CN103030998A - 一种适用于尼龙染色的尼龙活性红染料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于尼龙染色的尼龙活性红染料及其制备方法，红色尼龙活性染料的分子结构如通式(I)所示，该染料化合物的使用能够减少环境污染，化合物染色效果达到色泽艳丽，各项湿牢度，如湿摩、皂洗、碱汗、酸汗、水洗等性能优异，使用方便，适用于尼龙染色。化合物的合成所需原料成本低，减少了重金属对环境的污染。

Description

一种适用于尼龙染色的尼龙活性红染料及其制备方法
技术领域
本发明属于染料化合物领域，具体地，本发明涉及一种尼龙活性染料及制备方法，尤其是尼龙红色活性染料及其制备方法。
背景技术
现在一般尼龙染色所用染料均为酸性染料，弱酸性染料及金属络合染料。由于这些染料所染的尼龙各项湿牢度欠佳，色光不是很艳丽，而吸净率低率，染色废液浓度高，特别是重金属，给环境造成严重污染。进入21世纪，由于环境生态的制约，对于上色率，固色率以及染色废液的要求越来越高。酸性染料，弱酸性染料及金属络合，已不能满足尼龙染色需求。
目前急需减少环境污染而且原料成本低，色泽艳丽，各项湿牢度性能优异尼龙活性红染料。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种红色尼龙活性染料，其分子结构如通式(I)所示：
Figure BDA0000025260570000011
其中Y为下面的取代基团中任一个：
Figure BDA0000025260570000012
X为下面的取代基团中任一个：
(X-3)-CH＝CH2
其中M为-H或者是碱金属，碱金属优选为Na或K。
上述式(I)化合物的制备方法包括如下步骤：
a、缩合反应：
将NH2-R溶液加入到三聚氯氰溶液中反应获得一次缩合液，然后向该缩合液中加入J酸，获得二次缩合液；
其中R为下面基团中的任一个(M为-H或碱金属)：
Figure BDA0000025260570000023
(R-3)-CH2CH2OSO3M或
(R-4)-CH2CH2OCOCH3
b、重氮化反应：
向NH2-Y(Y为Y-1、Y-2、Y-3或Y-4)中加入盐酸溶液及亚硝酸钠溶液，在PH＜2的情况下反应，然后用氨基磺酸消除过量亚硝酸，得重氮液；
c、偶合反应：
将b步骤所得重氮液滴加到a步骤的二次缩合液中，得偶合反应液；
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温，保持pH＝8-11水解；
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液过滤去除废渣，收集滤液；
f、调整色光和强度：
将e步骤滤液进行色光、强度调整；
g、干燥：
将f步骤的色液进行喷雾干燥，得式(I)最终产品。
优选地，上述式(I)的染料化合物的制备方法包括如下步骤：
a、缩合反应：
将pH＝2-5的NH2-R(R为R-1、R-2、R-3或R-4)溶液加入到三聚氯氰溶液中，保持T＝0-15℃，pH＝2-3.5，反应4-6小时，获得一次缩合液，然后向该缩合液中加入J酸，调整T＝15-40℃，pH＝4-6，反应2-4小时，获得二次缩合液；
b、重氮化反应：
向低温NH2-Y(Y为Y-1、Y-2、Y-3或Y-4)中加入盐酸溶液及亚硝酸钠溶液，在T＝0-20℃，PH＜2，反应1-3小时，用氨基磺酸消除过量亚硝酸，得重氮液；
c、偶合反应：
将b步骤所得重氮液滴加到a步骤的二次缩合液中，保持T＝10-20℃，pH＝5-7，反应1-2小时，得偶合反应液；
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温至30-50℃，保持pH＝8-11，反应5-7小时；
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液加入到固液分离器中，进行分离，去除废渣，收集滤液于储罐中；
f、调整色光和强度：
用e步骤滤液染色，再根据染色结果进行色光、强度调整；
g、干燥：
将f步骤的色液加入到料液预热器中，调整进口温度和出口温度进行喷雾干燥，得式(I)最终产品。
优选地，上述式(I)的染料化合物的制备方法包括如下步骤：
