使用二乙烯三胺與環氧氯丙烷縮合的固色劑成本較高,且大多為淡黃至黃色液體。若經過環構化,則對染色牢度的提高有益。為平衡成本與效果,大多數采用混合胺。

2)聚醚與環氧氯丙烷縮合物

將具有二個或二個以上羥基的化合物縮合醚,再與環氧氯丙烷縮合。例如二乙醇胺或三乙醇胺于催化劑存在下縮合成聚醚,再與環氧氯丙烷縮合而成固色劑

2.3季銨鹽無醛固色劑

季銨鹽表面活性劑也用作無醛固色劑,如愛博爾公司的Eccofix FD一3,即為陽離子表面活性劑。這類固色劑可以用脂肪胺與醚化劑3-氯-2-羥丙基氯化銨(北京油田化學公司杭州分公司CHPTA產品)進行醚化,也可用乙二胺、二乙烯三胺與此醚化劑醚化而得.

2.4季銨化的反應性固色劑

用二乙烯三胺與環氧氯丙烷反應.再用季銨鹽醚化劑醚化而成,反應性固色劑分子上引入季銨鹽.將上述反應型固色劑與季銨化試劑反應便能在固色劑分子中引入季銨鹽基,以增加其陽離子性,可提高染色牢度。例如專利介紹用一甲胺與環氧氯丙烷反應,再經季銨化而制得的固色劑,其皂洗牢度可達4~5級,濕燙牢度可達4級。德美固色劑TCD-R也是這樣一種類型的固色劑。

2.5季銨化的高聚物無醛固色劑

用帶有季銨鹽的烯烴,如單烯丙基二甲基氯化銨和二烯丙基二甲基氯化銨(DMDAAC)聚合而成高聚物(均聚物、或與其它單體共聚的共聚物)。借助陽離子基團及成膜而達到固色目的.例如北京油田化學公司的固色劑cs、涌立化工公司的固色劑RF、上海助劑廠的固色劑DUR即屬此類共聚物。

2.6聚羧酸類反應性固色劑

多羧酸如檸檬酸、四羧酸甲烷在催化劑存在下縮合成聚酯,這是新型防縮防皺劑,若將此聚酯再與環氧氯丙烷縮合,便制成能與纖維素分子、活性染料交聯的反應性固色劑.

2.7二烷基氨基甲基丙烯酸酯季銨鹽聚合物固色劑

二烷基氨基甲基丙烯酸乙酯季銨鹽在引發劑存在下可以聚合成高聚物,是帶陽離子基團的無醛固色劑.類似于烯丙基季銨鹽高聚物(均聚物、或與其它丙烯酸酯共聚的共聚物)