本申請涉及高分子合成領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種生物基酸性染料用固色劑的合成方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、固色劑是紡織印染中常用的助劑之一，固色劑的主要原理是與染料形成穩(wěn)定的不溶性有色物質(zhì)，使染料持久固定在織物上，從而防止織物在進(jìn)行濕處理的過程中出現(xiàn)脫落和溶解現(xiàn)象，保持顏色的鮮艷度。酸性染料常用的固色劑一般為酸性固色劑，酸性固色劑在酸性過程中可以改變表面的電荷和酸度，使染料中的酸性分子更容易與織物表面產(chǎn)生靜電吸附作用，增強(qiáng)染色效果，同時可形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的鹽類化合物，提高染色的牢度和耐久性。

2、常見的酸性固色劑一般為雙酚a、雙酚s類固色劑或這醛類固色劑，但隨著環(huán)保及健康意識的提高，許多國家對織物重大額甲醛、苯酚、雙酚a、雙酚s以及雙酚f等的含量有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)的酸類固色劑的應(yīng)用有了很大的限制，為了滿足這種要求，固色劑的成本大幅提高。

3、腰果酚是一種可再生非糧生物質(zhì)原料，價格便宜，綠色環(huán)保，既能滿足生物安全性，又能滿足生物可降解性的要求。目前，在腰果酚合成酸性固色劑方面，比較有價值的報(bào)道且能應(yīng)用于實(shí)際場景的還很少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了將腰果酚應(yīng)用于酸性固色劑，本申請?zhí)峁┮环N生物基酸性染料用固色劑的合成方法及應(yīng)用。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N生物基酸性染料用固色劑的合成方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種生物基酸性染料用固色劑的合成方法，包括以下步驟：

4、(1)將腰果酚與糠醛在催化劑的存在下，反應(yīng)合成腰果酚糠醛樹脂；

5、(2)將所述腰果酚糠醛樹脂經(jīng)自由基聚合反應(yīng)制備得到中間體聚合物；

6、(3)將所述中間體聚合物進(jìn)行磺化反應(yīng)得到所述生物基酸性染料用固色劑。

7、通過采用上述技術(shù)方案，本申請采用先合成腰果酚糠醛樹脂，再通過自由基聚合消耗不飽和雙鍵，同時增大產(chǎn)物分子量，形成帶有空腔的新結(jié)構(gòu)分子，更有利于防止染料分子的脫離，最后在剩余的酚羥基鄰位進(jìn)行磺化反應(yīng)，合成一種新結(jié)構(gòu)的酸性染料用固色劑；合成方法操作簡單，成本相對較低，并且合成的產(chǎn)物完全符合歐盟等國家的標(biāo)準(zhǔn)，固色性能也與市面上的產(chǎn)品基本一致，甚至在水洗后的顏色保持度上性能更好。

8、在一個具體的可實(shí)施方案中，所述步驟(1)中，所述腰果酚的純度≥88％。

9、通過采用上述技術(shù)方案，腰果酚純度會直接影響合成的腰果酚糠醛樹脂的粘度，最終影響生物基酸性染料的固色效果；具體地，粘度過小時，其與染料的作用力較弱，固色效果較差；而粘度過大時，則容易形成凝膠或沉淀很難滲入到纖維內(nèi)部與染料作用，也會降低固色效果。

10、在一個具體的可實(shí)施方案中，所述步驟(1)中，所述催化劑為非強(qiáng)酸催化劑，所述非強(qiáng)酸催化劑為草酸、磷酸或次磷酸中的一種或多種。

11、通過采用上述技術(shù)方案，添加催化劑使腰果酚與糠醛反應(yīng)的更加充分，非強(qiáng)酸催化劑的使用減少了對設(shè)備的腐蝕、環(huán)境的污染，同時也降低了成本。

