本发明涉及材料领域，具体涉及一种棉麻高分子染料及其制备方法。
背景技术：
一般染料是通过离子键、氢键或疏水性相互作用等固定在被染材料上，但其结合力不强，在放置、水洗和干洗过程中，由均匀分散状态迁移至材料表面，不断脱色而变色，甚至有一部分在与人体长时间接触后会渗透到人体。由于许多染料具有潜在的致癌性且目前大多数有机染料的癌变性还有待进一步证明，因此，人们不得不去研究与开发新型的染料。而棉麻高分子染料是通过共价键与纤维结合，从本质上解决了染色纤维的湿处理牢度问题，但其在储存和使用过程中由于活性基的水解会造成染料的流失，这不仅是一种浪费，而且对环境也造成了严重的污染。因此，开发色牢度高、固色性好、耐溶剂且无毒安全的棉麻高分子染料对于纺织助剂业具有重要的价值与广阔的市场。
技术实现要素：
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种棉麻高分子染料，固色效果好，干、湿摩擦色牢度等级都很高，同时水洗基本不变色，不沾色，耐水洗色牢度也较高。
技术方案：一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂10-15份、水溶性壳聚糖1-3份、苯胺8-15份、纳米氧化铝0.2-0.5份、亚硝酸钠2-4份、对位酯5-10份、氯化钠1-2份、碳酸钠1-3份、丙烯酸0.2-0.5份、N,N-二甲基甲酰胺20-40份、盐酸2-5份、丙酮2-5份、三氯甲烷16-20份、甲醇4-10份、蒸馏水20-40份。
进一步优选的，所述的一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂11-14份、水溶性壳聚糖1.5-2.5份、苯胺10-13份、纳米氧化铝0.3-0.4份、亚硝酸钠2.5-3.5份、对位酯6-9份、氯化钠1.1-1.6份、碳酸钠1.5-2.5份、丙烯酸0.3-0.4份、N,N-二甲基甲酰胺25-35份、盐酸3-4份、丙酮3-4份、三氯甲烷17-19份、甲醇5-8份、蒸馏水25-35份。
上述棉麻高分子染料的制备方法包括以下步骤：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度105-115℃下反应70-72小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌20-40分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度70-80℃下干燥48-50小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和15-25份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度0-5℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌40-60分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌10-20分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度0-5℃下反应12-13小时；
第七步：加入水溶性壳聚糖、纳米氧化铝和丙烯酸，搅拌20-40分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度60-80℃下干燥即得。
进一步优选的，第一步中温度为107-113℃，反应时间为71小时。
进一步优选的，第二步中搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的，第三步中温度为75℃，干燥时间为49小时。
进一步优选的，第四步中搅拌时间为45-55分钟。
进一步优选的，第六步中反应时间为12.5小时。
进一步优选的，第七步中搅拌时间为25-35分钟。
有益效果：本发明的棉麻高分子染料的表观色深值K/S较高，固色效果好，同时干摩擦和湿摩擦色牢度等级都很高，干摩擦牢度最高都可达到5级，湿摩擦牢度也可达到4-5级，另外，水洗基本不变色，不沾色，耐水洗色牢度也都可达到5级。
具体实施方式
实施例1
一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂10份、水溶性壳聚糖1份、苯胺8份、纳米氧化铝0.2份、亚硝酸钠2份、对位酯5份、氯化钠1份、碳酸钠1份、丙烯酸0.2份、N,N-二甲基甲酰胺20份、盐酸2份、丙酮2份、三氯甲烷16份、甲醇4份、蒸馏水20份。
上述棉麻高分子染料的制备方法为：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度105℃下反应70小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌20分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度70℃下干燥48小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和15份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度0℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌40分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌10分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度0℃下反应12小时；
第七步：加入水溶性壳聚糖、纳米氧化铝和丙烯酸，搅拌20分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度60℃下干燥即得。
实施例2
一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂11份、水溶性壳聚糖1.5份、苯胺10份、纳米氧化铝0.3份、亚硝酸钠2.5份、对位酯6份、氯化钠1.1份、碳酸钠1.5份、丙烯酸0.3份、N,N-二甲基甲酰胺25份、盐酸3份、丙酮3份、三氯甲烷17份、甲醇5-8份、蒸馏水25份。
上述棉麻高分子染料的制备方法为：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度107℃下反应71小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌25分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度75℃下干燥49小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和20份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度1℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌45分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌15分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度1℃下反应12.5小时；
第七步：加入水溶性壳聚糖、纳米氧化铝和丙烯酸，搅拌25分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度65℃下干燥即得。
实施例3
一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂12.5份、水溶性壳聚糖2份、苯胺10.5份、纳米氧化铝0.35、亚硝酸钠3份、对位酯7.5份、氯化钠1.5份、碳酸钠2份、丙烯酸0.35份、N,N-二甲基甲酰胺30份、盐酸3.5份、丙酮3.5份、三氯甲烷18份、甲醇7份、蒸馏水30份。
