发明内容
本发明目的在于提供一种印花时色光鲜艳,耐水洗,耐摩擦,耐日晒等色牢度优良的蓝色印花活性染料,满足各项性能要求。
一种印花用蓝色活性染料,该蓝色活性染料具有式(1)的结构式:
本发明还提供了一种如所述印花用蓝色活性染料的制备方法,包含如下步骤:
a.一次缩合
在反应釜中加底水、碎冰和打浆剂,混合均匀后加入三聚氯氰打浆,得三聚打浆悬浮液;向所述三聚打浆悬浮液中滴加H酸溶液,滴加完毕后保温反应至终点得一缩液;
步骤a中所述底水、碎冰、打浆剂、三聚氯氰打浆和H酸的重量比为20:90~110:0.08~0.12:18~20:33.4~34.1;优选为20:100:0.1:18.445:34.1。
所述打浆剂为分散剂NNO(亚甲基双萘磺酸钠)。
所述H酸溶液的制备过程如下:
按H酸单钠盐(即前面所述的H酸)与水的重量比为30~35:100,优选为34.1:100,取H酸单钠盐加水打浆,用液碱调节pH6-8,搅拌全溶后,控制温度低于25℃,得H酸溶液,待缩合;
滴加H酸溶液过程中控制三聚打浆悬浮液pH值为1-3,温度小于5℃(本发明中所述温度小于5℃如无特殊说明均指温度在0~5℃之间);所述保温反应过程中控制pH值为1-3,温度小于5℃;终点用高效液相色谱仪控制,游离H酸小于0.1%为终点。
b.重氮化反应:
在反应釜中加底水,投入氨基C酸,调节pH值为6-8,搅拌溶清后,加冰降温到0℃-5℃,加浓盐酸和亚硝酸钠溶液,进行重氮化反应得重氮盐;
步骤b中所述水,氨基C酸、浓盐酸和亚硝酸钠的重量比为100:30~35:10~15:5~10;优选为100:30.3:11:6.9;
所述浓盐酸的质量浓度为30%~31%;所述亚硝酸钠溶液以所述重量份的亚硝酸钠配成质量百分浓度为30%的溶液;
该步骤中用液碱调节pH值为6-8;反应过程中以淀粉KI试纸控制反应中亚硝酸微过量,反应完毕后用氨基磺酸消除过量的亚硝酸;待偶合。
c.偶合反应:
将步骤b得到的重氮盐加入到步骤a得到的一缩液中,搅拌均匀后,调节pH值至6-8,进行偶合反应得耦合物;
步骤c中所述一缩液与重氮盐的物质的量比为0.98~1:1,优选为1:1;以H酸检测反应中重氮盐消失为终点,偶合过程结束,待二缩;该步骤中用小苏打调节pH值至6-8;
d.二缩反应:
将间氨基苯磺酸固体加入到步骤c得到的偶合物中,调节pH值为5-7,缓慢升温到40-60℃,反应过程控制pH6-7,至无间氨基苯磺酸为终点得二缩液;
步骤d中所加间氨基苯磺酸固体与偶合物的物质的量比为1~1.05:1,优选为1.03:1;
e.氧化络合:
将步骤d得到的二缩液降温到23~25℃,滴加硫酸铜溶液,滴加过程控制温度25℃-45℃之间,pH控制4.5-6,加完硫酸铜溶液后,滴加双氧水,控制温度25℃-45℃之间,PH控制4.5-6,加完搅拌反应2~2.5小时,至无所述二缩液为终点,即得结构式如式(1)所述的蓝色活性染料。
步骤e中所述硫酸铜溶液、双氧水和二缩液的物质的量比为1~1.05:3~4:1。此处所述物质的量比是指溶液中的溶质的物质的量比,本发明中所述物质的量比当物质为溶液时如无特殊说明,均指溶液中的溶质的物质的量。TLC检测无步骤d二缩物为终点;所述硫酸铜溶液制备:在反应釜中放底水,投入硫酸铜,升温到40度,搅拌溶解,备用,硫酸铜与底水的重量比为20~25:100,优选为25:100。
本发明还提供了另一种如所述印花用蓝色活性染料的制备方法,包含如下步骤:
a.一次缩合:
在反应釜中加底水,碎冰,打浆剂,搅拌均匀后加入三聚氯氰打浆,得三聚打浆悬浮液,向所述三聚打浆悬浮液中滴加间氨基苯磺酸钠溶液,滴加完毕后保温反应,反应至终点得一缩液;
