CN100386388C - 茜素黄稀土铬染料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明以氯化稀土或硝酸稀土(La3+、Nd3+、Y3+)、氯化铬或硝酸铬、结构式I的茜素黄染料为原料，以稀土∶铬∶茜素黄的物质的量的比1∶1∶4或者3∶1∶11在pH值为5-6的溶液中，加热反应一定时间制得了茜素黄稀土铬染料，所得产品铬离子含量少，颜色鲜艳、色光饱满、各项牢度好，合成方法简单易行，反应条件较温和，易于工业化生产，具有广阔的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种属于金属络合染料制备方法技术领域。
背景技术
金属络合染料是染料的主要种类之一，自二十世纪初至今已得到了迅速发展，它几乎涉及到了整个染料领域，已用于各种面料的染色，所用金属离子包括铬、钴、铜、镍、铁、锰、铝等，其中以铬为主，铬、钴、铜、镍是染料及染色织物中严格按标准限量的金属。铬金属络合染料具有遮盖性好、染色工艺简单、染品的水洗和日晒牢度好的优点；但其染色的不足之处是颜色暗旧，光泽度差，色谱不全。
自20世纪70年代末陆续发现，稀土化合物在毛、丝绸、棉、麻、合成纤维及皮革等众多产品的染色中具有良好的助染效果，可增加染色制品的鲜艳度，提高染色牢度，使染样柔软，并可提高染料的上染率，节约染料，减少媒染工艺中的重铬酸盐的使用量，减轻媒染工艺中铬的环境污染。
黄色酸性媒介染料茜素黄如本文结构式I所示意，用于棉、毛、丝及锦纶的媒染染色，牢度好，但染色暗，对织物纤维的损伤大，并有铬(VI)污染。作为酸性染料直接染色，颜色虽鲜艳，但牢度很差，无法应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种茜素黄稀土铬染料制备方法，它将稀土使染色增艳作用和铬使染色增牢的作用统一在同一个染料里，制备一种颜色鲜艳、色光饱满、铬含量少、各项染色牢度达国标茜素黄稀土铬染料，弥补茜素黄染料媒染工艺、金属铬络合染料染色暗和茜素黄染色牢度差的不足，减轻铬的环境污染，简化稀土使用工艺，提高纺织制品的染色质量。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种茜素黄稀土铬染料制备方法，其特征在于将下列结构式I的茜素黄染料加热溶解于水中，用醋酸调节溶液的pH值为5-6，制成0.04-0.2mol/L浓度范围的染料溶液，按稀土离子、铬离子与染料物质的量的比0.9-1.1∶0.9-1.1∶3.9-4.1或者是2.9-3.1∶0.9-1.1∶10.9-11.1向稀土离子、铬离子的溶液中加入茜素黄染料溶液，同时搅拌加热至沸，反应2-4小时后，冷却，陈化2-6小时，过滤并水洗，将滤饼在60-85℃下干燥6-12小时，即得深浅略有不同的橘黄色茜素黄稀土铬染料
结构式I。
非常有益的是，所述的稀土离子、铬离子与染料物质的量的比为1∶1∶4或者是3∶1∶11，使制备的染料能获得良好的丝绸染色效果，它染色颜色鲜艳，色光饱满。
所述的稀土离子为镧元素、钇元素或钕元素的离子即La3+、Nd3+、Y3+。
本发明中用氯化稀土或者硝酸稀土的浓度为0.1-0.5mol/L来配制稀土离子溶液，氯化稀土或者硝酸稀土可以是氯化镧、氯化钇、氯化钕、硝酸镧、硝酸钇、或者硝酸钕。
本发明中用氯化铬或硝酸铬的浓度为0.04-0.2mol/L来配制铬离子溶液。
所述的水为蒸馏水或去离子水。
茜素黄稀土铬染料的染色丝绸工艺，剪取适当大小的丝绸一块，称取其质量，按照丝绸质量的1％-3％称取染料。染色前将染色样品放在蒸馏水中，在30℃-50℃的水浴下浸湿10-20分钟。称好的染料按浴比1∶50-100溶于蒸馏水中，用NaAc-HAc缓冲溶液调节溶液的pH值在4.0～5.0之间。放入染色样品，在40℃始染，以1℃/min的速度染浴升温至90-100℃，在此温度下时浸染45-55分钟，边染边不停摇动，染完后降至20℃-50℃取出样品用水充分清洗。染色工艺简单，易于工业化应用。
所得染色丝绸样品颜色均匀，因稀土或组成的不同为深浅不同的橘黄色，其色光饱满、各项牢度符合GB/T15551-1995标准二等品的要求(表1和表2)。
