一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法及应用.pdf

本发明涉及纺织工程技术领域，特别涉及一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法及应用，合成工艺为：以氯化苄和二甲胺为原料反应首先生成苄基二甲胺，待二甲胺反应完全后，苄基二甲胺继续与氯化苄反应生成双苄基二甲基氯化铵，可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵可用做丝绸活性染料促染剂。在使用时，加入碱性固色物质后，可收集到双苄基二甲基氢氧化铵沉淀物，将双苄基二甲基氢氧化铵用盐酸调成中性，又得到双苄基二甲基氯化铵，重复使用。本发明的促染剂与普通的小分子阳离子促染剂相比，这种促染剂合成方法成本低、可回收，减少了印染废水的排放，将其回收利用，既环保又降低了制备成本，本发明合成的促染效果好，上染率和固色率都能达到90％以上。

1.  一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法，其特征在于，其合成工艺为：以氯化苄和二甲胺为原料反应首先生成苄基二甲胺，待二甲胺反应完全后，苄基二甲胺继续与氯化苄反应生成双苄基二甲基氯化铵；其中所述合成方法的合成路线如下：


2.  根据权利要求1所述的一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体步骤为：在常温下，将氯化苄滴加到二甲胺水溶液中，同时，加入少量四丁基溴化铵作为相转移催化剂，然后逐渐升温至35℃反应0.5～3h，加碱性物质中和反应产生的盐酸后，继续升温至95℃反应1.5～4h，即得到双苄基二甲基氯化铵溶液，冷却，0℃结晶，分离得到双苄基二甲基氯化铵。

3.  根据权利要求2所述的一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法，其特征在于，所述碱性物质为氢氧化钾、碳酸钠、氢氧化钠中的任一种。

4.  一种权利要求1～3任一项所述的可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的应用，其特征在于，所述的可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵可用做丝绸活性染料促染剂。

5.  根据权利要求4所述的一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的应用，其特征在于，所述用作丝绸活性染料促染剂的具体方法为：在配制好的活性染料溶液中，加入双苄基二甲基氯化铵，55～70℃条件下加入丝绸进行染色，染色完全后加碱性物质进行固色，固色25～40min，取出丝绸，过滤收集双苄基二甲基氢氧化铵的沉淀物，将所述双苄基二甲基氢氧化铵用盐酸调成中性，又得到双苄基二甲基氯化铵，进行重复使用。

6.  根据权利要求5所述的一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的应用，其特征在于，所述双苄基二甲基氯化铵与所述碱性物质的质量比为3：2。

7.  根据权利要求5或6任一项所述的一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的应用，其特征在于，所述碱性物质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠中的任一种。

一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法及应用
技术领域
本发明涉及纺织工程技术领域，特别是涉及一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法及应用。
背景技术
自古以来，中国是世界最大的蚕丝生产和出口大国，中丝绸消费群体生活特点分析丝绸消费群体生活特点分析国生丝产量占世界总产量的70％以上，出口量占世界总贸易额的80％以上。提高丝绸产品科技含量，开发新的丝绸产品，满足新兴消费者的消费需求是未来国际丝绸消费增长的必然趋势。丝绸用传统的酸性染料、中性染料、直接染料等染色，染得的丝绸皂洗牢度较低，容易褪色，这使得丝绸的受欢迎程度降低，成为丝绸市场份额逐渐降低的主要原因。
丝绸用活性染料进行染色，染得的丝绸一般具有较好的皂洗牢度。丝绸活性染料染色是解决丝绸皂洗牢度的有效途径。但是，一般活性染料具有良好的水溶性，染色时需要使用较高浓度的促染剂才能染色。传统的硫酸钠促染剂的使用浓度甚至到达80-160g/L。即使使用如此高浓度的促染剂，活性染料的上染率和固色率一般都还只有30％-70％。为此，本领域技术人员为改进上述缺点，开发了丝绸活性染料的小分子阳离子类高效促染剂，在促染剂浓度达到2-4g/L时，丝绸活性染料的上染率和固色率可达到90％以上，该类促染剂具有良好的效果。
其它促染剂的研究，目前能够达到的水平主要在25g/L左右，促染效率还很低，使用效果还有待进一步提高。小分子阳离子类促染剂，虽然促染效率非常高，使用浓度非常低。但是，合成这些小分子阳离子所使用的原料如溴代正辛烷、溴代正己烷、溴代正丁烷，氯代正辛烷、氯代正己烷、氯代正丁烷等都价格比较昂贵，使用价值不大；另外，用这些卤代烷烃合成的小分子阳离子如双己基二甲基氯化铵、辛基丁基二甲基氯化铵、辛基己基二甲基氯化铵等，在酸性、碱性、中性等条件下都具有良好的水溶性，无法再生利用，会随印染废水一起排放。既污染环境，又资源浪费严重，因此，能否发明出一种成本低、可回收再生使用的小分子阳离子，使其具有巨大的市场应用前景，对环境将更加友好成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明为了解决现有的促染剂制备成本高、印染废水不能回收利用且污染环境的问题，提供一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法及应用，这种促染剂与普通的小分子阳离子促染剂相比，这种促染剂合成方法成本低、可回收。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案包括：
一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法，其合成工艺为：以氯化苄和二甲胺为原料反应首先生成苄基二甲胺，待二甲胺反应完全后，苄基二甲胺继续与氯化苄反应生成 双苄基二甲基氯化铵；其中所述合成方法的合成路线如下：

