[發明專利]一種咪唑基陰離子染料可染型改性共聚酯及其制備和應用

有效

• 申請號: 201610334450.3
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN106008941B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 夏于旻;羅斌;倪建華;王依民;王燕萍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;D01F6/84;D01D5/12;D06P1/00;D06P3/52
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,王婧

技術領域

本發明涉及一種共聚酯及其制備方法和應用領域，具體地說，涉及的是一種咪唑基陰離子染料可染型改性共聚酯及其制備方法和應用。

背景技術

紡織產業是我國國民經濟的傳統支柱產業和重要的民生產業。其中聚酯纖維是紡織工業中應用最廣、產量最大的紡織纖維。聚酯纖維具有一系列優良性能，如彈性模量和斷裂強度高、回彈性適中、熱定型優良、耐熱耐光性好等，故其廣泛應用于服裝、家紡和工業等領域。聚酯纖維優良的物理機械性能取決于規整的分子結構和較高的結晶度，但這同時也使聚酯纖維染色困難。由于其分子結構中缺少能與染料發生鍵合的活性基團，只能用分散染料在高溫高壓或有載體的條件下染色。為研究聚酯纖維的改性，出現了共聚、共混和表面化學反應等方法，其中共聚法是重要的化學改性手段之一。目前主要的染色改性共聚酯有陽離子染料可染共聚酯(包括高溫高壓型陽離子染料可染共聚酯(CDP)和常壓沸染型陽離子染料可染共聚酯(ECDP))和陰離子染料可染共聚酯(ADP)。目前，我國已形成一定批量的CDP和ECDP的生產，而ADP的工業化仍受到限制，其研究和開發正在不斷進行中。

陰離子染料可染共聚酯(ADP)是一種對陰離子染料具有較好染色性能的染色改性共聚酯。由于陰離子染料價格低廉、色譜齊全、色澤鮮艷，而且ADP可以與羊毛、絲綢等同浴染色，簡化了染色工藝，上色均勻，故ADP具有廣闊應用前景。但是由于酸性染料結構中染色基團為體積相對較大的磺酸根負離子，而聚酯纖維分子間空隙小，且不含有對陰離子染料具有親和性的基團，染料不易滲入，故很難實現陰離子染料染色。

經過對現有技術的文獻檢索發現，目前利用共聚法制備陰離子染料可染共聚酯的途徑主要是在聚合時使用含氮的共聚單體。由于氮容易生成季銨化合物，接納酸性介質中的氫離子而帶正電荷，這種正電荷集中在聚合物主鏈的堿性基團上，作為吸收陰離子染料的席位。一般所用的改性劑為含酰胺類改性劑、含伯、仲、叔胺類改性劑、含氮雜環類改性劑，如1，4-雙氨丙基哌嗪、2，2，6，6-四甲基哌啶、三氮雜茂、丁基乙二醇胺等等。加拿大專利(Reid William M，Shaw Barry M.Acid dyeable polyester.CANP，974340，1975-09-09.)中，以1，4-雙氨丙基哌嗪作為改性劑，先于對苯二甲酸、脂肪酸反應生成鹽，再加入到反應釜中進行縮聚，得到的改性滌綸對酸性染料有很好的上染率。美國專利(Tanikella Murty S，Von Susani Odorich.Acid dyeable fibers of polyester modified with tetramethyl piperidine polyether glycols.USP，4001190，1977-01-04.)中，以四甲基哌啶醇為改性劑，當滌綸中氮的質量分數為0.05％～0.25％時，得到的改性滌綸在酸性染浴中染色，獲得令人滿意的效果。近年來丁金玲等人在《合成纖維》2008年第11期第4頁至第8頁發表了“酸性染料可染改性聚酯的制備及其性能”，該文作者利用己內酰胺單體與尼龍6低聚物與聚酯共聚的方法制備出酸性染料可染PET纖維。盡管在此領域已有一些研究和報道，然而對于咪唑基共聚單體的研究卻少有報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種咪唑基陰離子染料可染型改性共聚酯及其制備方法和應用，該共聚酯的纖維具有良好的陰離子染料可染性，可以常溫常壓染色或常壓沸染，上染率可達90％以上，染料不易泄漏，纖維蓬松、回彈性好。

為了達到上述目的，本發明提供了一種咪唑基陰離子染料可染型改性共聚酯，其特征在于，其共聚單體包括：摩爾比為1∶1.2～2.5∶0.01～0.08∶0.03～0.25的對苯二甲酸、乙二醇、N-2-(3，5-二羧基苯基)乙基-N’-甲基咪唑氯鹽和2-甲基-1，4-丁二醇。

進一步地，所述的咪唑基陰離子染料可染型改性共聚酯的結構式為：

結構式中對苯二甲酸單元、乙二醇單元、N-2-(3，5-二羧基苯基)乙基-N’-甲基咪唑氯鹽單元和2-甲基-1，4-丁二醇單元的摩爾比為X∶m∶Y∶n。

進一步地，所述的咪唑基陰離子染料可染型改性共聚酯的的特性粘度為0.3～0.7，由毛細管黏度法測得，熔點為205℃～245℃。

本發明還提供了上述的咪唑基陰離子染料可染型改性共聚酯的制備方法，其特征在于，包括：

步驟a：將對苯二甲酸和乙二醇加入第一酯化釜中，加入熱穩定劑和催化劑，進行酯化反應；