一類含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料及其制備方法技術

一類含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料及其制備方法本發明專利技術涉及一類含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料及其制備方法，屬于染料化工和紡織印染領域。本發明專利技術所述含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料的制備方法為：選用含氨基蒽醌結構化合物作為發色體，與1，3，5-三氯均三嗪反應生成二氯均三嗪化合物，再與各種聚醚胺反應，生成含有一氯均三嗪基聚醚胺中間體；將環氧丙基季銨鹽化合物滴加到一氯均三嗪基聚醚胺中間體中，生成含有聚醚胺鏈段陽離子活性染料。本發明專利技術所述的含聚醚胺鏈段陽離子活性染料結構新穎，制備條件溫和，原料易得，污染少，產物收率和純度高，可應用于棉織物染色的無鹽染色使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于染料化工與紡織印染領域，涉及關一種染色時不用加無機鹽(電解質)的陽離子活性染料(即無鹽活性染料)及其制備方法。技術背景在使用傳統的活性染料對纖維素纖維進行染色時，為了減少染料陰離子和纖維素分子陰離子之間存在庫侖斥力，染色過程中常加入元明粉或氯化鈉等無機鹽電解質，以增加染液中鈉離子濃度以屏蔽纖維所帶負電荷作用，減少染料陰離子接近纖維表面時所受斥力。同時，電解質的加入不僅可以增加染液中染料活度，提高平衡上染百分率，還減少了染液本體和纖維界面附近的鈉離子濃度差，降低染色時的能阻。根據染料結構、顏色不同，活性染料染色時用鹽量一般在30-150g/L。大量無機鹽的加入，導致印染廢水可生化處理性變差，而且高含鹽量的印染廢水改變了湖泊水質，導致湖泊周圍土質鹽堿化，破壞了生態環境，對水質和土壤的負面影響極大。目前國內外對棉織物無鹽染色的研究主要集中在兩個個方面：一是棉織物的改性級預處理，另一方面是制備陽離子型活性染料。專利CN200710020794.8介紹了一種采用一種超支化活性染料無鹽染色助劑對棉織物進行預處理，然后再來對棉織物進行活性染料的無鹽染色工藝。但是此方法有一定的局限性，其染色效果太過依賴于面前的棉織物改性工藝，其染色的重現性較差。專利CN200910049269和專利CN201310007798.8采用專用無鹽染色交聯劑來代替無機鹽對棉織物進行無鹽染色。但是這種交聯染色劑及增加了染色成本，同時也增加了印染廢水的處理難度。專利CN200410078938.1描述了一系列雙偶氮“季銨鹽型染料”，但是，因為其染料結構中仍然含有3-4個磺酸基作為水溶性基團，并不是真正的“陽離子”活性染料，不能實現棉織物的無鹽染色。專利CN103725036A分別介紹了一種橙色紅色的陽離子活性染料及其制備方法，改制備方法是采用氨基蒽醌與三聚氯嗪先反應，制備出二氯均三嗪中間體，然后此二氯均三嗪中間體再與N，N-二甲基丙二胺反應，然后依次再與煙酸、氯乙烷反應制備而得，結構式如下：專利CN1986647A也分別介紹了一種陽離子活性染料，并檢測了此陽離子活性染料的抗菌性能，此陽離子活性染料是由4-取代的氨基蒽醌與三聚氯嗪反應，然后再與叔胺反應制得，其結構式如下：專利CN101768372A介紹了一類陽離子活性染料，但是其實際上為一種二氯均三嗪活性染料與聚乙烯亞胺反應后再經季銨化后的水溶性大分子，其結構如下：本專利技術涉及到一種可以對纖維素纖維及其混紡纖維進行無鹽染色的含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料及其制備方法。本專利技術所涉及的陽離子活性染料，其分子結構含有季銨鹽結構基團，整個染料分子在水溶液中電離后帶正電荷，對纖維素纖維具有良好的上染率。除此外，本專利技術的陽離子活性染料還含有聚醚胺鏈段，聚醚胺鏈段的存在可以提供給染料足夠的水溶性，使得染料發色體在沒有磺酸基、羧基等水溶性基團的存在下也可以很好地溶解在水中，而且聚醚胺大分子鏈段與纖維素之間的氫鍵作用可以賦予染料分子與纖維素纖維之間更多的氫鍵作用，提高了染料的色牢度。本專利技術所涉及的含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料制備方法簡單，合成條件溫和，各步反應不需分離，可連續進行，反應產物收率高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種如下式(D)的含聚醚胺鏈段陽離子活性活性染料及其制備方法，其中：n為4到20的自然數，R1，R2是氫原子、鹵素原子、硝基；Q為含季銨鹽結構的基團，如下式(a)，(b)，(c)所示：且R′1，R′2，R′3，R′5為C1-2烷基；R′4為氫原子或C1-2烷基；具體實施方法本專利技術的含聚醚胺鏈段陽離子活性活性染料(D)的制備，可以利用公知的方法加以合成，其合成過程主要可以分為四步。