a、缩合反应：
在溶解罐内，加少量底水及NH2-R(R为R-1、R-2、R-3或R-4)，用NaHCO3中和至pH＝2-5，得NH2-R溶液；在反应釜中，加少量水及少量碎冰，再加入三聚氯氰，搅拌中，滴加NH2-R溶液，T＝0-15℃，pH＝2-3.5，滴加完毕，反应4-6小时，获得一次缩合液，然后向该缩合液中加入J酸，调整T＝15-40℃，pH＝4-6，反应2-4小时，获得二次缩合液；
b、重氮化反应：
在反应釜中加底水和NH2-Y(Y为Y-1、Y-2、Y-3或Y-4)，搅拌均匀，加碎冰和30％的盐酸溶液及亚硝酸钠溶液，在T＝0-20℃，PH＜2，反应1-3小时，用氨基磺酸消除过量亚硝酸，得重氮液；
c、偶合反应：
将b步骤所得重氮液滴加到a步骤的二次缩合液中，滴加过程中T＝10-20℃，用纯碱调pH＝5-7，滴加毕，反应1-2小时，得偶合反应液；
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温至30-50℃，用纯碱保持pH＝8-11，反应5-7小时；
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液加入到固液分离器中，进行分离，去除废渣，收集滤液于储罐中；
f、调整色光和强度：
用e步骤滤液染色，再根据染色结果进行色光、强度调整；
g、干燥：
将f步骤的色液加入到料液预热器中，调整进口温度210℃，以95-100℃的出口温度进行喷雾干燥，得式(I)最终产品。
上述方法中，优选地，一次缩合液制备中T＝5-10℃，反应时间为5小时；
上述方法中，优选地，二次缩合液制备中T＝20-30℃，反应时间为3小时；
上述方法中，优选地，重氮化反应中T＝5-15℃，反应时间为2小时；
其中三聚氯氰的结构如下：
Figure BDA0000025260570000051
J酸的结构如下：
Figure BDA0000025260570000061
上述方法中所用的中间体都是现有技术中公开的已知化合物，均能够从市场上购买得到。
上述方法中，T表示的是温度，例如T＝10-20℃，表示温度在10-20℃之间。
本发明还提供了一种用于染色尼龙的组合物，该组合物包含式(I)的染料化合物和染料用载体。
本发明还提供了上述式(I)的染料化合物用于染色尼龙的用途。
本发明的化合物的使用能够减少环境污染，化合物染色效果达到色泽艳丽，各项湿牢度(湿摩、皂洗、碱汗、酸汗、水洗)性能优异，使用方便，适用于尼龙染色。化合物的合成所需原料成本低，减少了重金属对环境的污染。
具体实施方式
实施例1式(II)化合物的制备
a、缩合物的制备：
a-1、在溶解罐内，加少量底水及对位脂30Kg，用NaHCO3中和pH＝4。
a-1-1、在反应釜中，加少量水及少量碎冰，再加入三聚氯氰19Kg，搅拌中，滴加对位脂，T＝0-15℃，pH＝3.5，滴加完毕，反应5小时，得一缩物，在一缩物中加入J酸26.5Kg，调整T＝15-40℃，pH＝5，反应3小时。
b、对氨基偶氮苯重氮化：
在反应釜中加底水、对氨基偶氮苯23.2Kg，搅拌均匀，加碎冰、30％的盐酸溶液及亚硝酸钠溶液。在0-20℃，PH＜2，反应2小时，(淀粉碘化钾试纸浸后呈微蓝色)，用氨基磺酸消除过量亚硝酸。待偶合。
c、偶合反应：
将对氨基偶氮苯重氮盐，滴加到a步骤二缩物反应液中，滴加过程T＝10-20℃，用纯碱调pH＝5-7，滴加毕，反应2小时。待水解反应。
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温至40-50℃，用纯碱保持pH＝10，反应6小时。
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液加入到固液分离器中，进行分离，去除废渣，收集滤液于储罐中。
f、调整色光和强度：
将e步骤物料染色，再根据染色结果进行色光、强度调整
g、干燥：
将e步骤的色液加入到料液预热器中，调整进口温度210℃，以95-100℃的出口温度进行喷雾干燥，得108Kg式(II)染料化合物。
实施例2式(III)化合物的制备
Figure BDA0000025260570000071
a、缩合物的制备：