上述棉麻高分子染料的制备方法为：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度110℃下反应71小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌30分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度75℃下干燥49小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和20份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度2℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌50分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌15分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度2℃下反应12.5小时；
第七步：加入水溶性壳聚糖、纳米氧化铝和丙烯酸，搅拌30分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度70℃下干燥即得。
实施例4
一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂14份、水溶性壳聚糖2.5份、苯胺13份、纳米氧化铝0.4份、亚硝酸钠3.5份、对位酯9份、氯化钠1.6份、碳酸钠2.5份、丙烯酸0.4份、N,N-二甲基甲酰胺35份、盐酸4份、丙酮4份、三氯甲烷19份、甲醇8份、蒸馏水35份。
上述棉麻高分子染料的制备方法为：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度113℃下反应71小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌35分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度75℃下干燥49小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和20份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度4℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌55分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌15分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度4℃下反应12.5小时；
第七步：加入水溶性壳聚糖、纳米氧化铝和丙烯酸，搅拌35分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度75℃下干燥即得。
实施例5
一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂15份、水溶性壳聚糖3份、苯胺15份、纳米氧化铝0.5份、亚硝酸钠4份、对位酯10份、氯化钠2份、碳酸钠3份、丙烯酸0.5份、N,N-二甲基甲酰胺40份、盐酸5份、丙酮5份、三氯甲烷20份、甲醇10份、蒸馏水40份。
上述棉麻高分子染料的制备方法为：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度115℃下反应72小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌40分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度80℃下干燥50小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和25份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度5℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌60分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌20分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度5℃下反应13小时；
第七步：加入水溶性壳聚糖、纳米氧化铝和丙烯酸，搅拌40分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度80℃下干燥即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有水溶性壳聚糖 。具体地说是：
一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂15份、苯胺15份、纳米氧化铝0.5份、亚硝酸钠4份、对位酯10份、氯化钠2份、碳酸钠3份、丙烯酸0.5份、N,N-二甲基甲酰胺40份、盐酸5份、丙酮5份、三氯甲烷20份、甲醇10份、蒸馏水40份。
上述棉麻高分子染料的制备方法为：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度115℃下反应72小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌40分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度80℃下干燥50小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和25份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度5℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌60分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌20分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度5℃下反应13小时；
第七步：加入纳米氧化铝和丙烯酸，搅拌40分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度80℃下干燥即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有纳米氧化铝和丙烯酸。具体地说是：
一种棉麻高分子染料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A型环氧树脂15份、水溶性壳聚糖3份、苯胺15份、亚硝酸钠4份、对位酯10份、氯化钠2份、碳酸钠3份、N,N-二甲基甲酰胺40份、盐酸5份、丙酮5份、三氯甲烷20份、甲醇10份、蒸馏水40份。
上述棉麻高分子染料的制备方法为：
第一步：将双酚A型环氧树脂和苯胺混合搅拌均匀，在温度115℃下反应72小时；
第二步：加入三氯甲烷和甲醇搅拌40分钟；
第三步：加入丙酮进行沉淀分级，过滤，放入真空干燥箱中在温度80℃下干燥50小时得产物A；
第四步：将对位酯、氯化钠、碳酸钠、硝酸钠和25份蒸馏水混合搅拌溶解，在温度5℃下滴加盐酸和剩余蒸馏的混合溶液，搅拌60分钟得混合液B；
第五步：将产物A和N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌20分钟；
第六步：在冰水浴中缓慢滴加混合物B，在温度5℃下反应13小时；
第七步：加入水溶性壳聚糖，搅拌40分钟；
第八步：沉淀过滤，洗涤后放入烘箱中在温度80℃下干燥即得。
本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材料的表观色深值K/S较高，固色效果好，同时干摩擦和湿摩擦色牢度等级都很高，干摩擦牢度最高都可达到5级，湿摩擦牢度也可达到4-5级，另外，水洗基本不变色，不沾色，耐水洗色牢度也都可达到5级。
表1 棉麻高分子染料的部分性能指标