CN104479393A - 高水洗牢度和升华牢度的大红色分散染料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料及其制备与应用。一种高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料，结构如式(I)所示：R₁为乙基、烯丙基、苄基；R₂为甲基、乙基、苯基。该染料具有优异的水洗牢度，且无毒无致癌性，防过敏，安全环保，三废排放少，合成工艺简单，造价低廉，适合市场发展和工业化生产的需要。特别的，通过我们的研究发现，由于苯并噻唑结构中杂原子，氮原子和硫原子的存在，氮原子和硫原子具有未成健的p轨道电子，能与氮氮双键的π轨道形成p-π共轭，强化了氮氮双键的稳定性，使得染料分子的日晒牢度有显著的提高。

Description

高水洗牢度和升华牢度的大红色分散染料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料及其制备与应用。

背景技术

染色纤维的光褪色现象是非常普遍的，人们对这一现象的研究持续了近乎200年的时间。随着各种新型染料、染色方法和新型纤维的出现，对这一现象的研究也更加的广泛和深入。然而，染料的光褪色是一种非常复杂的物理化学变化，很难由单一或几个原因解释清楚，其内在的机理还不是十分明确。一直以来，人们通常认为染料的结构是决定其日晒牢度的主要原因。因而，染整工作者们更多的从染料分子结构设计这一方向去提高染料的日晒牢度。

另外，分散染料染色织物在高温热处理时，因染料升华作用而造成的变色和沾染白地，造成升华牢度降低。与其他染料相比，分散染料的分子结构较简单，仅含有少量极性基团而无强离子型基团，许多分散染料有显著的蒸汽压，所以用这些分散染料染色的织物当经受诸如热固着、热定型和树脂焙烘等高温干热处理时，即发生升华作用，且其蒸汽能被相邻的纤维吸收，致使得色量降低和沾染白地或沾污反差色。

近年来，由于杂环类分散染料色光鲜艳、发色强度高、牢度性能好，具有较好的深色效应和较高的摩尔消光系数，并有良好的染色性能，使得其成为染料化学界研究较多的一个领域。另外，在开发、筛选聚醋超细纤维用染料过程中，也发现杂环分散染料较之其它类分散染料具有更好的应用性能，深得这些领域的工作者的喜爱。

目前已有一些苯并噻唑类的分散染料报道，如中国专利CN201210236864.4报道了一种硝基苯并噻唑类单偶氮分散染料，这种染料虽然具有一定的染深性、染色pH范围宽的优点，但该染料结构由于苯并噻唑的苯环上有强吸电子基团的存在，使得染料产生蓝移，这样的红色染料蓝光太多，造成红色色光不纯，不艳，为了弥补这一不足，该发明在其偶氮组分的苯环上加了一个供电子基团(羟基、烷基、烷氧基等)，虽然得到一定程度的缓解，但整个系列染料作为大红系列染料仍存在明显的色光不纯。同时，该系列染料由于在与氮氮双键直接连接的苯环上连有供电子集团，造成氮氮双键上电子云密度增加，使得该染料耐晒牢度明显降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料及其制备与应用。

为达到发明目得本发明采用的技术方案是：

一种高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料，结构如式(I)所示：

R₁为乙基、烯丙基、苄基；

R₂为甲基、乙基、苯基。

所述高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料，所述染料结构式为下列之一：

所述高水洗牢度和升华牢度的大红色分散染料的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将式(II)所示的化合物在重氮化试剂中进行重氮化反应得到重氮盐；

(2)将步骤(1)所得重氮盐与式(III)所示的化合物进行偶合反应，即得所述的邻苯二甲酰胺型高水洗牢度分散染料；

式(III)中，R₁为乙基、烯丙基、苄基；R₂为甲基、乙基、苯基。

所述的制备方法，步骤(1)中重氮化试剂为硫酸与亚硝酰硫酸的混合溶液或者盐酸与亚硝酸钠的混合溶液。

所述的制备方法，步骤(1)中重氮化反应在-10℃～10℃下进行。

所述的制备方法，步骤(2)中偶合反应在质量浓度3～20％的硫酸溶液中，在-10℃～10℃下进行。

所述的制备方法，步骤(1)式(II)所示的化合物与重氮化试剂物质的量比为1∶1.0～1.10。

所述的制备方法，步骤(2)重氮盐与式(III)所示的化合物物质的量比为1.0～1.15∶1。

所述的高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料在制备分散染料中的应用。

本发明所述高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料的有益效果主要体现在，该染料具有很高的水洗牢度。

