CN109486239B - 一种分散染料组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分散染料组合物及其制备方法和应用，该染料组合物由一定比例的组分A、组分B、组分C及组分D，并添加一定量的助剂所组成，本发明制备的蓝色分散染料组合物与C.I.分散蓝56具有相同的色光，应用于涤纶及其混纺织物的染色时，具有水洗牢度和升华牢度更高、提升性更好、价格更便宜、且更安全环保的特性，可使用该蓝色分散染料组合物替代C.I.分散蓝56进行疏水性纤维织物，尤其是涤纶的染色生产。

Description

一种分散染料组合物及其制备方法和应用

技术领域：

本发明涉及一种蓝色分散染料组合物及其制备方法和应用，用于替代C.I.分散蓝56，适用于涤纶纤维及其混纺织物的染色。

背景技术：

C.I.分散蓝56，商品名分散蓝2BLN，化学名称1,5-二氨基-2-氯-4,8-二羟基-9,10-蒽醌(见式1)。该染料是分散染料低温三原色的重要组成部分，具有色光鲜艳、匀染性好、染色温度低、耐光坚牢度好等优点，是“蓝蒽醌”分散染料中应用最广泛的品种之一。C.I.分散蓝56的化学结构如下式所示：

然而该染料也存在一定缺陷，影响着染料在生产中的实际使用，表现在：

(1)牢度差。由于染料分子量(365.18)和分子体积较小，染料要进入纤维所产生的“瞬间孔穴”较容易，因此染色时对聚酯纤维分子链的软化程度要求低，虽有利于低温染色(在染色温度超过50℃后即可缓慢上染)，但反过来也会造成染料的水洗牢度和升华牢度差，因为染料在涤纶纤维上属于“易进易出”型；

(2)提升力低。染料结构属于蒽醌的氨基、羟基及氯(或溴)代衍生物，具有蓝蒽醌系染料普遍所具有的吸光系数低的缺点，对纤维的着色力(提升力)低，因此在深浓色染色拼色时，很少采用C.I.分散蓝56；

(3)原料和生产过程均存在环保问题。C.I.分散蓝56的生产，目前多采用苯氧基法(或甲氧基法)进行合成，合成工艺非常复杂，而且含酸废水多，成分复杂，废水处理不易，这导致染料的生产过程面临较大环保压力；除此之外，原料蒽醌本身也存在环保问题。2017年10月27日世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，蒽醌已被列为2B类致癌物。虽短期内还未对其生产和应用造成影响，但长期来看是否会对蒽醌的使用造成限制始终存在一定风险，因此会否间接影响C.I.分散蓝56的产品和产量也存在不确定性。

(4)成本高，价格上涨严重。由于染料的生产工艺复杂，生产中环保压力大，导致染料的生产成本及市场售价远高于相同色系的偶氮染料，也对生产中进行大量应用造成一定的限制。

因此，对C.I.分散蓝56进行替代技术研究，在提升各项应用性能的同时降低成本、规避市场风险和环保风险，是相当必要的。

发明内容：

本发明的第一方面目的是提供一种可替代C.I.分散蓝56的蓝色分散染料组合物，该染料组合物不但与C.I.分散蓝56具有相同的色光，而且具有水洗牢度和升华牢度更高、提升性更好、价格更便宜、且更安全环保的特性。

