本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種無醛陽離子型固色劑的合成方法。

背景技術(shù)：

染料是一類與人類衣食住行密切相關(guān)的重要的化工產(chǎn)品。據(jù)美國學者統(tǒng)計，目前全球正在使用的染料達萬種之多，各種各樣的染料不僅廣泛應用于印染工業(yè)中，在其它行業(yè)如塑料、涂料、彩色印洗、印刷、制革、造紙、橡膠等行業(yè)，染料也是一類必不可少的原料。染料按化學結(jié)構(gòu)以及染料的合成方法可分為偶氮染料、蒽醌染料、靛族染料、芳甲烷染料、酞箐染料、硝基及亞硝基染料、雜環(huán)類染料等。在實際應用中人們也習慣把染料按性能和染色方法分為活性染料、直接染料、酸性染料、分散染料、還原染料、硫化染料、陽離子染料、金屬絡合染料、縮聚染料等?；钚匀玖戏肿又袔в蟹磻曰鶊F，染色時與纖維分子中的羥基或氨基發(fā)生化學反應，形成共價鍵?；钚匀玖嫌捎谄渖珴甚r艷、色譜齊全，正被越來越廣泛地采用。直接染料分子中含水溶性基團，具有線型分子結(jié)構(gòu)，染料分子按長軸方向平行地吸附在纖維軸上，該類染料在中性或微堿性染浴中及食鹽或元明粉存在下煮沸，即可使棉纖維染色。酸性染料分子中含磺酸基、羧基等酸性基團而形成有機酸鹽的形式，是可溶于水的陰離子染料。分散染料分子中不含水溶性基團，在水中的溶解度極小，主要是氨基偶氮衍生物、氨基蒽醌衍生物。染色時需依靠分散劑的作用使之均勻分散在染液中才能進行，故稱分散染料。它主要應用于合成纖維中憎水性纖維的染色，如滌綸、錦綸、醋酸纖維等。染料及印染廢水主要是指來自于染料生產(chǎn)、紡織印染、紙漿、造紙等行業(yè)所排放的有色廢水。其中的污染物按來源可分為兩類：一類是來自纖維原料本身的夾帶物；另一類是加工過程中所用的漿料、油劑、染料、化學助劑等。在紡織印染工藝中，染料不可能全部與纖維作用，通常有占總重量10%-15%的染料排入環(huán)境，全世界每年以廢物形式排入環(huán)境的染料多達6萬噸。我國紡織印染業(yè)產(chǎn)生的廢水量大、濃度高、對水環(huán)境造成的污染嚴重，其中以印染工藝排放廢水的污染最為嚴重。在印染工業(yè)的整個生產(chǎn)工藝流程中，主要有以下幾種廢水來源：退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、染色廢水及印花廢水等。退漿廢水是在利用化學藥劑將織物上所帶的漿料退除的過程中所產(chǎn)生的堿性有機廢水，主要含漿料分解物、纖維屑、酶等。退漿廢水的COD和BOD5很高，雖然水量較少，但污染較為嚴重，是漂煉廢水中有機污染物的主要來源。煮煉廢水是在利用燒堿和表面活性劑對棉織物進行煮煉的過程中產(chǎn)生的強堿性廢水，此工藝是用以去除纖維所含的油脂、蠟質(zhì)、果膠等雜質(zhì)，保證后續(xù)漂白、染整的工藝質(zhì)量。煮煉廢水呈深褐色、約含0.3%的堿濃度，BOD5和COD較高。漂白廢水是在利用次氯酸鈉、雙氧水、亞氯酸鈉等氧化劑去除纖維內(nèi)部有色雜質(zhì)的過程中產(chǎn)生的具有較強堿性的廢水。染色廢水是在染色過程中產(chǎn)生的廢水，其主要的污染物是染料和助劑。染色廢水色澤較深、色度可達幾千、水質(zhì)變化大、可生化性差（BOD5/COD<0.2）。印花廢水是在配色調(diào)漿、印花滾筒、印花篩網(wǎng)的過程中產(chǎn)生的沖洗廢水及后續(xù)處理的皂洗、水洗廢水。印花廢水中不僅含有染料、助劑，還含有大量的漿料，而且BOD5和COD都很高。