所述合成方法的具体步骤为：在常温下，将氯化苄滴加到二甲胺水溶液中，同时，加入少量四丁基溴化铵作为相转移催化剂，然后逐渐升温至35℃反应0.5～3h，加碱性物质中和反应产生的盐酸后，继续升温至95℃反应1.5～4h，即得到双苄基二甲基氯化铵溶液，冷却，0℃结晶，分离得到双苄基二甲基氯化铵。
所述碱性物质为氢氧化钾、碳酸钠、氢氧化钠中的任一种。
一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的应用，所述的可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵可用做丝绸活性染料促染剂。
所述用作丝绸活性染料促染剂的具体方法为：在配制好的活性染料溶液中，加入双苄基二甲基氯化铵，55～70℃条件下加入丝绸进行染色，染色完全后加碱性物质进行固色，固色25～40min，取出丝绸，过滤收集双苄基二甲基氢氧化铵的沉淀物，将所述双苄基二甲基氢氧化铵用盐酸调成中性，又得到双苄基二甲基氯化铵，进行重复使用。
所述双苄基二甲基氯化铵与所述碱性物质的质量比为3：2。
所述碱性物质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠中的任一种。
本发明的有益效果包括：
(1)双苄基二甲基氯化铵采用在工业上已大规模使用的氯化苄和二甲胺进行合成方法，因此，其成本较低。
(2)双苄基二甲基氯化铵在活性染料的固色步骤，其会在碱性条件下生成双苄基二甲基氢氧化铵沉淀出来，搜集沉淀物可以再生制得双苄基二甲基氯化铵，减少了印染废水的排放，将其回收利用，既环保又降低了制备成本。
(3)双苄基二甲基氯化铵作为促染剂促染效果好，一般活性染料的上染率和固色率都能达到90％以上。
具体实施方式
下文将详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
本发明的一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法及应用原理是：氯化苄已在工业上大规模使用，其价格比溴代正己烷、溴代正辛烷、溴代正丁烷、氯代正己烷等低廉得多，所以，合成的双苄基二甲基氯化铵要比双己基二甲基氯化铵等便宜得多。氯化苄与二甲铵反应首先生成苄基二甲胺，苄基二甲胺再与氯化苄反应生成双苄基二甲基氯化铵。双苄基二甲基氯化铵在中性、酸性具有良好的水溶性，在碱性条件下生成双苄基二甲基氢氧化铵，双苄基二甲基氢氧化铵难溶于水，会产生沉淀。沉淀后回收的双苄基二甲基氢氧化铵与盐酸反应，又得到双苄基二甲基氯化铵，实现了促染剂的回收利用。
双苄基二甲基氯化铵合成反应方程式：

