一种环保低酚固色剂及其制备方法与流程

本发明涉及织物固色，尤其涉及一种环保低酚固色剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着纺织品印染行业的发展和人们生活水平的提高，人们不仅关注纺织品在印染过程中的色牢度，而且对于印染固色剂的安全性和是否绿色环保逐渐提出较高要求。有毒有害纺织化学品的量排放造成了对环境的污染。

2、欧盟对纺织品相关的法规围绕前道加工和前处理、印染、后整理和复合产品加工等4个环节展开，旨在减少整个纺织生产链中关键加工工序对水环境的污染。发达国家对纺织化学品风险评估和管理处于较高水平。而我国作为纺织大国，对环保的要求也进一步提升。

3、市面上主流的酸性染料固色剂主要是双酚s、甲醛为原料通过磺化、缩合等工艺线路合成的芳香族磺酸盐聚合物，其可归属合成单宁。如多酚类化合物、以二苯砜为主体的缩合物、酚类甲醛的缩合物。

4、合成单宁其固色机理为：依靠固色剂中水溶性良好的磺酸根基团，在水中电离形成阴离子，与染料阴离子之间形成静电斥力，促使染料分子向纤维内部扩散；抑制了纤维内部解吸的染料向纤维外部扩散，堵塞染料再溶出的孔隙，阻止染料与纤维之间离子键的破坏，将染料牢固地固着在纤维上，且与纤维上的电离的氨基形成静电引力。

5、受工艺影响目前以酚类化合物为主要原料的合成的酸性染料固色剂，其游离酚残留一般处于较高的数值。降低合成单宁游离酚含量主要有两个方法：一是降低酚类化合物、甲醛的摩尔比，但是增加甲醛用量降低游离酚，则游离甲醛含量必然升高。二是用含有酚羟基结构的物质部分替代酚类化合物。

6、现有技术1：中国专利申请201310745400.0公开了一种改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：在酸性催化剂的作用下，将酚类化合物和活化剂在恒定ph值的条件下加热发生第一反应，得到第一反应混合物；将上述步骤得到的反应混合物、酚类化合物和醛类化合物进行第二反应，得到第二反应混合物；将上述第二反应混合物与改性剂混合后，得到改性酚醛树脂；所述活化剂为木质素；所述改性剂为二甲苯甲醛树脂。

7、该方案提供的改性酚醛树脂制备的砂轮提高了储存的稳定性，延缓了砂轮在储存过程中的性能衰退，并且具有较高的耐切度和切割效率；

8、观察该方案的说明书第24段可见，该方案中以木质素作为活化剂，并解释了活化剂更多的作用是提升树脂的韧性以及耐水性，进而增强砂轮的储存稳定性；

9、现有技术2：中国专利申请202010774565.0公开了一种能够染固一浴处理的环保型酸性固色剂、制备方法及应用，属于纺织印染助剂领域，按重量百分比计，包括30-70％的芳香族磺酸化合物、1-5％的阴离子聚氨酯、5-20％的分散剂和5-65％的去离子水；

10、制备方法包括：1)将配方量的分散剂加入到搅拌釜中；

11、2)将搅拌釜加热至60-65℃，然后搅拌50-70min加入配方量阴离子聚氨酯，加毕后搅拌20-40min；

12、3)加入配方量芳香族磺酸化合物，在60℃搅拌25-35min；

13、4)加入配方量去离子水，混合25-35min后，即得；

14、进一步观察该方案可见，其木质素磺酸盐在该方案中作为分散剂进行添加。

15、本方案需要解决的问题：如何提供一种低甲醛用量且游离酚含量较低的环保固色剂。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种环保低酚固色剂，本技术使用木质素替代部分双酚s，而木质素是结构复杂的芳香族天然高分子聚合物，具有三维网状空间结构，含有多种功能基。木质素的结构是由多个苯丙烷结构单元组成，结构相似的对羟基肉桂醇、松柏醇或芥子醇的苯氧基偶合，形成一种异质多晶天然高分子聚合物，使用木质素代替部分双酚s不仅能够降低双酚s的残留，更能够在一定程度上提升固色剂的固色效果。

