专利名称：抗菌型阳离子活性染料及其制备方法
技术领域：
本发明属染料合成及纺织品染色及整理领域，特别是涉及抗菌型阳离子活性染料及其制备方法。
背景技术：
纺织品的染色与整理是两个重要的湿加工过程，而传统的纺织品染色及整理是分开进行的，存在着高成本、高能耗及大量污水排放的缺点。将染色与功能性整理于一浴中完成的染整加工技术，对于降低生产成本，节约能源，减少废水排放，保护生态环境等具有重要的意义。因此，国内外的许多专家在该领域内进行了许多研究，在染色与抗静电、阻燃、防紫外线、防缩及防皱整理于一浴中完成的研究方面，取得了一定的成果。然而，在多数情况下，由于染色与整理工艺条件的不同，如活性染料染色通常需要碱性条件下固色完成，而树脂防皱整理需要酸性催化剂，使得该技术的使用具有较大的局限性。抗菌染料属于功能性染料的一种，近年来，由于纺织品的抗菌整理更加关注于其耐久性、工艺简单易行及生态环保等，因此，该类染料引起了人们越来越多的重视。
目前纺织品的抗菌整理存在着许多缺点，如耐久性差；采用树脂或粘合剂会使得织物手感下降，颜色改变；人体与经过抗菌整理的织物长时间接触，会形成皮炎；工厂中抗菌整理的排放液如处理不当，会破坏环境中的有益菌而引起生态问题等。
在纺织品上具有优良染色牢度的功能性染料是一种理想的抗菌整理剂，国内外对此报道的并不多。国外学者采用氨基蒽醌作为染料母体，季铵盐作为抗菌组分合成了一系列阳离子抗菌染料，并对尼龙和腈纶织物进行了成功染色，获得了较好的抗菌效果。但该染料对棉纤维缺乏亲和力，且由于分子中季铵盐部分与染料母体通过酰胺键结合，容易水解，而使得染料失去抗菌性能。
抗菌型阳离子活性染料(反应性染料)主要用于纤维素纤维，也可用于蛋白质纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维及阳离子可染聚酯纤维。染料中的抗菌部分采用季铵盐结构，主要是基于季铵盐对人体安全，具有广谱抗菌性，不会引起细菌的异变及耐药性，最重要的是可以与染料母体结合，形成具有水溶性的阳离子染料。
发明内容
本发明的目的是基于活性染料对棉纤维的优异染色性能以及季铵盐的杀菌机理，将活性染料与季铵盐杀菌基团有机结合起来，提供抗菌型阳离子活性染料及其制备方法，可对纤维素纤维和其他常用纤维进行染色和抗菌整理，具有高的抗菌效果、使染色与抗菌整理一次完成、且染色牢度优良、抗菌耐久。
本发明的抗菌型阳离子活性染的分子结构由蒽醌染料母体、均三嗪活性基和具有长碳链的季铵盐部分所组成，其特征在于该类染料主要用于纤维素纤维的染色与抗菌整理，用于纤维素纤维染色时不需要中性电解质(如氯化钠和硫酸钠)的促染，也可用于蛋白质纤维(如羊毛、蚕丝等)、聚酰胺纤维(如尼龙66、尼龙6)、腈纶、阳离子可染聚酯等纤维的染色与抗菌整理，该类染料在溶液中或纤维上具有很高的抗菌性能，该类染料对以上纤维具有很高的亲和力(吸附性能)，且具有良好的各项染色色牢度。化学结构如下 R1、R2、R3的结构见表1本发明的抗菌型阳离子活性染的制备方法，包括如下步骤a.将氨基蒽醌A及三氯或三氟均三嗪溶解于硝基苯有机溶剂中，将混合物加热至90℃，1小时后将温度升至120℃，在该温度下继续搅拌1小时左右，冷却至25-30℃，过滤得染料中间体B，甲醇洗涤，真空烘干器中干燥；b.将步骤a制备的染料中间体B溶于DMF(N，N-二甲基甲酰胺)有机溶剂中，在该混合物中加入叔胺类中间体C，于55℃反应3-4小时，反应完毕，在真空蒸发器中蒸去溶剂DMF，得染料中间体D，真空烘干器中干燥；c.将步骤b制得得染料中间体D溶于DMF有机溶剂中，在该混合物中加入卤代烷基E，加热反应混合物至120℃左右，反应4-5小时，反应完毕，在真空蒸发器中蒸去溶剂DMF，乙醚洗涤，乙醚-乙醇混合溶剂重结晶，得染料F，真空烘箱中真空干燥。