a-1、在溶解罐内，加少量底水及乙醇胺硫酸酯14.6Kg，用NaHCO3中和pH＝5。
a-1-1、在反应釜中，加少量水及少量碎冰，再加入三聚氯氰19Kg，搅拌中，滴加乙醇胺硫酸酯，T＝0-15℃，pH＝3.5，滴加完毕，反应5小时，在一缩物中加入J酸26.5Kg，调整T＝15-40℃，pH＝5，反应3小时。
b、4-氨基-4’-硝基二苯胺重氮化：
在反应釜中加底水、4-氨基-4’-硝基二苯胺27.2Kg，搅拌均匀，加碎冰、30％的盐酸溶液及亚硝酸钠溶液。在0-20℃，PH＜2，反应2小时，(淀粉碘化钾试纸浸后呈微蓝色)，用氨基磺酸消除过量亚硝酸。待偶合。
c、偶合反应：
将4-氨基-4’-硝基二苯胺重氮盐，滴加到a步骤二缩物反应液中，滴加过程T＝10-20℃，用纯碱调pH＝6，滴加毕，反应2小时，待水解反应。
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温至40-50℃，用纯碱保持pH＝10，反应6小时。
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液加入到固液分离器中，进行分离，去除废渣，收集滤液于储罐中。
f、调整色光和强度：
将e步骤物料染色，再根据染色结果进行色光、强度调整
g、干燥：
将f步骤的色液加入到料液预热器中，调整进口温度210℃，以95-100℃的出口温度进行喷雾干燥，得95.5Kg式(III)染料化合物。
实施例3式(IV)化合物的制备
Figure BDA0000025260570000091
a、缩合物的制备：
a-1、在溶解罐内，加少量底水及乙醇胺醋酸酯10.7Kg，用NaHCO3中和pH＝4。
a-1-1、在反应釜中，加少量水及少量碎冰，再加入三聚氯氰19Kg，搅拌中，滴加乙醇胺醋酸酯溶液，T＝0-15℃，pH＝3.5，滴加完毕，反应5小时，得一缩物，在一缩物中加入J酸26.5Kg，调整T＝15-40℃，pH＝4-6，反应3小时，得二缩物。
b、对氨基偶氮苯-4’-磺酸重氮化：
在反应釜中加底水、对氨基偶氮苯-4’-磺酸32Kg，搅拌均匀，加碎冰、30％的盐酸溶液及亚硝酸钠溶液。在0-20℃，PH＜2，反应1-3小时，(淀粉碘化钾试纸浸后呈微蓝色)，用氨基磺酸消除过量亚硝酸。待偶合。
c、偶合反应：
将对氨基偶氮苯-4’-磺酸重氮盐，滴加到a步骤二缩物反应液中，滴加过程T＝10-20℃，用纯碱调pH＝5-7，滴加毕，反应2小时，待水解反应。
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温至40-50℃，用纯碱保持pH＝10，反应6小时。
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液加入到固液分离器中，进行分离，去除废渣，收集滤液于储罐中。
f、调整色光和强度：
将e步骤物料染色，再根据染色结果进行色光、强度调整
g、干燥：
将f步骤的色液加入到料液预热器中，调整进口温度210℃，以95-100℃的出口温度进行喷雾干燥，得96Kg式(IV)染料化合物。
本发明的实施例1的尼龙活性红染料的应用性能表
Figure BDA0000025260570000101
本发明的染料及其染料的制备方法已经通过具体的实施例进行了描述。本领域技术人员可以借鉴本发明的内容适当改变原料、工艺条件等环节来实现相应的其它目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种红色尼龙活性染料，其分子结构如通式(I)所示：
Figure FDA0000025260560000011
其中Y为下面的取代基团中任一个：
Figure FDA0000025260560000012
X为下面的取代基团中任一个：
Figure FDA0000025260560000013
(X-3)-CH＝CH2
其中M为-H或者是碱金属。
2.根据权利要求1所述的染料，其中碱金属为Na或K。
3.权利要求1所述染料的制备方法，该方法包括如下步骤：
a、缩合反应：
将NH2-R溶液加入到三聚氯氰溶液中反应获得一次缩合液，然后向该缩合液中加入J酸，获得二次缩合液；
其中R为下面基团中的任一个：
Figure FDA0000025260560000021