2、此外，本技术还提供了用于制备上述环保低酚固色剂的制备方法；

3、为实现上述目的，本技术公开了一种环保低酚固色剂，按摩尔量份数计，包括以下组分：

4、

5、所述酚羟基结构化合物选自木质素、木质素磺酸盐中的至少一种。

6、木质素是结构复杂的芳香族天然高分子聚合物，具有三维网状空间结构，含有多种功能基。木质素的结构是由多个苯丙烷结构单元组成，结构相似的对羟基肉桂醇、松柏醇或芥子醇的苯氧基偶合，形成一种异质多晶天然高分子聚合物。木质素与甲醛在碱性催化下也能进行缩合反应，这个反应发生在木质素的愈创木酚环的c5位，木质素结构中既有酚羟基、醇羟基，又有醛基、羧基等，具有一定的反应活性，在碱性条件下，木质素酚羟基的邻位与甲醛可发生加成反应，形成羟甲基，可进一步与苯酚、双酚s或木质素的活性基团发生聚合反应，生成木质素酚醛共聚树脂，用部分木质素代替部分双酚s，可降低酚醛树脂中的双酚s残留，由于木质素的三维网状结构还能够使固色剂与织物之间的结合强度，进而提升固色效果。

7、优选地，所述甲醛以甲醛水溶液的形式加入环保低酚固色剂，且甲醛水溶液中，甲醛的质量分数为37～44％；

8、所述助剂由甲醛去除剂、ph调节剂、引发剂组成，所述环保低酚固色剂按摩尔量份数计，包括以下组分：

9、

10、所述甲醛去除剂为胺类化合物，所述改性剂为碱性氢氧化物。

11、优选地，所述酚类化合物选自萘酚、双酚s中的至少一种；

12、所述芳香族磺酸化合物选自苯酚磺酸、苯酚磺酸钠、萘酚磺酸、萘酚磺酸钠中的至少一种。

13、优选地，所述木质素磺酸盐选自木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁中的至少一种。

14、优选地，所述胺类化合物选自氨水、尿素、乙醇胺中的至少一种。

15、优选地，所述碱性氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化锂、氢氧化锶中的至少一种。

16、优选地，所述酚类化合物为双酚s；

17、所述芳香族磺酸化合物为苯酚磺酸、苯酚磺酸钠的混合物。

18、此外，本技术还公开了一种用于制备上述的环保低酚固色剂的制备方法，包括以下步骤：

19、步骤1：将酚类化合物、芳香族磺酸化合物、酚羟基结构化合物、亚硫酸钠与去离子水混合、搅拌，得到中间一体；

20、步骤2：向中间体一中加入ph调节剂并升温至90～100℃，随后滴加甲醛水溶液，于100℃保温10～20h，得到中间体二；

21、步骤3：向中间体二中加入甲醛去除剂搅拌，随后在真空条件下，脱气，得到环保低酚固色剂。

22、本技术的有益效果是：

23、木质素是结构复杂的芳香族天然高分子聚合物，具有三维网状空间结构，含有多种功能基。木质素的结构是由多个苯丙烷结构单元组成，结构相似的对羟基肉桂醇、松柏醇或芥子醇的苯氧基偶合，形成一种异质多晶天然高分子聚合物。木质素与甲醛在碱性催化下也能进行缩合反应，这个反应发生在木质素的愈创木酚环的c5位，木质素结构中既有酚羟基、醇羟基，又有醛基、羧基等，具有一定的反应活性，在碱性条件下，木质素酚羟基的邻位与甲醛可发生加成反应，形成羟甲基，可进一步与苯酚、双酚s或木质素的活性基团发生聚合反应，生成木质素酚醛共聚树脂，用部分木质素代替部分双酚s，可降低酚醛树脂中的双酚s残留，并且，在一定程度上，还能够提升固色剂的固色效果。