表1 茜素黄稀土铬染料染色丝绸牢度
*R为茜素黄
*牢度级别为1-5，级别越高牢度越好
*系数是物质的量比例。
表2 茜素黄稀土铬染料组成、染色颜色和牢度等级
与现有技术相比，本发明的优点在于它将稀土使染色增艳作用和铬使染色增牢的作用统一在同一个染料里，制备一种颜色鲜艳、色光饱满、铬含量低、各项染色牢度达国标的茜素黄稀土铬染料，弥补了茜素黄染料媒染工艺、金属铬络合染料染色暗和茜素黄染料染色牢度差的不足，提高纺织制品的染色质量，减轻铬的环境污染，简化稀土使用工艺，合成方法简单易行，反应条件较温和，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实例1.茜素黄镧铬染料114LaCrR的制备
(1)配制镧离子溶液
称取氧化镧4.07g，其镧的物质的量为0.025mol，用10ml蒸馏水润湿氧化镧，加入3mol/L HCl溶液，置于电炉上加热，边加边搅拌，直至氧化镧完全溶解。用0.5mol/L浓度的NaOH溶液调节镧离子溶液的pH值到5-6，定容于250ml的容量瓶中，配成浓度为0.1mol/L的La3+溶液。
(2)配制铬离子溶液
称取CrCl3·6H2O 13.32g，其铬的物质的量为0.05mol，用蒸馏水溶解，用1000ml容量瓶配成浓度为0.05mol/L的Cr3+溶液
(3)茜素黄染料溶液的配制
称量茜素黄染料12.37g(0.04mol)，加入一定量的蒸馏水加热使之溶解，然后转移到1000ml容量瓶中，用醋酸调节pH值5-6，配成0.04mol/L溶液。
(4)茜素黄镧铬染料114LaCrR的合成
向反应器中加入镧离子溶液25ml(0.1mol/L)、铬离子溶液50ml(0.05mol/L)并放于电炉上加热搅拌，当温度升至70℃时，将250ml(0.04mol/L)染料溶液加入反应器中，搅拌加热3小时。将反应液静置冷却4小时，镧铬染料沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，水洗，将滤饼在80℃下干燥6小时，即得深橘黄色茜素黄镧铬染料114LaCrR。
实例2.茜素黄镧铬染料3111LaCrR的制备
(1)配制镧离子溶液
称取氧化镧12.21g，其镧的物质的量为0.075mol，按实例1方法配成pH值为5-6、浓度为0.3mol/L的La3+溶液。
(2)配制铬离子溶液
称取CrCl3·6H2O 26.64g，其铬的物质的量为0.10mol，按实例1方法配成浓度为0.10mol/L的Cr3+溶液
(3)茜素黄染料溶液的配制
称量茜素黄染料24.74g(0.08mol)，按实例1方法配成pH值为5-6、浓度为0.08mol/L溶液。
(4)茜素黄镧铬染料3111LaCrR的合成
向反应器中加入镧离子溶液10ml(0.3mol/L)、铬离子溶液10ml(0.1mol/L)并放于电炉上加热搅拌，当温度升至70℃时，将138ml(0.08mol/L)染料溶液加入反应器中，搅拌加热3小时。加热毕，将反应液静置，自然冷却4小时，镧铬染料沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，水洗，将滤饼在80℃下干燥8小时，得亮橘黄色茜素黄镧铬染料3111LaCrR。
实例3.茜素黄钕铬染料114NdCrR的制备
(1)配制钕离子溶液
称取氧化钕4.21g，其钕的物质的量为0.025mol，按实例1方法配成pH值为5-6、浓度为0.1mol/L的Nd3+溶液。
(2)配制浓度为0.05mol/L的Cr3+溶液，同实例1
(3)配制pH值5-6、浓度为0.04mol/L茜素黄染料溶液，同实例1。
(4)茜素黄钕铬染料114NdCrR的制备
向反应器中加入钕离子溶液25ml(0.1mol/L)、铬离子溶液50ml(0.05mol/L)并放于电炉上加热搅拌，当温度升至70℃时，将250ml(0.04mol/L)染料溶液加入反应器中，搅拌加热3小时。将反应液静置冷却4小时，钕铬染料沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，水洗，将滤饼在80℃下干燥6小时，即得橘黄色茜素黄钕铬染料114NdCrR。