本发明采取的技术方案如下：

一种分散染料组合物，其特征在于，包括染料和助剂，其中染料由式Ⅰ所示的组分A、式Ⅱ所示的组分B、式Ⅲ所示的组分C和式Ⅳ所示的组分D所构成：

制备本发明所述蓝色分散染料组合物时，其中组分A、B、C、D均可采用现有已知的方法进行合成，也可采用下述相应的市售分散染料商品。

优选地，组分A采用浙江万丰化工有限公司生产的分散染料C.I.分散蓝183(200％)。

优选地，组分B采用浙江万丰化工有限公司生产的分散染料C.I.分散蓝165:1(200％)。

优选地，组分C采用浙江万丰化工有限公司生产的分散染料C.I.分散黄163(100％)。

优选地，组分D采用湖北万得化工有限公司生产的分散染料C.I.分散黄124(100％)。

采用上述商品分散染料为原料制备本发明蓝色分散染料组合物时，商品染料通常会携带少量副产物和杂质，只要不影响本发明的实施效果，也在本发明的范围之内。

当采用上述优选的组分A、B、C和D制备本发明所述蓝色分散染料组合物时，为使4种组分形成的拼混染料具有与C.I.分散蓝56一致的色光，组分A、B、C、D在组合物中的质量百分比分别为：组分A：75～82％；组分B：18～25％；组分C：0.5～5％；组分D：0.5～5％。

优选地，上述蓝色分散染料组合物可按下列配方1组成：

配方1：质量百分比分别为77.16％的组分A；21.60％的组分B；0.65％的组分C和1.23％的组分D。

优选地，上述蓝色分散染料组合物还可按下列配方2组成：

配方2：质量百分比分别为78.68％的组分A；19.26％的组分B；2.21％的组分C和1.56％的组分D。

优选地，上述蓝色分散染料组合物还可按下列配方3组成：

配方3：质量百分比分别为77.70％的组分A；21.39％的组分B；1.22％的组分C和1.65％的组分D。

本发明所述蓝色分散染料组合物，除染料外，还包括有助剂，所述助剂选自分散剂、表面活性剂的一种或几种。

优选地，上述分散剂为木质素磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物、甲基萘磺酸甲醛缩合物中的一种或几种。

优选地，上述表面活性剂为平平加O(脂肪醇聚氧乙烯醚)、高级脂肪醇、硫酸化蓖麻油中的一种或几种。

优选地，本发明所述蓝色分散染料，染料组合物与助剂的质量比为：1:(0.1～10)。

显然，在上述本发明染料组合物的各染料组分质量比例的基础之上，通过改变染料力份(强度)和/或添加助剂稀释得到的产品，仍然是在本专利的保护之内。

本发明的第二方面目的是提供一种蓝色分散染料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将组分A、组分B、组分C和组分D与助剂混合，经砂磨机进行砂磨微粒子化后得成品。

(2)也可将组分A、组分B、组分C和组分D分别与助剂混合，经砂磨机进行砂磨微粒子化后再混合在一起得成品。

(3)还可将染料组合物与助剂及水混合后经砂磨机砂磨得到的液体或乳膏体，再经喷雾干燥得到染料粉体或颗粒成品。

本发明的第三方面目的是提供一种上述蓝色分散染料组合物，在疏水性纤维及织物，尤其是涤纶及其混纺织物的染色中的应用。

本发明的有益效果及原理：

1、更好的染色性能：

色深：本发明主要染料成分选择具有偶氮结构发色体的几种分散染料进行配伍，经申请人实验发现，具有上述偶氮结构发色体的分散染料，其摩尔吸光系数均远大于具有蒽醌发色体的C.I.分散蓝56，这些染料拼混组成的染料组合物，具有比C.I.分散蓝56高得多的提升力和遮盖力，用极少的染料用量就可染得与C.I.分散蓝56相同的颜色深度，相应的，染色成本也比C.I.分散蓝56低得多。

色牢度：由于优选出的这些染料的分子量和分子体积均较大，不像C.I.分散蓝56那样在涤纶纤维上“易进易出”，因此染着纤维后的水洗牢度和升华牢度均远远优于C.I.分散蓝56，日晒牢度则与分散蓝56相当。

上染率：优选出的这些染料均具有与涤纶纤维相近的溶解度参数(涤纶纤维的溶解度参数为10.8)，因此它们对涤纶纤维的染色性能良好。此外，由于优选出的这些染料本身相互之间的溶解度参数也十分接近(组分A、B、C、D的溶解度参数分别为10.4、10.6、10.7和10.8)，因此当它们配伍使用时，还能起到组合增效的作用，进一步提高染料的上染率和得色深度。