目前國內(nèi)外常用的聚胺類固色劑多是采用二甲胺與環(huán)氧氯丙烷合成得到的，陽離子度較低，分子量很低，未形成支鏈形態(tài)，本發(fā)明所制備的聚合物陽離子度較高，分子量較高，而且形成了支鏈形態(tài)，更有效的將纖維與染料連接起來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：提供一種無醛陽離子型固色劑的合成方法，合成的固色劑具有較高的陽離子度；而纖維素纖維在水中帶負電荷，通過該陽離子型固色劑可以有效提高纖維與陰離子染料之間的結(jié)合力，因此可以大大降低染色廢水濃度，降低對環(huán)境的污染，降低了后續(xù)廢水處理設施的處理負荷及成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種無醛陽離子型固色劑的合成方法，該方法至少包括如下步驟：

第一步反應：

步驟1：將250 mL的四口燒瓶放置于恒溫水浴鍋中，燒瓶的四口分別對應加藥漏斗、溫度計、攪拌棒及回流冷凝管。

步驟2：將1mol的二甲胺放置于250 mL的四口燒瓶中，開啟回流冷凝及攪拌棒，邊攪拌邊緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷。

步驟3：環(huán)氧氯丙烷滴加完畢后，繼續(xù)攪拌，加入交聯(lián)劑。

第二步反應：

步驟4：保持攪拌，控制反應溫度緩慢上升至60-70℃，保持此反應溫度3-5h。

步驟5：制得聚合物陽離子度為4.5-6.5 mmoL/g、特性黏度為200-1000 mPa?s的成品。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，在所述的步驟2中，所述的二甲胺的濃度為40%。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，在所述的步驟2中，所述的環(huán)氧氯丙烷滴入的滴速為1-2滴/秒。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，在所述的步驟2中，所述的二甲胺與所述的環(huán)氧氯丙烷的摩爾用量比例范圍為1:1至1：1.3。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，所述的二甲胺與所述的環(huán)氧氯丙烷的摩爾用量比例為1:1.25。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，在所述的步驟3中，所述的交聯(lián)劑為乙二胺或三乙胺或己二胺或2-甲基咪唑。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，在所述的步驟3中，所述的交聯(lián)劑占反應單體總量的摩爾比例范圍為1%-2%。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，在第一步反應中，通過在水浴鍋中添加冰水控制反應溫度，使反應溫度范圍為10～25 ℃，反應時間范圍為2-3h。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，所述的反應溫度為15-20℃。

上述的無醛陽離子型固色劑的合成方法，其中，在所述的步驟4中，反應溫度為65℃，反應時間為3h。

本發(fā)明對活性、直接、酸性等含水溶性基團的染料的固色率較高，對溫度、pH值等不同的水質(zhì)條件適應性較強，具有很強的實用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明無醛陽離子型固色劑的合成方法的流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例。

請參見附圖1所示，一種無醛陽離子型固色劑的合成方法，該方法至少包括如下步驟：

第一步反應：

步驟1：將250 mL的四口燒瓶放置于恒溫水浴鍋中，燒瓶的四口分別對應加藥漏斗、溫度計、攪拌棒及回流冷凝管。

步驟2：將1mol的二甲胺放置于250 mL的四口燒瓶中，開啟回流冷凝及攪拌棒，邊攪拌邊緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷。

步驟3：環(huán)氧氯丙烷滴加完畢后，繼續(xù)攪拌，加入交聯(lián)劑。

第二步反應：

步驟4：保持攪拌，控制反應溫度緩慢上升至60-70℃，保持此反應溫度3-5h。

步驟5：制得聚合物陽離子度為4.5-6.5 mmoL/g、特性黏度為200-1000 mPa?s的成品。成品的陽離子度通過AgNO3滴定法來確定，單位為mmoL/g。成品的分子量通過特性粘度來表征，特性粘度通過NDJ-79旋轉(zhuǎn)粘度計測定，單位為mPa?s。

在所述的步驟2中，所述的二甲胺的濃度為40%。

在所述的步驟2中，所述的環(huán)氧氯丙烷滴入的滴速為1-2滴/秒。

在所述的步驟2中，所述的二甲胺與所述的環(huán)氧氯丙烷的摩爾用量比例范圍為1:1至1：1.3。二甲胺與環(huán)氧氯丙烷的用量比例越高，聚合物的陽離子度越高，但并不是越高越好，達到一定比例后，陽離子度降低；最佳比例為1:1.25。