第一步：是在0-5℃條件下，利用含氨基蒽醌類染料母體(f)與三氯均三嗪進行反應，制備含二氯均三嗪基的染料中間體(g)，其反應式如圖(1)；第二步：第一步反應得到的產物(g)不經分離，直接在20-40℃條件下，再與聚醚胺化合物(PEODA)反應，制備出含聚醚胺鏈段的一氯均三嗪染料中間體(h)，其反應方程式如圖(2)，其中n為4到20的自然數；第三步：制備出含環氧基季銨鹽化合物(e)，其制備是在室溫下，邊攪拌下，邊緩緩向叔胺化合物的水溶液中滴加環氧氯丙烷，繼續攪拌至反應結束，得環氧基季銨鹽化合物。如環氧基季銨鹽化合物(e1)(e2)(e3)的反應方程圖(3)，其中：R′1，R′2，R′3，R′5為C1-2烷基；R′4為氫原子或C1-2烷基；第四步：為含環氧基季銨鹽化合物(e)與含聚醚胺鏈段的一氯均三嗪染料中間體(h)之間的反應，兩者可反應制備出最終的含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料(D)，其反應式如圖(4)。本專利技術所制備的含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料(D)在水中有良好的溶解性，對棉織物有極好的親和力和染色性能，同時染色勻染性和色牢度良好。上述氨基蒽醌結構染料母體(f)可舉例如下：上述聚醚胺化合物(PEODA)可舉例如下：H2N(CH2CH2O)4CH2CH2NH2PEODA5H2N(CH2CH2O)6CH2CH2NH2PEODA7H2N(CH2CH2O)10CH2CH2NH2PEODA11H2N(CH2CH2O)12CH2CH2NH2PEODA13H2N(CH2CH2O)15CH2CH2NH2PEODA16H2N(CH2CH2O)19CH2CH2NH2PEODA20上述環氧基季銨鹽化合物(e1)可舉例如下：上述環氧基季銨鹽化合物(e2)可舉例如下：上述環氧基季銨鹽化合物(e3)可舉例如下：本專利技術的聚醚胺鏈段陽離子活性染料可用上述所提方法生產，而反應情況于上述中已完全敘述。本專利技術的染料可用噴霧法、沉降法或壓濾法得到，而染料的形態有液態、膏狀物或粉末。本專利技術的染料可用于纖維素材料的無鹽染色和印花。纖維材料實例為天然生成的纖維素纖維。如棉、麻和大麻，以及纖維素和再生纖維素，如粘膠纖維，銅銨纖維。也可以是纖維素纖維混紡織物的無鹽染色和印花。本專利技術制備的染料，即可用于棉織物的浸染無鹽染色，也可用于棉織物的軋染和扎染無鹽染色。附圖說明圖(1)是本專利技術合成含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料第一步反應示意圖；圖(2)是本專利技術合成含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料第二步反應示意圖；圖(3)是本專利技術合成含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料第三步反應示意圖；圖(4)是本專利技術合成含聚醚胺鏈段的陽離子活性染料第四步反應示意圖；圖(5)至圖(28)分別是本專利技術實施例1至實施例24中產物結構示意圖。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含聚醚胺鏈段陽離子活性染料，其特征是具有如下式(D)所示的結構，其中主發色體為氨基蒽醌類結構；n為4到20的自然數；R1，R2是氫原子、鹵素原子、硝基；Q為如下所示(a)，(b)，(c)三種含季銨鹽結構中的一種：且R′1，R′2，R′3，R′5為C1?2烷基；R′4為氫原子或C1?2烷基。

【技術特征摘要】
1.一種含聚醚胺鏈段陽離子活性染料，其特征是具有如下式(D)所示的結構，
其中主發色體為氨基蒽醌類結構；n為4到20的自然數；R1，R2是氫原子、鹵素原子、硝基；
Q為如下所示(a)，(b)，(c)三種含季銨鹽結構中的一種：
且R′1，R′2，R′3，R′5為C1-2烷基；R′4為氫原子或C1-2烷基。
2.如權利要求1的含聚醚胺鏈段陽離子活性染料，其特征在于分子結構中含有如下圖
所示的氨基蒽醌結構發色體(f)：
其中：R1，R2是氫原子、鹵素原子、硝基。
3.如權利要求1的含聚醚胺鏈段陽離子活性染料，其特征在于分子結構中含有如下圖
聚醚胺鏈段(p)：
H2N(CH2C...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫戒，
申請(專利權)人：南京工業大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32