本发明的有益效果是抗菌型阳离子活性染料不但可主要用于纤维素纤维，也可用于蛋白质纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维及阳离子可染聚酯纤维的染色与抗菌整理，具有优良的染色亲和力及抗菌耐久性，且染色与抗菌整理一次完成，节水、节能、生态环保。
具体实施例方式
本发明提供的具有抗菌功能的阳离子活性染料和制备方法主要利用了活性染料的染色机理和季铵盐的抗菌机理，制备方法以酰基化及烷基化反应的原理为主。与其他的抗菌型阳离子染料不同，本发明提供的抗菌型阳离子活性染料除了对纤维索纤维进行染色和赋予抗菌功能外，还可以对蛋白质纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维及阳离子可染聚酯纤维同时完成染色与抗菌整理，提高了该类染料的应用范围。此外，由于该类染料分子中具有较大的疏水性基团，使其对细菌细胞膜的亲和性提高，染料抗菌剂分子容易与细菌微生物结合，便于长的疏水碳链刺穿细菌的细胞膜，从而使细菌失去活性，抗菌性能较一般季铵盐抗菌剂得到了提高。
以下说明性实施例帮助进一步理解本发明。
实施例1a.将质量为17g的1-氨基蒽醌和20g的三氟均三嗪溶解于200ml硝基苯有机溶剂中，将混合物加热至90℃，1小时后将温度升至120℃，在该温度下继续搅拌1小时左右，冷却至25-30℃，过滤得染料中间体1-(4，6-二氯-2-氨基均三嗪)氨基蒽醌，甲醇洗涤，真空烘干器中干燥；b.将步骤a制备的染料中间体1-(4，6-二氯-2-氨基均三嗪)氨基蒽醌10g溶于150mlDMF(N，N-二甲基甲酰胺)有机溶剂中，加热至55℃，于30min内慢慢滴入1-氨基-3-二甲基氨基丁烷5.5g，而后反应2小时，反应完毕，在真空蒸发器中蒸去溶剂DMF，得染料中间体1-(4-氯-6-(1-氨基-3-二甲基氨基丁烷)2-氨基均三嗪)氨基蒽醌，真空烘干器中干燥；c.将步骤b制得的染料中间体9g溶于150ml DMF有机溶剂中，在该混合物中加入3g十二烷基氯，加热反应混合物至120℃左右，反应4-5小时，反应完毕，在真空蒸发器中蒸去溶剂DMF，乙醚洗涤，乙醚-乙醇混合溶剂重结晶，得如下结构黄色染料，真空烘箱中真空干燥。
将所得抗菌型阳离子活性染料溶解于水中，配制成不同浓度的溶液，根据AATCC标准100进行抗菌试验，结果显示该染料在水溶液中对革兰氏阴菌(E.coli)和革兰氏阳菌(Staph.Aureus)具有优异的抗菌性能。
将所得阳离子活性染料对棉、羊毛、蚕丝、尼龙、腈纶等纤维进行染色。对棉织物染色条件举例采用浸染法，染料用量0.5-3％(owf)，浴比30∶1，染色温度70℃，时间30min，在纯碱中固色温度85℃，时间1小时，染色完毕洗去未固着及水解染料，然后根据AATCC标准100对织物进行抗菌试验，及根据AATCC标准进行耐洗涤试验。羊毛、蚕丝、尼龙、腈纶等纤维的染色温度为95℃，时间为1-2小时，其他条件与棉基本相同。