在所述的步驟3中，所述的交聯(lián)劑可以采用乙二胺、三乙胺、己二胺、2-甲基咪唑等。

在所述的步驟3中，所述的交聯(lián)劑占反應單體總量的摩爾比例范圍為1%-2%。交聯(lián)劑用量越高，產(chǎn)品分子量越大，但是固色效果并不隨著分子量的增大而提高，交聯(lián)劑最佳比例為1%。

在第一步反應中，通過在水浴鍋中添加冰水控制反應溫度，使反應溫度范圍為10～25 ℃，反應時間范圍為2-3h。反應溫度優(yōu)選15-20℃。

在所述的步驟4中，優(yōu)選的，最佳反應溫度為65℃，最佳反應時間為3h。

實施例1：

在10℃的水浴條件下，向250 mL的帶有冷凝管的四口燒瓶中加入112.50 g二甲胺（濃度為40%），邊攪拌邊慢慢滴入93g環(huán)氧氯丙烷（純度99.5%），滴加速度為1-2滴/秒，滴加完畢后再加入2.35g己二胺，上述滴加步驟在2 h內(nèi)完成；繼續(xù)攪拌，并緩慢升溫至60℃，恒溫反應3 h。制備得到的產(chǎn)品陽離子度為4.52mmoL/g、特性粘度為230mPa?s。

實施例2：

在15℃的水浴條件下，向250 mL的帶有冷凝管的四口燒瓶中加入112.50 g二甲胺（濃度為40%），邊攪拌邊慢慢滴入102.33 g環(huán)氧氯丙烷（純度99.5%），滴加速度為1-2滴/秒，滴加完畢后再加入2.62 g乙二胺，上述滴加步驟在2 h內(nèi)完成；繼續(xù)攪拌，并緩慢升溫至65℃，恒溫反應4 h。制備得到的產(chǎn)品陽離子度為5.26mmoL/g、特性粘度為580mPa?s。

實施例3：

在17℃的水浴條件下，向250 mL的帶有冷凝管的四口燒瓶中加入112.50 g二甲胺（濃度為40%），邊攪拌邊慢慢滴入111.67 g環(huán)氧氯丙烷（純度99.5%），滴加速度為1-2滴/秒，滴加完畢后再加入2.25g三乙胺，上述滴加步驟在2 h內(nèi)完成；繼續(xù)攪拌，并緩慢升溫至67 ℃，恒溫反應5 h。制備得到的產(chǎn)品陽離子度為5.83mmoL/g、特性粘度為650mPa?s。

實施例4：

18℃的水浴條件下，向250 mL的帶有冷凝管的四口燒瓶中加入112.50 g二甲胺（濃度為40%），邊攪拌邊慢慢滴入116.28g環(huán)氧氯丙烷（純度99.5%），滴加速度為1-2滴/秒，滴加完畢后再加入2.76 g乙二胺，上述滴加步驟在2 h內(nèi)完成；繼續(xù)攪拌，并緩慢升溫至65℃，恒溫反應3 h。制備得到的產(chǎn)品陽離子度為6.54mmoL/g、特性粘度為960mPa?s。

實施例5：

在20℃的水浴條件下，向250 mL的帶有冷凝管的四口燒瓶中加入112.50 g二甲胺（濃度為40%），邊攪拌邊慢慢滴入120.91g環(huán)氧氯丙烷（純度99.5%），滴加速度為1-2滴/秒，滴加完畢后再加入2.88 g2-甲基咪唑，上述滴加步驟在2 h內(nèi)完成；繼續(xù)攪拌，并緩慢升溫至70℃，恒溫反應3.5 h。制備得到的產(chǎn)品陽離子度為6.18mmoL/g、特性粘度為980mPa?s。

本發(fā)明的原料采用環(huán)氧氯丙烷與二甲胺，通過添加不同種類和不同用量的交聯(lián)劑合成不同分子量和陽離子度的聚胺類高聚物。

綜上所述，本發(fā)明對活性、直接、酸性等含水溶性基團的染料的固色率較高，對溫度、pH值等不同的水質(zhì)條件適應性較強，具有很強的實用價值。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用附屬在其他相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。