所述打浆时控制pH值小于3,温度小于5℃,打浆时间为1~1.5h;保温反应过程中控制pH值为1-3,温度小于5℃;游离间氨基苯磺酸小于0.1%为反应终点,终点用高效液相色谱仪控制;
步骤a所述底水、碎冰、打浆剂、三聚氯氰和间氨基苯磺酸钠的重量比为20:90~110:0.08~0.12:18~20:16~18;优选为20:100:0.1:18.45:17.3。
所述间氨基苯磺酸钠溶液由如下方法制备:
按间氨基苯磺酸与水的重量比为15~20:100,优选为17.3:100,取间氨基苯磺酸加水打浆,用液碱调节pH值至6-8,搅拌全溶后,控制温度低于25度,得间氨基苯磺酸钠溶液,待缩合;
b.二次缩合:
将H酸干粉加入到步骤a得到的一缩液中,搅拌均匀,调节pH值至3-4,升温到35℃-40℃,维持pH值3-4,温度35℃-40℃反应到终点,得二缩液;
步骤b中所述H酸干粉与一缩液的物质的量比为0.98~1:1,优选为1:1;该步骤中用小苏打调节pH值至3-4;游离H酸小于1%为终点,终 点用高效液相色谱检测。
c.重氮反应:
在反应釜中加底水,投入氨基C酸,用调节pH值至6-8,搅拌溶清后,加冰降温到0℃-5℃,加浓盐酸和亚硝酸钠溶液进行重氮反应得重氮盐;
步骤c中所述水,氨基C酸、浓盐酸和亚硝酸钠的重量比为100:30~35:10~15:5~10;优选为100:30.3:11:6.9;
所述浓盐酸的质量浓度为30%~31%;所述亚硝酸钠溶液以所述重量份的亚硝酸钠配成质量百分浓度为30%的溶液;
反应过程中以淀粉KI试纸控制反应中亚硝酸微过量,反应完毕后用氨基磺酸消除过量的亚硝酸;
d.偶合反应:
将步骤c得到的重氮盐加入到步骤b得到的二缩液中,搅拌均匀后,调节pH值至6-8,进行偶合反应,得耦合液;
步骤d中所述一缩液与重氮盐的物质的量比为0.98~1:1,优选为1:1;以H酸检测反应中重氮盐消失为终点,偶合过程结束,待氧化络合。
e.氧化络合:
将步骤d得到的偶合液升温到23~25℃,缓慢滴加硫酸铜溶液,滴加过程控制温度25℃-45℃之间,pH值控制在4.5-6,加完硫酸铜溶液后,滴加双氧水,控制温度25℃-45℃之间,pH值控制在4.5-6,加完搅拌反应2~2.5小时,至无所述二缩液为终点,即得结构式如式(1)所述的蓝色活性染料。
步骤e中所述硫酸铜溶液、双氧水和二缩液的物质的量比为1~1.05:3~4:1。TLC检测无步骤e二缩物为终点;所述硫酸铜溶液制备:在反应釜中放底水,投入硫酸铜,升温到40度,搅拌溶解,备用,硫酸铜与底水的重量比为20~25:100,优选为25:100。
TLC检测无步骤d二缩物为终点。
本发明还提供了另一种如所述印花用蓝色活性染料的制备方法,包含如下步骤:
a.H酸酰化物的制备:
将顺丁烯二顺酐加入到H酸溶液中,控制pH值为7-9,温度25℃ -30℃,反应至终点得H酸酰化溶液;反应终点用高效液相色谱检测,游离H酸消失为终点;
步骤a中所述顺丁烯二顺酐与H酸的物质的量比为1~1.3:1;该步骤中用液碱调节pH值为7-9;
所述H酸溶液的制备过程如下:
按H酸单钠盐(即前面比例中所述的H酸)与水的重量比为30~35:100,优选为34.1:100,取H酸单钠盐加水打浆,用液碱调节pH6-8,搅拌全溶后,控制温度25℃-30℃,得H酸溶液,待酰化。
b.重氮化反应:
在反应釜中加底水,投入氨基C酸,调节pH值为6-8,搅拌溶清后,加冰降温到0℃-5℃,加浓盐酸和亚硝酸钠溶液,进行重氮反应得重氮盐;
反应过程中以淀粉KI试纸控制反应中亚硝酸微过量,反应完毕后用氨基磺酸消除过量的亚硝酸;该步骤中用液碱调节pH值为6-8;
