一種活性黃染料及其製備和應用的製作方法

2023-06-06 21:16:11

本發明屬於精細化工領域，具體涉及一種活性染料，特別涉及一種活性黃染料及其製備方法和在棉纖維印染中的應用。

背景技術：

活性染料(reaction dye)也叫反應性染料。分子中含有化學性活潑的基團，能在水溶液中與棉、毛等纖維反應形成共價鍵的染料。具有較高的耐洗堅牢度，但目前市場常見的活性染料在染色過程中實際利用率不高，有很大一部分被水解掉；另外在傳統的中高溫染色時，染色用水量很高，能源消耗大，需要加大量的鹽輔助染色。因此高活性、低鹽的綠色環保型的活性染料仍然是當前的研發主流。

技術實現要素：

本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種結構新穎、性能優異的活性黃染料。該染料具有良好的固色率、色牢度，染色後有很好的穩定性，色光鮮豔，能廣泛應用於棉、麻、人造棉等纖維製品的浸染、軋染、噴墨印花等染色工藝，而且生產成本低，可以大規模推廣應用。

本發明的另一目的是提供一種上述活性黃染料的製備方法。

本發明的第三個目的是提供一種上述活性黃染料在作為染料製品方面的應用。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

一類具有式(I)所示結構的活性黃染料，

其中，

L為二胺基團；

X為滷素；

A選自單取代或多取代的苯基，或者單取代或多取代的萘基，其取代基選自：-SO3M、-SO2C2H4OSO3M或-OH中的一種或幾種；

D選自取代或非取代的苯胺基團，其特徵在於取代基選自：-NH2、-NHCOCH3、-NHCONH2、-SO2C2H4OSO3M、-NHCONHC2H4SO2C2H4OSO3M中的一種或幾種；

M為H或鹼金屬離子。

本發明中的L基團為橋連結構，在一種優選方案中，L選自苯二胺基團、環己基二胺基團、乙二胺基團、丙二胺基團、哌嗪基團中的一種。

在一種更優選的方案中，L選自下述基團中的一種：

本發明中的X為滷素，在一種優選方案中，X為F、Cl或Br。

在一種優選方案中，本發明中的A選自下述基團中的一種或兩種；

本發明中的D基團為偶合組分，在一種優選方案中，D選自下述基團中的一種或兩種：

在一種優選方案中，本發明中的M為H、Na或K。

在一種優選方案中，本發明中的活性黃染料可選自如下化合物但不限於下列之一：

其中M為H、Na或K。

本發明所述式(Ⅰ)的活性黃染料，可以以游離酸(即M為H)，或優選鹼金屬鹽(M為Na、K)的形式來製備，在生產需要的情況下，可按常規條件進行酸式和鹽式的相互轉化，對染料的染色性能沒有影響。

本發明提供了一種上述活性黃染料的製備方法，其包括如下步驟：

(1)、式(Ⅱ)重氮鹽與式(Ⅲ)化合物偶合得(Ⅳ)化合物

(2)、式(Ⅳ)化合物與式(Ⅴ)化合物經縮合反應得式(Ⅵ)化合物；

(3)、式(Ⅵ)化合物與式(Ⅶ)化合物經縮合反應得式(Ⅰ)化合物，

製備方法中的各基團的定義如上所述。

在一種優選方案中，步驟(1)具體按照如下方法進行：在式(Ⅱ)重氮鹽加入到式(Ⅲ)化合物料中，用小蘇打調節pH＝3‐5，溫度5‐10℃進行偶合，得(Ⅳ)化合物。

在一種優選方案中，步驟(2)具體按照如下方法進行：X為Cl時將式(Ⅴ)化合物冰磨打漿，將式(Ⅳ)化合物加入到漿液中，進行縮合反應，該縮合液用小蘇打調整pH＝3‐5，充分反應後，pH值穩定，料液變清，得式(Ⅵ)化合物。

在一種優選方案中，步驟(3)具體按照如下方法進行：式(Ⅶ)化合物加入到式(Ⅵ)化合物中，升溫至40‐60℃，用小蘇打調整pH＝4‐6，充分反應pH值穩定，料液變清，得式(Ⅰ)化合物，經標準化加工，噴霧烘乾得成品。

一種染料組合物，它以上述活性黃染料為活性組分，輔以染料領域中的助劑。本發明活性黃染料所製成的染料成品可以以固體顆粒、粉末或溶液存在。染料領域中的助劑包括但不限於商業染料中常見的助溶劑、穩定劑或電解質鹽類等，其中電解質鹽類如氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀。

本發明所公開的活性黃染料可以應用於作為染料製品方面，特別是應用在棉、麻、人造棉等纖維中，特別是小浴比中，的浸染、軋染或噴墨印花中。

本發明提供了所述活性黃染料在纖維織品印染中的應用。所述纖維製品可以是棉、麻、人造棉等材料。所述的活性黃染料應用於染色時，根據織物染色色澤的需求，染料用量會有所變化，使用浸染法染色時，染色深度一般為0.1‐10％，浴比1：2‐1：5，初染溫度控制在25‐30℃，固色溫度50‐80℃，固色時間40‐60分鐘。與現有技術相比，本發明的活性黃染料單體化合物結構新穎，性能優異，具有良好的色牢度，固色率高，染料穩定，耐洗、耐摩擦、耐日曬度好，與纖維結合穩定性好；染色時用水量降低，染色用時少，降低了能源消耗，減少用鹽量；成品具有優異的鮮豔度，生產成本低，適於大規模推廣應用。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，本發明保護範圍包含但不僅限於此實施例。