配伍性：优选出的这些染料，在实际染色过程中，随着染色温度的提高，染料在涤纶纤维上的上染速率曲线能始终保持一致，因此配伍性能十分优异，染色时重现性好。

色光：组分A、B、C、D采取红光蓝、绿光蓝、红光黄及绿光黄的组合，在色光调节上取长补短，由不同组分复配比例的变化实现色光在红-绿、蓝-黄及明-暗间的变化，不但能够复制出与C.I.分散蓝56完全相同的色光，而且可以使色光表现更加丰满，同一组染料采取不同的染料配比，可以得到与C.I.分散蓝56具有相同色光的多个染料组合配方。

2、更好的环保性：

本发明选择的几种染料化合物，由于具有单偶氮结构，合成步骤简单，生产中不像蒽醌染料的合成过程会产生大量成分复杂的含酸废水，且原料本身也不存在致癌性，因此其生产和使用过程均比C.I.分散蓝56更环保。

综上，基于以上改进，由本发明得到的蓝色分散染料组合物，与C.I.分散蓝56相比：不但能从色光上完全取代C.I.分散蓝56，而且实际染色时具有比C.I.分散蓝56更优异的牢度性能和提升性能，成本低，安全环保，因此在生产中完全可以替代C.I.分散蓝56用于涤纶织物的染色生产。

另一方面，本发明的蓝色分散染料组合物，与现有其他用于替代C.I.分散蓝56的商品染料相比：本发明蓝色分散染料与C.I.分散蓝56具有相同的色光，当印染厂使用该染料对涤纶织物染色或拼色打样时，因该染料的色光表现与C.I.分散蓝56完全一致，所以化验室打样人员无需重新构筑对本发明染料的颜色认知，可直接替代C.I.分散蓝56进行生产，极大简化了实验室打小样及大生产的相关操作流程；而且具有配伍性好、水洗牢度和升华牢度更高、提升性更好、价格更便宜、且更安全环保的特性。

以下结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

具体实施方式：

实施例1：

将38.58g组分A，10.80g组分B，0.33g组分C，0.62g组分D，40g扩散剂NNO和60g分散剂MF，加100g水充分搅拌混合均匀，用砂磨机研磨分散，然后喷雾干燥，得到力份为295％的蓝色分散染料组合物。

色光检测：

使用上述方法得到的蓝色分散染料组合物，当其用量为0.32％o.w.f时，可以与用量为1.00％o.w.f的C.I.分散蓝56在涤纶织物上染得一致的色光和颜色深度，如下表1所示。

表1、实施例1与C.I.分散蓝56的色光对比

注：颜色数据以C.I.分散蓝56(100％)染色涤纶织物为标样，本发明所述蓝色染料组合物为批次样，在美国Datacolor测色配色仪上进行测试得到。

从表1可见，使用相当于C.I.分散蓝56(100％)仅约1/3的染料用量，该染料组合物即可与分散蓝56在涤纶织物上染得相同的色泽深度(ΔL<0.5)，色差(CMC△E)<0.8。

实施例2～8：

按实施例1所述的染料组合物制备方法，调整各组分和添加剂的用量，将组分A、组分B、组分C和组分D与添加剂混合均匀，加水搅拌并研磨分散，喷雾干燥，制得各种蓝色分散染料组合物成品(表1)。它们与C.I.分散蓝56(100％)调节至相同力份进行染色时，与后者的色差也如表2所示。

表2、不同组分和添加剂下色光对比

从表2可进一步看出，当本发明蓝色分散染料四种组分以选定的比例与不同用量的添加剂进行拼混后，得到具有不同力份的染料组合物成品，这些染料组合物均能与C.I.分散蓝56染得相同的色光，色差值(CMC△E)<0.8。

