固色剂是印染行业中的重要助剂之一,它可以提高染料在织物上颜色耐湿处理牢度所用的助剂。在织物上可与染料形成不溶性有色物而提高了颜色的洗涤、汗渍牢度,有时还可提高其日晒牢度。

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提高染料在织物上颜色耐湿处理牢度所用的助剂。在织物上可与染料形成不溶性有色物而提高了颜色的洗涤、汗渍牢度,有时还可提高其日晒牢度。

固色剂是印染行业中的重要助剂之一.近年来,随着科学技术的发展,染整技术也得到了显著的提高,由于国际纺织贸易的扩大及人们生活水平、环保意识的提高,要求纺织品舒适、清洁、安全.自20 世纪70年代,德国首先推出" 蓝色天使"计划后,世界上一些发达国家(日本、美国等)相继通过并实施有关法律、法规,规定了纺织品的各种指标.绿色纺织品要求在印染加工中禁止使用法规中所规定的致癌、致畸和生物降解性差和某些芳香胺中间体生产的染化料,同时也要求所使用的助剂不含重金属离子和不产生游离甲醛[2-4],也就是使用" 绿色助剂", 无醛固色剂KS 的开发及应用正符合此要求固色剂KS 是通过有机胺与环氧氯丙烷发生聚合反应,再用盐酸酸化得到固色剂KS,它用于活性、直接、硫化染料染棉后的固色,能在染料与纤维间" 架桥"形成化合物,即同时与染料分子反应,与纤维素纤维交联,形成高度多元化交联体系,使染料与纤维更牢固地结合,防止染料从纤维上脱落,提高了染色牢度.固色剂中的活性物质可以相互缩合,在纤维表面形成立体网状薄膜,把染料封闭,增加了布面的平滑度,减少摩擦系数并不容易磨破,进一步防止在湿摩擦过程中发生的染料溶胀、溶解、脱落,提高了湿擦牢度.

常用的固色剂有阳离子型季铵盐,如氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶;胺醛树脂型双氰胺甲醛初缩体(固色剂Y,M);多胺缩合体(丝绸固色剂LA);酚醛缩合体(交联固色剂DE);交联固色剂(Indosol CR);活性染料固色剂KS,以及用于锦纶(聚酰胺)织物上代替丹宁作固色剂的酚磺酸甲醛缩合物等。

以固色剂Y为例:将定量的双氰胺加入常压反应釜中加温溶解后,以定量甲醛溶液在不断搅拌下慢慢滴入反应釜中,最后用氯化铵中和,生成一定含固量的透明粘稠液体即为成品。此方法生产的是含甲醛固色剂,固色效果较好但是存在游离甲醛污染问题,目前在很多产品上禁止使用。

无醛固色剂示例:将二乙烯三胺或三乙烯四胺水溶液加入反应釜中加温搅拌,定量滴加环氧氯丙烷,保温回流搅拌至生成物为淡黄色透明粘稠液体即为最终产品。

阳离子表面活性季铵盐固色剂,其固色机理是在水溶性阴离子染料染色后,采用带有阳离子性的季铵盐类与染料上的磺酸基阴离子相结合,起到正负静电电相互吸引结合、生成不溶于水的色淀,从而达到固色作用,提高色牢度,尤其是耐洗牢度。

二、无醛固色剂

2.1固色机理

目前的固色剂大致可以分为阳离子聚合物型固色剂、树脂型固色剂(含甲醛树脂型固色剂,含多胺树脂型固色剂)、交联反应型固色剂。固色剂的固色机理即固色剂能提高水溶液染料在纤维上的染色牢度是通过(1)固色剂分子中的季铵盐或叔胺盐,在酸性介质中,靠一定强度的阳荷性与阴离子型染料结构中的阴离子基团离子键结合,形成不溶性的色淀沉积在纤维内外;(2)固色剂分子上的反应性交联基团与纤维和染料上的活性基团共价键结合;(3)固色剂处理后的被染织物在烘干过程中,固色剂分子上的反应性交联基团自行交联成大分子,在织物和纤维表面形成一层具有一定强度的保护膜,从而把染料包覆在纤维上,使染料不易脱落;(4)固色剂分子上的亲染料的结构基团,使固色剂与染料之间形成氢键与范德华力结合;(5)固色剂分子中所含的基团如亚胺基等,和染料分子上O、N等原子形成配位键结合,形成螫合物。