实施例2-21，所述抗菌型阳离子活性染料的合成方法与实施例1基本相同，其它条件见表1。
表1 实施例2-21
权利要求
1.抗菌型阳离子活性染料，其特征在于染料母体为蒽醌结构，活性基团为一氯均三嗪或一氟均三嗪，水溶性基团为具有长碳链的季铵盐结构，化学结构如下
2.根据权利要求1所述的抗菌型阳离子活性染料，其特征在于所述的染料可用于纤维素纤维、蛋白质纤维、聚酰胺纤维、腈纶、阳离子可染聚酯等纤维的染色和抗菌整理。
3.根据权利要求1所述的抗菌性阳离子活性染料，其特征在于所述的染料用于纤维素纤维染色时，不需要氯化钠或硫酸钠的促染，可获得高的上染百分率。
4.根据权利要求1所述的抗菌性阳离子活性染料，其特征在于所述的染料在溶液中和纤维上对革兰氏阴菌和革兰氏阳菌具有很好的抗菌性能。
5.根据权利要求1所述的抗菌性阳离子活性染料，其特征在于所述的染料对以上纤维具有很高的亲和力，且具有优异的各项色牢度。
6.抗菌性阳离子活性染料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤a.将氨基蒽醌A及三氯或三氟均三嗪溶解于硝基苯有机溶剂中，将混合物加热至90℃，1小时后将温度升至120℃，在该温度下继续搅拌1小时左右，冷却至25-30℃，过滤得染料中间体B，甲醇洗涤，真空烘干器中干燥；b.将步骤a制备的染料中间体B溶于DMF(N，N-二甲基甲酰胺)有机溶剂中，在该混合物中加入叔胺类中间体C，于55℃反应3-4小时，反应完毕，在真空蒸发器中蒸去溶剂DMF，得染料中间体D，真空烘干器中干燥；c.将步骤b制得得染料中间体D溶于DMF(N，N-二甲基甲酰胺)有机溶剂中，在该混合物中加入卤代烷基E，加热反应混合物至120℃左右，反应4-5小时，反应完毕，在真空蒸发器中蒸去溶剂DMF，乙醚洗涤，乙醚-乙醇重结晶，得染料F，真空烘箱中真空干燥。
全文摘要
本发明涉及一类抗菌型阳离子活性染料及其制备方法。染料母体为蒽醌结构，活性基团为一氯均三嗪或一氟均三嗪，水溶性基团为具有长碳链的季铵盐结构，化学结构如图。该类染料可用于纤维素纤维、蛋白质纤维、聚酰胺纤维、腈纶、阳离子可染聚酯等纤维的染色和抗菌整理，具有高抗菌效果、染色牢度优良、抗菌耐久。染料的制备方法包括a.将氨基蒽醌A及三氯或三氟均三嗪溶解于硝基苯有机溶剂中，加热至90℃，1小时后升至120℃，冷却过滤得染料中间体B；b.将步骤a制备的染料中间体B溶于DMF有机溶剂中，加入叔胺类中间体C，于55℃反应3－4小时，蒸去溶剂DMF，得染料中间体D，真空干燥；c.将步骤b制得的染料中间体D溶于DMF有机溶剂中，加入卤代烷基E，加热至120℃左右，反应4－5小时，蒸去溶剂DMF，乙醚洗涤，乙醚－乙醇重结晶，得染料F，真空干燥。该类染料用于纺织品染色的同时，还可赋予纺织品一定的功能，具有节水、节能、生态环保的优点。
文档编号D06P3/60GK1986647SQ200610147558
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月20日 优先权日2006年12月20日
发明者赵涛, 王革辉 申请人:东华大学