实施例9：

采用实施例1～8所述染料组合物分别对涤纶织物进行染色。

染色方法为：室温下将500公斤纯涤针织物(已经过前处理的)放入按浴比1:10配制的染浴中,运转3-5分钟,加入本发明蓝色分散染料组合物5公斤，运转5-10分钟，用冰醋酸调节染浴pH值至4.5～5.5，然后按2℃/min升温速率升温至80℃，再以1.0℃/min升温速率升温至130℃运转50分钟，染色完成后降温至80℃排液，还原清洗，水洗，脱水烘干。

按国家标准GB/T3921.C3‐2013，GB/T3920‐2013，GB/T5718‐2008和GB/T8427-2008分别测试实施例1～8染色的涤纶织物的水洗牢度、摩擦牢度、升华牢度及日晒牢度，所染织物的各项牢度性能如表3～5所示。

表3、染色涤纶织物的水洗牢度

表4、染色涤纶织物的升华牢度(180℃)

表5、染色涤纶织物的摩擦牢度和日晒牢度(20h)

从表3～5可看出：本发明蓝色分散染料组合物用于涤纶织物染色的水洗牢度、摩擦牢度和升华牢度均明显优于C.I.分散蓝56，而日晒牢度和C.I.分散蓝56相当。

实施例10：

采用实施例1、3、4、5和7各组成蓝色分散染料组合物，在不同染料用量下对涤纶织物进行染色(小试)，具体染色工艺参照实施例9，对比本发明染料组合物与C.I.分散蓝56的提升性，结果如表6所示。

表6、染料的提升力对比

注：染料提升性的测试评级参照国家标准GB/T2397-2012。

从表6可见，本发明蓝色分散染料组合物的提升性明显优于C.I.分散蓝56。

实施例11～14：

采用实施例1～8中所述任一染料组合物替代C.I.分散蓝56与其他分散染料进行拼色染色，按实施例9所述涤纶染色工艺，本发明蓝色分散染料组合物用于涤纶拼色染色的效果，及它们与C.I.分散蓝56拼色染色的效果对比，如实施例11～14(表7、表8)所示。织物规格：75D72F纯涤纶机织物。

表7、拼色染色时本发明分散染料组合物与分散蓝56的色差对比

表8、拼色染色时本发明分散染料组合物与分散蓝56的牢度对比

从表7及表8中实施例11～14与分散蓝56拼色染色的效果对比可看出，本发明蓝色分散染料组合物，替代C.I.分散蓝56，用于涤纶织物的拼色染色，替代物处方与原处方染色的色差很小，说明其色光表现与C.I.分散蓝56一致，而替代物处方的染料用量少，且各项染色牢度也优于原处方。

Claims (6)

1.一种蓝色分散染料组合物，其特征在于，包括染料和助剂，其中染料由式Ⅰ所示的组分A、式Ⅱ所示的组分B、式Ⅲ所示的组分C和式Ⅳ所示的组分D所构成：

2.根据权利要求1所述的一种蓝色分散染料组合物，其特征在于，组分A、B、C、D在组合物中的质量百分比分别为：组分A：75～82％；组分B：18～25％；组分C：0.5～5％；组分D：0.5～5％。

3.根据权利要求1所述的一种蓝色分散染料组合物，其特征在于：所述助剂为分散剂或/和表面活性剂，分散剂选自木质素磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物、甲基萘磺酸甲醛缩合物中的一种或几种，表面活性剂选自平平加O、高级脂肪醇、硫酸化蓖麻油中的一种或几种。

4.根据权利要求1或3所述的一种蓝色分散染料组合物，其特征在于：染料与助剂的质量比为：1:0.1～10。

5.一种权利要求1～4之一所述蓝色分散染料组合物的制备方法，其特征在于：将组分A、组分B、组分C和组分D与助剂混合，经砂磨机进行砂磨微粒子化后得成品；或将组分A、组分B、组分C和组分D分别与助剂混合，经砂磨机进行砂磨微粒子化后再混合在一起；或将染料组合物与助剂及水混合后经砂磨机砂磨得到的液体或乳膏体，再经喷雾干燥得到粉体或颗粒。

6.一种权利要求1～4之一所述蓝色分散染料组合物在疏水性纤维织物染色中的应用。