步骤b中所述底水、氨基C酸、浓盐酸和亚硝酸钠的重量比为100:30~35:10~15:5~10;优选为100:30.3:11:6.9;
所述浓盐酸的质量浓度为30%~31%;所述亚硝酸钠溶液以所述重量份的亚硝酸钠配成质量百分浓度为30%的溶液;
c.偶合反应:
将步骤b得到的重氮盐加入到步骤a得到的H酸酰化溶液中,搅拌均匀后,用小苏打调节pH值至6-8,进行偶合反应,得耦合液;
以H酸检测反应中重氮盐消失为终点,偶合过程结束;该步骤中用小苏打调节pH值至6-8;
步骤c中所述H酸酰化溶液与重氮盐与的物质的量比为0.98~1:1,优选为0.98:1。
d.氧化络合:
将步骤c得到的偶合液升温到23~25度,缓慢滴加硫酸铜溶液,滴加过程控制温度在25℃-45℃之间,pH控制4.5-6,加完硫酸铜溶液后,滴加双氧水,控制温度在25℃-45℃之间,pH控制4.5-6,加完搅拌反应2~2.5小时,得络合液;TLC检测无步骤c的偶合物,为终点。
步骤d中所述硫酸铜溶液、双氧水和耦合液的物质的量比为1~1.05:3~4:1。所述硫酸铜溶液的制备过程如下:
在反应釜中放底水,投入硫酸铜,升温到40度,搅拌溶解,备用,硫酸铜与底水的重量比为20~25:100,优选为25:100。
e.水解反应:
向步骤d所制得的络合液中加入浓盐酸,升温到60℃-70℃,反应3.5~4.5小时,反应至终点后冷却至40℃-50℃,调节pH值为5-7,盐析,过滤,得滤饼;
所述浓盐酸的质量浓度范围为30%~31%,所述浓盐酸的加入量与络合液的物质的比为3~4:1;
具体过程为:用高效液相色谱检测终点,终点到后,冷却到40℃-50℃,用液碱中和PH5-7,盐析,过滤,所得滤饼分析含量,待缩合。
f.一次缩合:
取步骤e所得滤饼,加水溶解,得色基溶液;
在反应釜中加底水,碎冰,打浆剂,搅拌均匀后加入三聚氯氰打浆,得三聚打浆悬浮液;
向所述三聚打浆悬浮液中滴加色基溶液,滴加过程中控制pH值为4-5,温度小于5℃,滴加完毕后保温反应,保温反应过程中控制pH值为4-5,温度小于5℃,反应至终点得一缩液;用高效液相色谱分析无色基剩余后为反应终点,得一缩液,待二缩;
所述打浆时间为1~1.5h;
所述色基溶液以1重量份e步骤所得滤饼溶于100重量份水中得到;
所述打浆剂、三聚氯氰和色基的物质的量比为0.1:1~1.01:0.98~1;
g.二次缩合:
将间氨基苯磺酸固体加入到步骤f得到的一缩液中,调节pH值为5-7,缓慢升温到40-60℃,反应过程控制pH值6-7,反应至终点即得结构式如式(1)所示的蓝色活性染料;
所述间氨基苯磺酸固体与一缩液的物质的量比为1~1.05:1。
该步骤中用小苏打调节pH值为5-7。
本发明还提供了一种如任一一种所述方法制备得到的蓝色活性染料。
本发明中用到的物质的结构式如下所述:
三聚氯氰的结构式为:
H酸的结构式为:
氨基C酸的结构式为:
间氨基苯磺酸的结构式为:
本发明提供了一种蓝色活性染料并提供了三种不同的制备方法,不同工艺流线制备得到的活性染料在性能上有所不同,但是作为一个共同的特点,本发明所制得活性染料色泽鲜艳,各项牢度性能优异,使用方便,且该活性染料的制备方法,解决了目前市场上普通的K型染料溶解度低的难题、生产过程中存在的污水量较少,完全符合各项环保排放要求,最终以绝对的品质优势深受印染行业的青睐。
另外,本发明三种制备工艺的收率均较高,生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明,但本发明的保护范围并不限于此。除非特别指明,下述实施例中的“份”皆指重量份。
实施例1.