12、在一個具體的可實(shí)施方案中，所述步驟(1)中，所述腰果酚與糠醛反應(yīng)的溫度為60-120℃，進(jìn)一步優(yōu)選為90-100℃。

13、通過采用上述技術(shù)方案，反應(yīng)溫度對生成的腰果酚糠醛樹脂的粘度具有比較大影響；反應(yīng)溫度低，反應(yīng)進(jìn)程慢，反應(yīng)不完全，產(chǎn)物以酚醇為主，樹脂的相對分子質(zhì)量低、粘度低，游離酚和游離醛含量高；而反應(yīng)溫度過高，導(dǎo)致合成反應(yīng)劇烈，腰果酚糠醛樹脂的縮聚程度加深，生成產(chǎn)物多以縮聚產(chǎn)物為主，相對分子質(zhì)量增大很多，粘度大，容易發(fā)生凝膠。通過優(yōu)化腰果酚與糠醛反應(yīng)時的溫度，從而獲得合適的粘度，進(jìn)而提高生物基酸性染料的固色效果。

14、在一個具體的可實(shí)施方案中，所述步驟(2)中，所述聚合反應(yīng)時的溶劑為非極性溶劑，所述非極性溶劑為甲苯、二甲苯或甲基環(huán)己烷。

15、通過采用上述技術(shù)方案，溶劑的極性會影響反應(yīng)中自由基的穩(wěn)定性和分子間相互作用，通常情況下，非極性溶劑可以減弱自由基之間的相互作用力，使得自由基更容易解離和擴(kuò)散，從而促進(jìn)聚合反應(yīng)的進(jìn)行。

16、在一個具體的可實(shí)施方案中，所述步驟(2)中，所述聚合反應(yīng)時所用的催化劑為bpo(過氧化苯甲酰)或aibn(偶氮二異丁腈)，所述聚合反應(yīng)時的溫度為60-100℃。

17、通過采用上述技術(shù)方案，bpo可以被光、熱等外界條件激發(fā)，產(chǎn)生自由基，引發(fā)單體分子之間的聚合反應(yīng)，生成高分子聚合物，其具有較高的活化能，處于穩(wěn)定狀態(tài)的bpo分子在手到外部條件激發(fā)后，其中的過氧基團(tuán)會發(fā)生解離反應(yīng)，生成活性自由基，這些自由基具有很強(qiáng)的活性，能夠引發(fā)單體分子的自由基聚合反應(yīng)，并且在引發(fā)過程中產(chǎn)生的自由基反應(yīng)速度快，具有較高的引發(fā)效果。

18、aibn分解溫度(65-85℃)適用于大多數(shù)反應(yīng)，引發(fā)率高，分解后只生成一種自由基，單體轉(zhuǎn)化率高，且分解過程中不產(chǎn)生酸，對產(chǎn)品的酸值無影響，分解物無難聞氣味。

19、在一個具體的可實(shí)施方案中，所述步驟(3)中，所述磺化反應(yīng)的溫度為90-110℃，反應(yīng)時間為3-5h。

20、通過采用上述技術(shù)方案，溫度是影響磺化反應(yīng)的重要因素之一，一般來說，磺化溫度低，反應(yīng)速度慢，反應(yīng)時間長，磺化溫度高，反應(yīng)速度快，反應(yīng)時間短，但溫度過高，副反應(yīng)產(chǎn)物多；另外，溫度對反應(yīng)速度有影響，還會影響磺酸基的引入位置，從而影響目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率。

21、在一個具體的可實(shí)施方案中，所述磺化反應(yīng)后還需要后處理工藝，所述后處理工藝具體為：將磺化反應(yīng)得到的產(chǎn)物經(jīng)氯化鈉固體析出結(jié)晶，水洗、過濾再結(jié)晶后干燥得到目標(biāo)產(chǎn)物。

22、通過采用上述技術(shù)方案，本申請磺化反應(yīng)后存在副產(chǎn)物，采用直接鹽析法，通過加入氯化鈉鹽析結(jié)晶，使得磺酸鹽析出，經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆蛛x方法對提高了目標(biāo)產(chǎn)物的收率，同時保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

