一種活性聚合物分散劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種活性聚合物分散劑的制備方法，屬于紡織印染和精細(xì)化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 涂料染色和印花具有工藝簡單、色譜齊全、耐光耐氣候牢度好、拼色方便、污染小、 成本低以及適合于各種纖維織物等優(yōu)點(diǎn)，深受印染行業(yè)的歡迎。然而，由于顏料顆粒大且分 布寬，使用前需要經(jīng)過分散加工處理。分散劑能夠加快顏料的潤濕速度、提高顏料的分散效 率和體系的穩(wěn)定性，是目前顏料超細(xì)化加工不可缺少的重要物質(zhì)，常見的分散劑主要有小 分子分散劑和聚合物分散劑兩大類。聚合物分散劑含有多錨固基團(tuán)和長的溶劑化鏈，對顆 粒具有良好的分散穩(wěn)定效果，是當(dāng)前分散劑發(fā)展的主流。
[0003] 另外，由于顏料和纖維之間沒有結(jié)合力，固色時需要加入大量的粘合劑和交聯(lián)劑， 即利用粘合劑和交聯(lián)劑在纖維表面形成膜，達(dá)到提升著色纖維牢度的目的。然而，少量粘合 劑對牢度提升不明顯，較多的粘合劑又會影響織物的手感。開發(fā)具有固色和分散作用的多 功能助劑是減少固色中粘合劑用量，提升顏料與織物固色牢度的主要方法，也是分散劑未 來研究開發(fā)的主要方向。房寬峻等人開發(fā)了超支化分散劑，研究發(fā)現(xiàn)該分散劑對提升顏料 的固色牢度有一定的作用;Ciba公司也在相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道采用超支化聚合物分散劑提升噴 墨印花顏料墨水牢度的方法，但尚未見其相關(guān)產(chǎn)品;發(fā)明人之前開發(fā)了超支化聚苯乙烯-馬 來酸酐共聚物，并利用酸酐與織物表面羥基結(jié)合，在一定程度上提升了顏料墨水在織物表 面的固色性能。但由于酸酐與織物反應(yīng)活性低，導(dǎo)致涂料染色織物牢度差的缺陷仍然沒有 徹底解決，依然是制約涂料在紡織領(lǐng)域推廣和應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種具有分散和固色雙重功能的活性聚合 物分散劑，一方面該分散劑能在顏料表面形成一定厚度的吸附層，對顏料具有分散作用；另 一方面，該分散劑中含有能與纖維素反應(yīng)的活性基團(tuán)，涂料染色時，分散劑中反應(yīng)性基團(tuán)能 與織物上的羥基或氨基反應(yīng)，從而將顏料顆粒牢固的固著在織物表面，提高涂料印花織物 的色牢度，減少顏料印花過程中粘合劑和交聯(lián)劑的用量，改善著色織物的手感。
[0005] 本發(fā)明的第一個目的是提供一種活性聚合物分散劑的制備方法，所述方法是：（1) 將苯乙烯、馬來酸酐、引發(fā)劑及鏈轉(zhuǎn)移劑溶解到溶劑A中，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后去除溶劑、 洗滌、干燥，得到苯乙烯馬來酸酐共聚物；（2)將得到的苯乙烯馬來酸酐共聚物和催化劑溶 解到溶劑B中，然后滴加含活性基團(tuán)的物質(zhì)，反應(yīng)結(jié)束后去除溶劑得到固體粉末，即為活性 聚合物分散劑。
[0006] 所述活性聚合物分散劑的結(jié)構(gòu)式如式1所示：
[0007]
[0008]其中，R可以為羥甲基，含環(huán)氧基，均三嗪活性基，β-羥乙烯砜硫酸酯活性基，二氯 喹惡林活性基，丙烯酰胺活性基、酰鹵等基團(tuán)中的任意一種。
[0009] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述活性聚合物分散劑的分子量為3000~10000g/ mol〇
[0010] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述含活性基團(tuán)的物質(zhì)的活性基團(tuán)可以為含羥甲 基，環(huán)氧基，均三嗪活性基，β-羥乙烯砜硫酸酯活性基，二氯喹惡林活性基，丙烯酰胺活性 基、酰鹵等基團(tuán)中的任意一種。
[0011] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述含活性基團(tuán)的物質(zhì)可以是4-硫酸乙酯砜基苯 胺，間-硫酸乙酯砜基苯胺、鄰-硫酸乙酯砜基苯胺、2,4_二氯-6-羥基均三嗪、三羥基苯甲基 氨基均三嗪、2，4，6-三氨基均三嗪、2-氨基喹噁啉、Ν-2-喹噁啉基-4-氨基苯磺酰胺、6，7-二 氯-3-羥基喹噁啉-2-羧酸乙酯、Ν-羥甲基丙烯酰胺、Ν，Ν-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、3-(2， 3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、對氨基苯甲酰氯、間氨基苯甲酰氯。
[0012] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(1)中苯乙烯和馬來酸酐的摩爾比為1:0.8 ~2:1。優(yōu)選為1:0.8~1:1.2。
[0013] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)的引發(fā)劑可以為偶氮二異丁腈、偶氮二 異庚腈、偶氮二異丁酸二酯、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酞叔丁酯、過氧化甲乙酮中的任意 一種。
[0014] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)中引發(fā)劑添加質(zhì)量占總單體(苯乙烯和 馬來酸酐)質(zhì)量的0.1 %~10%。優(yōu)選為0.1 %~2%。
[0015] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)的鏈轉(zhuǎn)移劑可以為十二烷基硫醇、壬烷 基硫醇等脂肪族硫醇、芐基硫醇、二異丙基磺酸酯、巰基乙醇等中的任意一種。
[0016]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)的溶劑Α可以為甲苯、苯、有機(jī)酸酯類等 非均相聚合溶劑，也可以是丁酮、丙酮、環(huán)己酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙 酰胺、四氫呋喃(THF)、二甲基亞砜等均相聚合溶劑中的任意一種。
[0017] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)的攪拌反應(yīng)是在65~90°C中保溫反應(yīng)2 ~24h。優(yōu)選為4~8h。