一种蓝色活性染料,该蓝色活性染料具有式(1)的结构式:
该蓝色活性染料的制备方法,包含如下步骤:
a.一次缩合
H酸溶液制备:取34.1份H酸单钠盐加100份水打浆,用5份液碱调节PH6-8,搅拌全溶后,控制温度低于25℃,得H酸溶液,待缩合。
一次缩合:在反应釜中20份水,100份碎冰,0.1份打浆剂分散剂NNO,搅拌均匀后加入18.45份三聚氯氰打浆,打浆1小时后,将H酸溶液慢慢加入到三聚打浆悬浮液中,控制pH2-2.5,温度小于5℃,滴加完 毕后保温反应,过程控制pH1.8-2,温度小于5℃,反应到终点。终点用高效液相色谱仪控制,游离H酸小于0.1%为终点到。得一缩液,待偶合。b.重氮化反应:
在反应釜中加底水100份,投入氨基C酸30.3份,用8份液碱调节PH6-8,搅拌溶清后,加冰降温到0℃-5℃,加11份浓盐酸(浓度30%),加入亚硝酸钠溶液(6.9份亚硝酸钠配成30%的浓度),反应过程中以淀粉KI试纸控制反应中亚硝酸微过量,反应1小时后用氨基磺酸消除过量的亚硝酸。待偶合。
c.偶合反应:
将b步骤的重氮盐加入到a步骤的一缩物中,搅拌均匀后,用16.8份小苏打调节pH6-8,进行偶合反应,以H酸检测反应中重氮盐消失为终点,约2小时终点到。偶合过程结束,待二缩。
d.二缩反应:
将17.3份间氨基苯磺酸固体加入到c步骤的偶合物中,用11份小苏打调节pH5-7,慢慢升温到40-60℃,反应过程严格控制pH6-7,用高效液相色谱检测无间氨基苯磺酸为终点,约6小时终点到。待氧化络合。
e.氧化络合:
硫酸铜溶液制备:在反应釜中放底水100份,投入硫酸铜25份,升温到40℃,搅拌溶解。备用。
氧化络合:将步骤d的二缩液降温到25℃,慢慢滴加硫酸铜溶液,滴加过程控制温度25℃-45℃之间,用8.4份小苏打控制pH4.5-6,加完硫酸铜溶液后,滴加双氧水6.8份,控制温度25℃-45℃之间,用8.4份小苏打控制pH4.5-6,加完搅拌反应2小时,TLC检测无步骤d二缩物,为终点。即制得结构式(1)蓝色活性染料。
f.去除不溶物:
将e步骤中产物加入到固液分离器中,进行分离,去除杂质,收集滤液。
g.调整强度和色光:
将f步骤的物料进行印花,根据结果进行色光和强度的调整。
h.干燥:
将g步骤的物料进行喷雾干燥,得最终成品。
实施例2.
一种蓝色活性染料,该蓝色活性染料具有式(1)的结构式,该蓝色活性染料的制备方法,包含如下步骤:
a.一次缩合
间氨基苯磺酸钠溶液制备:取17.3份间氨基苯磺酸加100份水打浆,用5份液碱调节pH6-8,搅拌全溶后,控制温度低于25℃,得间氨基苯磺酸钠溶液,待缩合。
一次缩合:在反应釜中加20份底水,100份碎冰,0.1份打浆剂分散剂NNO,搅拌均匀后加入18.45份三聚氯氰打浆,打浆1小时后,将间氨基苯磺酸溶液慢慢加入到三聚打浆悬浮液中,控制pH小于2,温度小于5℃,滴加完毕后保温反应,过程中用8.4份小苏打控制pH1-2,温度小于5℃,反应到终点。约4小时到终点。终点用高效液相色谱仪控制,游离间氨基苯磺酸小于0.1%为终点到。得一缩液,待二缩。
b.二次缩合:
将34.1份H酸干粉加入到步骤a的一次缩合液中,搅拌均匀,用12份小苏打调节pH3-4,升温到35℃-40℃,维持pH3-4,温度35℃-40℃反应到终点,终点用高效液相色谱检测,游离H酸小于1%为终点到。降温,待偶合。
c.重氮反应:
在反应釜中加100份底水,投入30.3份氨基C酸,用8份液碱调节pH6-8,搅拌溶清后,加冰降温到0℃-5℃,加11份浓盐酸,加入亚硝酸钠溶液(6.9份亚硝酸钠配成30%的浓度),反应过程中以淀粉KI试纸控制反应中亚硝酸微过量,反应1小时,完毕后用氨基磺酸消除过量的亚硝酸。
d.偶合反应:
将c步骤的重氮盐加入到b步骤的二缩物中,搅拌均匀后,用16.8份小苏打调节pH6-8,进行偶合反应,以H酸检测反应中重氮盐消失为终点,约2小时终点到。偶合过程结束,待氧化络合。
e.氧化络合:
硫酸铜溶液制备:在反应釜中放100份底水,投入25份硫酸铜,升 温到40度,搅拌溶解。备用。
氧化络合:将步骤d的偶合液液升温到25℃,慢慢滴加硫酸铜溶液,滴加过程控制温度25℃-45℃之间,用8.4份小苏打控制pH4.5-6,加完硫酸铜溶液后,滴加双氧水6.8份,控制温度25℃-45℃之间,用8.4份小苏打控制pH4.5-6,加完搅拌反应2小时,TLC检测无步骤d偶合物,为终点。即制得结构式(1)蓝色活性染料。
f.去除不溶物:
将e步骤中产物加入到固液分离器中,进行分离,去除杂质,收集滤液。
g.调整强度和色光:
将f步骤的物料进行印花,根据结果进行色光和强度的调整。
h.干燥:
将g步骤的物料进行喷雾干燥,得最终成品。
实施例3.