23、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N生物基酸性染料用固色劑的應(yīng)用，采用如下的技術(shù)方案：棉綸、蠶絲、羊毛及其混紡的紡織品的固色處理采用上述生物基酸性染料用固色劑。

24、通過采用上述技術(shù)方案，本申請制備得到的固色劑應(yīng)用于棉綸、蠶絲、羊毛及其混紡的紡織品的固色處理，提高了染色牢度，對固然處理后的纖維的皂洗和摩擦牢度都具有較為明顯的提高，并且原料及產(chǎn)品中均不含有甲醛，與市場上常用的酸性染料固色劑相比，環(huán)保高效。

25、綜上所述，本申請具有以下有益效果：

26、1.本申請采用先合成腰果酚糠醛樹脂，再通過自由基聚合消耗不飽和雙鍵，同時增大產(chǎn)物分子量，形成帶有空腔的新結(jié)構(gòu)分子，更有利于防止染料分子的脫離，最后在剩余的酚羥基鄰位進(jìn)行磺化反應(yīng)，合成一種新結(jié)構(gòu)的酸性染料用固色劑；

27、2.本申請通過優(yōu)化腰果酚的純度和腰果酚與糠醛反應(yīng)時的溫度，控制得到腰果酚糠醛樹脂的粘度，從而提高所制固色劑的固色效果；

28、3.本申請合成方法操作簡單，成本相對較低，并且合成的產(chǎn)物完全符合歐盟等國家的標(biāo)準(zhǔn)，固色性能也與市面上的產(chǎn)品基本一致，甚至在水洗后的顏色保持度上性能更好。

技術(shù)特征：

1.一種生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述腰果酚的純度≥88%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述催化劑為非強(qiáng)酸催化劑，所述非強(qiáng)酸催化劑為草酸、磷酸或次磷酸中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述腰果酚與糠醛反應(yīng)的溫度為60-120℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)時的溶劑為非極性溶劑，所述非極性溶劑為甲苯、二甲苯或甲基環(huán)己烷。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)時所用的催化劑為bpo（過氧化苯）或aibn（偶氮二異丁腈），所述聚合反應(yīng)時的溫度為60-100℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述磺化反應(yīng)的溫度為90-110℃，反應(yīng)時間為3-5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基酸性染料用固色劑的合成方法，其特征在于，所述磺化反應(yīng)后還需要后處理工藝，所述后處理工藝具體為：將磺化反應(yīng)得到的產(chǎn)物經(jīng)氯化鈉固體析出結(jié)晶，水洗、過濾再結(jié)晶后干燥得到目標(biāo)產(chǎn)物。

9.權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的生物基酸性染料用固色劑的應(yīng)用，其特征在于，用于棉綸、蠶絲、羊毛及其混紡的紡織品的固色處理。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及高分子合成領(lǐng)域，具體公開了一種生物基酸性染料用固色劑的合成方法及應(yīng)用，生物基酸性染料用固色劑的合成方法，包括以下步驟：將腰果酚與糠醛在催化劑的存在下，反應(yīng)合成腰果酚糠醛樹脂；將所述腰果酚糠醛樹脂經(jīng)自由基聚合反應(yīng)制備得到中間體聚合物；將所述中間體聚合物進(jìn)行磺化反應(yīng)得到所述生物基酸性染料用固色劑。本申請采用先合成腰果酚糠醛樹脂，再通過自由基聚合消耗不飽和雙鍵，同時增大產(chǎn)物分子量，形成帶有空腔的新結(jié)構(gòu)分子，更有利于防止染料分子的脫離，使得織物在水洗后的顏色保持度上性能更好。

技術(shù)研發(fā)人員：王佳,傅紹軍,韓松,戴志成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常熟耐素生物材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8