[0018] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)和步驟(2)的去除溶劑，是分別采用減 壓抽濾、減壓蒸餾。
[0019]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(1)的洗滌是采用乙醇洗滌。
[0020] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)中的催化劑可以為對甲苯磺酸、無水乙 酸鈉、氯化鋅、三甲胺、三乙胺、苯胺、N，N_二甲基苯胺、乙二胺、4_(二甲基氨基)啦啶中的任 意一種或者幾種混合使用。
[0021] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)中的催化劑添加質(zhì)量占苯乙烯馬來酸 酐共聚物和含活性基團(tuán)物質(zhì)的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的〇. 1%~10%。優(yōu)選為1~5%。
[0022] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)中活性基團(tuán)和苯乙烯馬來酸酐共聚物 中的酸酐的摩爾比為1:10~1:1。優(yōu)選為1:4~1:1。
[0023]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)是先升溫至65~90°C，然后滴加含活性 基團(tuán)的物質(zhì)，繼續(xù)保溫反應(yīng)2~24h。優(yōu)選為4~8h。
[0024]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)中的溶劑B為可以與水互溶的物質(zhì)，可 以為乙醇、丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氫呋喃(THF)中的任意一種。
[0025]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)的固體粉末進(jìn)行水洗、干燥。
[0026]本發(fā)明的第二個目的是提供所述方法得到的活性聚合物分散劑在染色方面的應(yīng) 用。
[0027]所述應(yīng)用是利用活性聚合物分散劑制備顏料色漿。
[0028]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述制備顏料色漿，具體是：將對顏料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%~30%的活性聚合物分散劑、對顏料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%_10%的潤濕劑溶解到水中，調(diào)節(jié) 體系的pH為6-9，加入對體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~40%的顏料，加去離子水補(bǔ)滿100%，攪拌0.5 ~2h后置于砂磨機(jī)中研磨一定時間，即可得超細(xì)顏料色漿。
[0029]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述顏料是無機(jī)顏料，如炭黑、鋅白、欽白、鉻黃、鐵 藍(lán)、福紅、福黃、立德粉、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黃等中的一種;也可以是有機(jī)顏料，如酞菁 類顏料、偶氮類顏料、蒽醌類顏料、色淀類顏料、喹丫啶酮類顏料、雙噁嗪類顏料及苯并咪唑 酮類顏料等中的一種。
[0030] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述潤濕劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、 油酸鉀、烷基苯磺酸酸鈉、松香酸鈉等陰離子表面活性劑，0P-7、0P-10、0P-15等聚氧乙烯烷 基酚縮合物，平平加0-10、平平加0-20、平平加0-25或平平加A-20等聚氧乙烯脂肪醇縮合 物，吐溫-40、吐溫-60、吐溫-80等聚氧乙稀多元醇醚脂肪酸酯，及SG-10、SE-10、0E-1等脂肪 酸聚氧乙烯酯類中的一種或幾種復(fù)配。
[0031]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述pH調(diào)節(jié)劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸 鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、乙胺、三乙胺、乙醇胺等中的一種。
[0032]本發(fā)明的第三個目的是提供所述超細(xì)顏料色漿的應(yīng)用，是作為著色劑對棉織物進(jìn) 行乳染染色。
[0033] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述乳染是根據(jù)染色織物的深度配置涂料染液，采 用兩浸兩乳的方式，帶液率60%~100%，然后乳10~80g/L黏合劑，在60~80°C預(yù)烘，130~ 190°C焙烘0.5 ~6min。
[0034] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0035] (1)本發(fā)明的活性聚合物分散劑一方面對顏料具有很好的分散作用；另一方面該 分散劑分子中活性基團(tuán)能與織物上的羥基或氨基反應(yīng)，形成共價(jià)鍵結(jié)合，提高涂料印花織 物的色牢度，減少顏料印花過程中粘合劑和交聯(lián)劑的用量，達(dá)到改善著色織物手感的目的。 本發(fā)明采用的聚合方法操作過程簡便，產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)可控；
[0036] (2)本發(fā)明設(shè)計(jì)合成的反應(yīng)型超分散劑能在顏料表面形成一定厚度的吸附層，對 顏料具有很好的分散作用，適用于分散多種無機(jī)或有機(jī)顏料;且在涂料染色時，其上的反應(yīng) 性基團(tuán)能與織物上的羥基或氨基共價(jià)結(jié)合，大大提高涂料印花織物的色牢度，減少顏料印 花過程中交聯(lián)劑的用量，改善印花織物的手感。本發(fā)明制備過程簡單，應(yīng)用性能優(yōu)良。
【附圖說明】
[0037] (β_輕乙烯砜硫酸酯作活性基團(tuán)的活性聚合物分散劑SMA-D為例說明）
[0038] 圖1為SMA-D的紅外譜圖；
[0039]圖2為SMA-