实例4.茜素黄钕铬染料3111NdCrR的制备
(1)配制钕离子溶液
称取氧化钕20.35g，其钕的物质的量为0.125mol，按实例1方法配成pH值为5-6浓度为0.5mol/L的Nd3+溶液。
(2)配制铬离子溶液
取CrCl3·6H2O 53.28g，其铬的物质的量为0.2mol，用蒸馏水溶解，按实例1方法配成浓度为0.2mol/L的Cr3+溶液
(3)茜素黄R染料溶液的配制
称量茜素黄染料61.85g(0.2mol)，按实例1方法配成pH值为5-6、浓度为0.2mol/L溶液。
(4)茜素黄钕铬染料3111NdCrR的合成
向反应器中加入钕离子溶液12ml(0.5mol/L)、铬离子溶液10ml(0.2mol/L)并放于电炉上加热搅拌，当温度升至70℃时，将110ml(0.2mol/L)染料溶液加入反应器中，搅拌加热3小时。加热毕，将反应液静置，自然冷却4小时，钕铬染料沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，水洗，将滤饼在80℃下干燥8小时，得浅橘黄色茜素黄钕铬染料3111NdCrR。
应用实例5茜素黄钕铬染料114NdCrR染色丝绸工艺
剪取20*30cm的丝绸一块，称取其质量3.53g，再按照丝绸质量的2％称取染料0.0729g。染色前将丝绸放在蒸馏水中，在40℃的水浴下浸湿10分钟。称好的染料按浴比1∶50溶于137ml蒸馏水中，加40mlpH值为4-5的NaAc-HAc缓冲溶液。放入浸湿的丝绸，在40℃始染，以1℃/min的速度染浴升温至90℃，在90℃时浸染45分钟，边染边不停摇动，染完后降至50℃取出样品丝绸，用水充分清洗。凉干。样品丝绸为颜色均匀色光饱满的橘黄色。其各项牢度测试结果如表1和表2，符合GB/T15551-1995标准二等品的要求。
应用实例6茜素黄钕铬染料3111NdCrR染色丝绸工艺
剪取20*30cm的丝绸一块，称取其质量3.84g，再按照丝绸质量的2％称取染料0.077g。染色前将丝绸放在蒸馏水中，在40℃的水浴下浸湿10分钟。称好的染料按浴比1∶50溶于152ml蒸馏水中，加40mlpH值为4-5的NaAc-HAc缓冲溶液。放入浸湿的丝绸，在40℃始染，以1℃/min的速度染浴升温至90℃，在90℃时浸染45分钟，边染边不停摇动，染完后降至50℃取出样品丝绸，用水充分清洗。凉干。样品丝绸为颜色均匀色光饱满的淡橘黄色。其各项牢度测试结果如表1和表2，符合GB/T15551-1995标准二等品的要求。
Claims (6)
1.一种茜素黄稀土铬染料制备方法，其特征在于将下列结构式I的茜素黄染料加热溶解于水中，用醋酸调节溶液的pH值为5-6，制成0.04-0.2mol/L浓度范围的染料溶液，按稀土离子、铬离子与染料物质的量的比0.9-1.1∶0.9-1.1∶3.9-4.1或者是2.9-3.1∶0.9-1.1∶10.9-11.1向稀土离子、铬离子的溶液中滴加茜素黄染料溶液，同时搅拌加热至沸，反应2-4小时后，冷却，陈化2-6小时，过滤并水洗，将滤饼在60-85℃下干燥6-12小时，即得茜素黄稀土铬染料
结构式I
2.根据权利要求1所述的茜素黄稀土铬染料制备方法，其特征在于所述的稀土离子、铬离子与染料物质的量的比为1∶1∶4或者是3∶1∶11。
3.根据权利要求1或2所述的茜素黄稀土铬染料制备方法，其特征在于所述的稀土离子为镧元素、钕元素或钇元素的离子。
4.根据权利要求3所述的茜素黄稀土铬染料制备方法，其特征在于所述的稀土离子的溶液用氯化稀土或者硝酸稀土配制，氯化稀土或者硝酸稀土的浓度为0.1-0.5mol/L。
5.根据权利要求3所述的茜素黄稀土铬染料制备方法，其特征在于所述的铬离子的溶液用氯化铬或硝酸铬配制，氯化铬或硝酸铬的浓度为0.04-0.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的茜素黄稀土铬染料制备方法，其特征在于所述的水为蒸馏水或去离子水。
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