(R-3)-CH2CH2OSO3M或
(R-4)-CH2CH2OCOCH3
其中，M为-H或碱金属，
b、重氮化反应：
向NH2-Y(Y为Y-1、Y-2、Y-3或Y-4)中加入盐酸溶液及亚硝酸钠溶液，在PH＜2的情况下反应，然后用氨基磺酸消除过量亚硝酸，得重氮液；
c、偶合反应：
将b步骤所得重氮液滴加到a步骤的二次缩合液中，得偶合反应液；
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温，保持pH＝8-11水解；
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液过滤去除废渣，收集滤液；
f、调整色光和强度：
将e步骤滤液进行色光、强度调整；
g、干燥：
将f步骤的色液进行喷雾干燥，得式(I)最终产品。
4.根据权利要求3所述的方法，该方法包括如下步骤：
a、缩合反应：
将pH＝2-5的NH2-R(R为R-1、R-2、R-3或R-4)溶液加入到三聚氯氰溶液中，保持T＝0-15℃，pH＝2-3.5，反应4-6小时，获得一次缩合液，然后向该缩合液中加入J酸，调整T＝15-40℃，pH＝4-6，反应2-4小时，获得二次缩合液；
b、重氮化反应：
向低温NH2-Y(Y为Y-1、Y-2、Y-3或Y-4)中加入盐酸溶液及亚硝酸钠溶液，在T＝0-20℃，PH＜2，反应1-3小时，用氨基磺酸消除过量亚硝酸，得重氮液；
c、偶合反应：
将b步骤所得重氮液滴加到a步骤的二次缩合液中，保持T＝10-20℃，pH＝5-7，反应1-2小时，得偶合反应液；
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温至30-50℃，保持pH＝8-11，反应5-7小时；
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液加入到固液分离器中，进行分离，去除废渣，收集滤液于储罐中；
f、调整色光和强度：
用e步骤滤液染色，再根据染色结果进行色光、强度调整；
g、干燥：
将f步骤的色液加入到料液预热器中，调整进口温度和出口温度进行喷雾干燥，得式(I)最终产品。
5.根据权利要求3或4所述的方法，该方法包括如下步骤：
a、缩合反应：
在溶解罐内，加少量底水及NH2-R(R为R-1、R-2、R-3或R-4)，用NaHCO3中和至pH＝2-5，得NH2-R溶液；在反应釜中，加少量水及少量碎冰，再加入三聚氯氰，搅拌中，滴加NH2-R溶液，T＝0-15℃，pH＝2-3.5，滴加完毕，反应4-6小时，获得一次缩合液，然后向该缩合液中加入J酸，调整T＝15-40℃，pH＝4-6，反应2-4小时，获得二次缩合液；
b、重氮化反应：
在反应釜中加底水和NH2-Y(Y为Y-1、Y-2、Y-3或Y-4)，搅拌均匀，加碎冰和30％的盐酸溶液及亚硝酸钠溶液，在T＝0-20℃，PH＜2，反应1-3小时，用氨基磺酸消除过量亚硝酸，得重氮液；
c、偶合反应：
将b步骤所得重氮液滴加到a步骤的二次缩合液中，滴加过程中T＝10-20℃，用纯碱调pH＝5-7，滴加毕，反应1-2小时，得偶合反应液；
d、水解反应：
将c步骤偶合反应液升温至30-50℃，用纯碱保持pH＝8-11，反应5-7小时；
e、去除不溶物：
将d步骤水解反应液加入到固液分离器中，进行分离，去除废渣，收集滤液于储罐中；
f、调整色光和强度：
用e步骤滤液染色，再根据染色结果进行色光、强度调整；
g、干燥：
将f步骤的色液加入到料液预热器中，调整进口温度210℃，以95-100℃的出口温度进行喷雾干燥，得式(I)最终产品。
6.根据权利要求5所述的方法，其中一次缩合液制备中T＝5-10℃，反应时间为5小时。
7.根据权利要求5所述的方法，其中二次缩合液制备中T＝20-30℃，反应时间为3小时。
8.根据权利要求5所述的方法，其中重氮化反应中T＝5-15℃，反应时间为2小时。
9.一种用于染色尼龙的组合物，该组合物包含权利要求1所述的通式(I)的染料化合物和染料用载体。
10.权利要求1所述的通式(I)的染料化合物用于染色尼龙的用途。
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