根据固色剂的固色机理,固色剂在化学结构上要具有阳荷性,具有反应性交联基团,能自行交联及分子量大到足以在烘干过程中形成保护膜,并且含有与染料具有亲和性的结构基团,还具有对金属离子的沉淀作用和络合作用。另外,对于无甲醛固色剂,要求在生产时不使用含有甲醛的原料,生产过程和固色过程中也不能产生甲醛,固色处理后的被染织物也不会释放甲醛。

2.2无醛固色剂化种类

2.2.1阳离子树脂型

阳离子树脂型无醛固色剂可用双氰胺、二乙烯三胺与羟甲基尿素反应生成咪唑啉,具有阳离子性,即为固色剂DFRF-1(上海纺织助剂厂生产),严格地说,固色剂DFRF-1不能称为无醛固色剂。因为它们还是要用2D树脂或羟甲基脲作交联剂,只能称作低甲醛固色剂。用二乙烯三胺与双氰胺缩合、脱氨并经环构化,制得咪唑啉结构的固色剂SH-96,也是树脂型固色剂。其缺点是有色变现象。据目前所知,用双氰胺做原料的固色剂都有色变现象,故需控制使用量,以减少其色变程度。用双氰胺与乙二醛缩合,可生成环状结构缩合物,在一般情况下,不会释放醛,也具有固色效果。使用双氰胺为原料制成的树脂型固色剂,色泽偏深,常为棕褐色或浅褐色溶液。

2.2.2反应型无醛固色剂

反应型无醛固色剂是以环氧氯丙烷为反应性基团,与胺、醚、羧酸、酰胺等反应而制得的固色剂。大多数为聚合物,具有阳离子性和反应性基团,能与阴荷性染料(活性、酸性、直接染料)成盐结合,又能与纤维和染料中的羟基、氨基等基团交联,从而提高其湿处理牢度。

1)胺与环氧氯丙烷缩合物

常用二甲胺、二乙烯三胺等与环氧氯丙烷的缩合物,是目前国内市场使用最多、制造最方便、色牢度不甚优良的无醛固色荆。使用氨、一甲胺、二甲胺与环氧氯丙烷缩合的固色剂,成本便宜,且大多数为无色液体。使用二乙烯三胺与环氧氯丙烷缩合的固色剂成本较高,且大多为淡黄至黄色液体。若经过环构化,则对染色牢度的提高有益。为平衡成本与效果,大多数采用混合胺。

2)聚醚与环氧氯丙烷缩合物

将具有二个或二个以上羟基的化合物缩合醚,再与环氧氯丙烷缩合。例如二乙醇胺或三乙醇胺于催化剂存在下缩合成聚醚,再与环氧氯丙烷缩合而成固色剂

2.3季铵盐无醛固色剂

季铵盐表面活性剂也用作无醛固色剂,如爱博尔公司的Eccofix FD一3,即为阳离子表面活性剂。这类固色剂可以用脂肪胺与醚化剂3-氯-2-羟丙基氯化铵(北京油田化学公司杭州分公司CHPTA产品)进行醚化,也可用乙二胺、二乙烯三胺与此醚化剂醚化而得.

2.4季铵化的反应性固色剂

用二乙烯三胺与环氧氯丙烷反应.再用季铵盐醚化剂醚化而成,反应性固色剂分子上引入季铵盐.将上述反应型固色剂与季铵化试剂反应便能在固色剂分子中引入季铵盐基,以增加其阳离子性,可提高染色牢度。例如专利介绍用一甲胺与环氧氯丙烷反应,再经季铵化而制得的固色剂,其皂洗牢度可达4~5级,湿烫牢度可达4级。德美固色剂TCD-R也是这样一种类型的固色剂。

2.5季铵化的高聚物无醛固色剂

用带有季铵盐的烯烃,如单烯丙基二甲基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)聚合而成高聚物(均聚物、或与其它单体共聚的共聚物)。借助阳离子基团及成膜而达到固色目的.例如北京油田化学公司的固色剂cs、涌立化工公司的固色剂RF、上海助剂厂的固色剂DUR即属此类共聚物。

2.6聚羧酸类反应性固色剂

多羧酸如柠檬酸、四羧酸甲烷在催化剂存在下缩合成聚酯,这是新型防缩防皱剂,若将此聚酯再与环氧氯丙烷缩合,便制成能与纤维素分子、活性染料交联的反应性固色剂.

2.7二烷基氨基甲基丙烯酸酯季铵盐聚合物固色剂

二烷基氨基甲基丙烯酸乙酯季铵盐在引发剂存在下可以聚合成高聚物,是带阳离子基团的无醛固色剂.类似于烯丙基季铵盐高聚物(均聚物、或与其它丙烯酸酯共聚的共聚物)