双苄基二甲基氯化铵在碱性条件下生成双苄基二甲基氢氧化铵沉淀：

双苄基二甲基氢氧化铵再生制备双苄基二甲基氯化铵：

实施例1
常温下量取质量浓度为33％的二甲胺水溶液40mL，放入250mL的三角瓶中，加入0.15g四丁基溴化铵作相转移催化剂，同时在三角瓶中放入搅拌子。然后将三角瓶放入带有磁力搅 拌器的恒温水浴中，温度为常温。滴加氯化苄67mL，5min滴加完氯化苄。升温到35℃，保温搅拌反应0.5h，加入11.7g氢氧化钠中和反应产生的盐酸，继续反应1h；然后升温至95℃，保温反应1.5h。随后将三角瓶置于冰水混合液中，让双苄基二甲基氯化铵结晶，过滤，干燥，得到双苄基二甲基氯化铵产品。
在250mL三角瓶中，配制质量浓度为0.1％的活性红B-3BF染料200mL，加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，加入10g丝绸，在55℃的恒温振荡器中振荡染色，30min后，再加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，再染色30min后，最后一次加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，继续染色10min后，加入0.4g氢氧化钠固色25min。取出丝绸，染色残液过滤得到双苄基二甲基氢氧化铵，用稀盐酸与双苄基二甲基氢氧化铵反应，得到双苄基二甲基氯化铵，可重复使用。双苄基二甲基氯化铵回收率达到75.0％，染料固色率93.5％。
实施例2
常温下量取质量浓度为33％的二甲胺水溶液60mL，放入250mL的三角瓶中，加入0.25g四丁基溴化铵作相转移催化剂，同时在三角瓶中放入搅拌子。然后将三角瓶放入带有磁力搅拌器的恒温水浴中，温度为常温。滴加氯化苄100.5mL，5min滴加完氯化苄。升温到35℃，保温搅拌反应3h，加入17.6g氢氧化钠中和反应产生的盐酸，继续反应1h；然后升温至95℃，保温反应2h。随后将三角瓶置于冰水混合液中，让双苄基二甲基氯化铵结晶，过滤，干燥，得到双苄基二甲基氯化铵产品。
在250mL三角瓶中，配制质量浓度为0.1％的活性黄B-4RFN染料200mL，加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，加入10g丝绸，在70℃的恒温振荡器中振荡染色，20min后，再加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，再染色20min后，最后一次加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，继续染色10min后，加入0.4g氢氧化钠固色40min。取出丝绸，染色残液过滤得到双苄基二甲基氢氧化铵，用稀盐酸与双苄基二甲基氢氧化铵反应，得到双苄基二甲基氯化铵，可重复使用。双苄基二甲基氯化铵回收率达到76.5％，染料固色率92.6％。
实施例3
常温下量取质量浓度为33％的二甲胺水溶液30mL，放入250mL的三角瓶中，加入0.12g四丁基溴化铵作相转移催化剂，同时在三角瓶中放入搅拌子。然后将三角瓶放入带有磁力搅拌器的恒温水浴中，温度为常温。滴加氯化苄50.3mL，5min滴加完氯化苄。升温到35℃，保温搅拌反应2.5h，加入8.7g碳酸钠中和反应产生的盐酸，继续反应1h；然后升温至95℃，保温反应4h。随后将三角瓶置于冰水混合液中，让双苄基二甲基氯化铵结晶，过滤，干燥，得到双苄基二甲基氯化铵产品。
在250mL三角瓶中，配制质量浓度为0.1％的活性艳蓝KN-R染料200mL，加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，加入10g丝绸，在60℃的恒温振荡器中振荡染色，20min后，再加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，再染色20min后，最后一次加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，继续染色10min后，加入0.4g碳酸钠固色30min。取出丝绸，染色残液过滤得到双苄基二甲基氢氧化铵，用稀盐酸与双苄基二甲基氢氧化铵反应，得到双苄基二甲基氯化铵，可重复使用。双苄基二甲基氯化铵回收率达到77.8％，染料固色率95.4％。
实施例4
常温下量取质量浓度为33％的二甲胺水溶液50mL，放入250mL的三角瓶中，加入0.20g四丁基溴化铵作相转移催化剂，同时在三角瓶中放入搅拌子。然后将三角瓶放入带有磁力搅拌器的恒温水浴中，温度为常温。滴加氯化苄83.5mL，5min滴加完氯化苄。升温到35℃，保温搅拌反应0.5h，加入14.5g氢氧化钾中和反应产生的盐酸，继续反应1h；然后升温至95℃，保温反应2h。随后将三角瓶置于冰水混合液中，让双苄基二甲基氯化铵结晶，过滤，干燥，得到双苄基二甲基氯化铵产品。
在250mL三角瓶中，配制质量浓度为0.1％的活性艳蓝B-RV染料200mL，加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，加入10g丝绸，在60℃的恒温振荡器中振荡染色，20min后，再加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，再染色20min后，最后一次加入0.2g双苄基二甲基氯化铵，继续染色10min后，加入0.4g氢氧化钠固色30min。取出丝绸，染色残液过滤得到双苄基二甲基氢氧化铵，用稀盐酸与双苄基二甲基氢氧化铵反应，得到双苄基二甲基氯化铵，可重复使用。双苄基二甲基氯化铵回收率达到76.5％，染料固色率94.8％。
本发明提供的一种可再生促染剂双苄基二甲基氯化铵的合成方法及应用，这种促染剂与普通的小分子阳离子促染剂相比，合成方法成本低、可回收使用。双苄基二甲基氯化铵采用在工业上已大规模使用的氯化苄和二甲胺进行合成，因此，其成本较低。双苄基二甲基氯化铵在活性染料的固色步骤，其会在碱性条件下生成双苄基二甲基氢氧化铵沉淀出来，搜集沉淀物可以再生制得双苄基二甲基氯化铵，减少了印染废水的排放，将其回收利用，既环保又降低了制备成本。双苄基二甲基氯化铵作为促染剂促染效果好，一般活性染料的上染率和固色率都能达到90％以上。
上述详细说明是针对发明的可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应当包含于本发明的专利范围内。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。