一种蓝色活性染料,该蓝色活性染料具有式(1)的结构式,该蓝色活性染料的制备方法,包含如下步骤:
a.H酸酰化物的制备:
H酸溶液制备:取34.1份H酸单钠盐加100份水打浆,用5份液碱调节pH6-8,搅拌全溶后,控制温度25℃-30℃,得H酸溶液,待酰化。
将9.8份顺丁烯二顺酐加入到H酸溶液中,用10.6份纯碱控制pH7-9,温度25℃-30℃,反应终点用高效液相色谱检测,游离H酸消失为终点,得H酸酰化溶液,待偶合。
b.重氮化反应:
在反应釜中加底水100份,投入氨基C酸30.3份,用8份液碱调节pH6-8,搅拌溶清后,加冰降温到0℃-5℃,加11份浓盐酸(浓度),加入亚硝酸钠溶液(6.9份亚硝酸钠配成30%的浓度),反应过程中以淀粉KI试纸控制反应中亚硝酸微过量,反应1小时后用氨基磺酸消除过量的亚硝酸。待偶合。
c.偶合反应:
将b步骤的重氮盐加入到a步骤的H酸酰化物中,搅拌均匀后,用 25份小苏打调节pH6-8,进行偶合反应,以H酸检测反应中重氮盐消失为终点,约2小时终点到。偶合过程结束。
d.氧化络合:
硫酸铜溶液制备:在反应釜中放100份底水,投入25份硫酸铜,升温到40℃,搅拌溶解。备用。
氧化络合:将步骤c的偶合液升温到25℃,慢慢滴加硫酸铜溶液,滴加过程控制温度25℃-45℃之间,用8.4份小苏打控制PH4.5-6,加完硫酸铜溶液后,滴加双氧水6.8份,控制温度25℃-45℃之间,用8.4份小苏打控制pH4.5-6,加完搅拌反应2小时,TLC检测无步骤c偶合物,为终点
e.水解反应:
在步骤d所制得的络合液中,加入11份浓盐酸(30%),控制pH<1。升温到60℃-70℃,反应4小时。用高效液相色谱检测终点,终点到后,冷却到40℃-50℃,用16份液碱中和pH5-7,测出体积,加入20%的氯化钠盐析,
过滤,所得滤饼分析含量,待缩合。
f.一次缩合:
取步骤e滤饼,加200份水,打浆溶解,得色基溶液。在反应釜中加100份底水,100份碎冰,0.1份打浆剂分散剂NNO,搅拌均匀后加入18.45份三聚氯氰打浆,打浆1小时后,滴加色基溶液,过程控制pH=4-5,温度小于5℃,滴加完毕后保温反应,过程中用8.4份小苏打控制pH4-5,温度小于5℃,用高效液相色谱分析无色基剩余后为反应终点,得一缩液,待二缩。
g.二次缩合:
将17.3份间氨基苯磺酸固体加入到f步骤的缩合物中,用12.6份小苏打调节pH5-7,慢慢升温到40-60℃,反应过程用小苏打维持pH6-7,用高效液相色谱检测无间氨基苯磺酸为终点。即制得结构式(1)蓝色活性染料。
h.去除不溶物:
将g步骤中产物加入到固液分离器中,进行分离,去除杂质,收集滤液。
i.调整强度和色光:
将h步骤的物料进行印花,根据结果进行色光和强度的调整。
j.干燥:
将i步骤的物料进行喷雾干燥,得最终成品。
实施例1~3制备的蓝色活性染料性能如表1所示:
表1
挑选市场上性能较好的某产品(活性深蓝P-5R)为标准检测,结果如表2所示:
表2
从表2中可以看出,本发明的产品各项牢度优良,固色率好,满足各项性能需求。
挑选国内市场上性能最好的某厂家染料做比较测试,结果如表3所示:
表3
从表3中可以看出,本发明的产品提升率好,固色率高,溶解度高,解决了目前市场上普通的印花染料溶解度低的难题。