该染料具有优异的水洗牢度，且无毒无致癌性，防过敏，安全环保，三废排放少，合成工艺简单，造价低廉，适合市场发展和工业化生产的需要。特别的，通过我们的研究发现，由于苯并噻唑结构中杂原子，氮原子和硫原子的存在，氮原子和硫原子具有未成健的p轨道电子，能与氮氮双键的π轨道形成p-π共轭，强化了氮氮双键的稳定性，使得染料分子的日晒牢度有显著的提高。另外，与现有苯并噻唑类偶氮染料相比，由于去除了与氮氮双键相连苯环上的供电子基团，使得染料的日晒牢度提高，同时在苯并噻唑结构的苯环上加上两个供电子基团(氯原子)，使得染料具有很纯很艳的大红色。

另外我们还发现，本发明所述高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料的分子结构存在以下的烯醇式结构互变：

由于分散染料是疏水性染料，为了增加染料的疏水性，在染料结构设计中是不存在羟基、羧基和磺酸基等亲水性基团的。这样结构也造成了染料与染料之间分子缔合度降低，最终影响染料的升华牢度。而本发明的分散染料结构中，由于这种烯醇式互变结构的存在，导致了染料中有一定数量的羟基存在。羟基能与羰基的氧形成氢键，使得染料与染料之间的作用力大大增强，宏观上体现为该染料具有很高的升华牢度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1：

1、重氮盐的制备

在带有搅拌的250ml四口烧瓶中加入49克冰，控制温度10度以下缓慢加入95克浓度为98％的硫酸，继续降温至-5度，控制温度0度以下缓慢加入折百量为13.5g的亚硝酰硫酸溶液(折百量是指折算为100％的量，即该溶液中含有的亚硝酰硫酸的量)，加完搅拌0.5h，控制温度0度以下缓缓加入22.3g 2-氨基-5,6-二氯苯并噻唑(纯度98.0％)，加入时间为0.5-1h，加完毕后继续搅拌2h，用淀粉碘化钾试纸在冰水中检测，若显蓝色停止搅拌备用。

2、偶合反应

在带有搅拌的2000ml大烧杯中分别加入200g底水，30g浓度为31％的盐酸，15克浓度为99％的乙酸，1g氨基磺酸，0.5g聚乙二醇1000乳化剂，搅拌。加冰控制温度在5℃以下加入38.1g的N-(2-氧代2-苯乙基)丁酸酯-N-苄基苯胺(纯度98.0％)，如结构A所示。搅拌0.5h后，在液面上缓缓滴入第一步所制的重氮盐的溶液，用渗圈法检测直至反应终点(偶合组分应稍过量)，重氮盐的溶液滴加时间为2h，继续保温搅拌4h，升温至45-50度保温2小时。抽滤并水洗至中性，得到一种如结构(I-1)所示的分散染料。

实施例2-6

按实施例1的操作方法合成结构(I-2)到结构(I-6)

实施例7：染色实施例

各取2克实施例1～6中制得的高水洗牢度和高日晒牢度的分散染料，分散在500毫升水中，吸取20毫升后与60毫升的水混合，用醋酸调染浴pH为5，升温至70℃同时，分别放入2克涤纶布料进行染色，于30分钟内由70℃升温到130℃，保温45分钟，冷却至90℃时开始取样。得到1～9号染织物，采用国标GB/T3921-1997、GB/T3920-1997、GB/T8427-1998、GB/T5718-1997分别测试其耐水洗、耐摩擦牢度、耐日晒、耐升华牢度和扩散性能，结果见表1。

对比例：各取2克如下结构的分散染料，按照实施例7步骤进行性能检测。

表1：性能检测结果表

由表1数据可以看出，与对比例相比，本发明的6个样品检测结果在水洗牢度、日晒牢度和升华牢度上有很大的提高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的本领域人士能够了解到本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料，结构如式(I)所示：

R₁为乙基、烯丙基、苄基；

R₂为甲基、乙基、苯基。

2.如权利要求1所述高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料，其特征在于：所述染料结构式为下列之一：

3.制备权利要求1所述高水洗牢度和升华牢度的大红色分散染料的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)将式(II)所示的化合物在重氮化试剂中进行重氮化反应得到重氮盐；

(2)将步骤(1)所得重氮盐与式(III)所示的化合物进行偶合反应，即得所述的邻苯二甲酰胺型高水洗牢度分散染料；

式(III)中，R₁为乙基、烯丙基、苄基；R₂为甲基、乙基、苯基。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中重氮化试剂为硫酸与亚硝酰硫酸的混合溶液或者盐酸与亚硝酸钠的混合溶液。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中重氮化反应在-10℃～10℃下进行。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(2)中偶合反应在质量浓度3～20％的硫酸溶液中，在-10℃～10℃下进行。

7.如权利要求3～6之一所述的方法，其特征在于：步骤(1)式(II)所示的化合物与重氮化试剂物质的量比为1∶1.0～1.10。

8.如权利要求3～6之一所述的方法，其特征在于：步骤(2)重氮盐与式(III)所示的化合物物质的量比为1.0～1.15∶1。

9.权利要求1或2所述高日晒牢度和升华牢度的大红色分散染料在制备分散染料中的应用。