實施例1：式(Ⅰ-1)化合物的製備

(1)重氮、偶合反應

250ml燒杯中，加入20份(質量份)冰，24.3份30％鹽酸，17.3份2‐氨基苯磺酸，冰磨打漿30min，緩慢加入6.97份亞硝酸鈉生成重氮鹽，待亞硝酸鈉完全加入後再攪拌1h，用氨基磺酸消除微過量的亞硝酸鈉；將重氮鹽緩慢滴加到10.8份間苯二胺中，邊滴加邊用小蘇打調節pH＝4‐5.0，加完後繼續反應2h，重氮鹽完全消失，同時保持體系溫度為0‐10℃。

(2)偶合組分與三聚氟氰一次縮合

在1000ml的燒瓶中，向上述偶合液中加入50份的冰，將13.5份(折百)三聚氟氰緩慢滴加到偶合液中，用小蘇打調節pH＝3.5‐5.0，保持溫度0‐10℃，反應4-6h，料液澄清透明，用氨基試劑檢測反應終點，保持溫度穩定，待二次縮合。

(3)、對苯二胺二次縮合

10.8份對苯二胺加入一縮組分中，將反應液升溫至40‐60℃，同時用小蘇打調節pH＝4‐5.5，保持溫度40‐60℃，反應4-6h，料液澄清透明，用氨基試劑檢測反應終點，經標準化配製，噴霧烘乾得成品。(純化後,其MS:[M+H]+＝926.14)

實施例2：式(Ⅰ-2)化合物的製備

(1)重氮、偶合反應

250ml燒杯中，加入20份冰，24.3份30％鹽酸，36.1份磺化對位酯，冰磨打漿30min，緩慢加入6.97份亞硝酸鈉生成重氮鹽，待亞硝酸鈉完全加入後再攪拌1h，用氨基磺酸消除微過量的亞硝酸鈉；將重氮鹽緩慢滴加到15.1份間脲中，邊滴加邊用小蘇打調節pH＝3.5‐5.0，加完後繼續反應2h，重氮鹽完全消失，同時保持體系溫度為0‐10℃。

(2)偶合組分與三聚氟氰一次縮合

在1000ml的燒瓶中，向上述偶合液中加入50份的(質量份)冰，將13.5份(折百)三聚氟氰緩慢滴加到偶合液中，用小蘇打調節pH＝3.5‐5.0，保持溫度0‐10℃，反應4-6h，料液澄清透明，用氨基試劑檢測反應終點，保持溫度穩定，待二次縮合。

(3)、對苯二胺二次縮合

10.8份對苯二胺加入一縮組分中，將反應液升溫至40‐60℃，同時用小蘇打調節pH＝4‐6.0，保持溫度40‐60℃，反應4-6h，料液澄清透明，用氨基試劑檢測反應終點，經標準化配製，噴霧烘乾得成品。(純化後,其MS:[M+H]+＝1432.01)

實施例3‐7：

按照實施例1所述方法，不同的是步驟1中的偶合組分、步驟3中的橋連組分，採用下表1中等摩爾量的原料化合物進行反應，即可獲得本發明所述的式(Ⅰ‐3～Ⅰ‐7)活性黃染料(其中M為Na)。

染色實施例1：

取2g根據實施例1‐7得到活性黃染料與元明粉配成330ml染液。在恆溫下將棉布浸染一段時間後，加入一定量的純鹼固色一段時間，再進行水洗、皂洗、乾燥。分別按GB/T 3920‐2008、GB/T 3922‐1995和GB/T 3921‐2008中的方法測試其耐摩擦色牢度、耐日曬牢度、耐水洗牢度，同時與同類型的M‐3RE黃和Sumifix Yellow 3RS作對比，結果如表2，從結果可以看出，本發明提供的活性黃染料，各項牢度性能優良，染色時間短、用水用鹽量少、染色溫度不高，適於生產推廣。

表2染色實施例性能比較

染色深度：3％

從結果可以看出，本發明實施例1、2、5、7提供的活性黃染料染色溫度為40℃，染色的浴比為1：5比M-3RE黃、Sumifix Yellow 3RS的染色浴比1：20小75％，大大節約染色用水量達75％；同時固色溫度下降20℃，節約能耗30％以上；

實施例3、6提供的活性黃染料染色溫度為60℃，染色的浴比為1：5比M-3RE黃、Sumifix Yellow 3RS的染色浴比1：20小75％，大大節約染色用水量達75％；實施例4染色的浴比為1：8比M-3RE黃、Sumifix Yellow 3RS的染色浴比1：20小60％，大大節約染色用水量達60％。

實施例1‐7提供的活性黃染料染色使用的元明粉用量比M-3RE黃、Sumifix Yellow 3RS節約10‐25％，染色時間縮短20分鐘，節約能耗20‐30％；

染色結束後水洗、皂洗的水用量為800ml比M-3RE黃、Sumifix Yellow 3RS的1000ml少20％，同時水洗牢度提高1級；

染色各項牢度性能優良，特別是摩擦牢度(幹)比M-3RE黃、Sumifix Yellow 3RS提高1‐2級、摩擦牢度(溼)比M-3RE黃、Sumifix Yellow 3RS提高1‐2級，耐日曬牢度比M‐3RE黃、Sumifix Yellow 3RS提高1‐2級。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。