CN110157216B - 一种藏青色活性染料及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种藏青色活性染料及其加工方法。该藏青色活性染料的结构式如(I)所示：
Figure DDA0002040576710000011
式中R1为‑NH2，R2为‑OH；R3，R4分别独立选自
Figure DDA0002040576710000012
其中R5为氯或氟，R6选自下式之一：
Figure DDA0002040576710000013
NH2CH2CH2OCH2CH2SO2W、NH2CH2CH2SO2W；其中X选自‑SO2CH2CH2OSO3M或‑SO2CH＝CH2，R7选自氢原子或C1～C4的烷烃，W选自‑CH＝CH2、‑CH2CH2Cl、‑CH2CH2OSO3M，M选自H或碱金属。本发明藏青色活性染料具有提升率和固色率高，且具有较好的染色牢度的优点。

Description

一种藏青色活性染料及其加工方法
技术领域
本发明涉及染料制备技术领域，更具体地说，它涉及一种藏青色活性染料及其加工方法。
背景技术
目前活性染料对于纤维素纤维的染色已经是非常普及，它具有色泽鲜艳。牢度性能好、使用方便等特点。但随着染料技术的不断更新，高固色率，高性能染料成为主要发展方向。
藏青色活性染料的开发研究一直是当前染料行业关注的热点之一。这不仅是由于蓝色在所有色调中用量最大，而且它又是拼混黑色活性染料混合物的主要组分。
随着对印染织物的要求日益苛刻，藏青色活性染料必须兼顾地具有优良的鲜明度、固色率、提升性、以及各项优异的坚牢度(特别是耐晒牢度和耐洗牢度)，同时还应与其他染料同染时，具有良好的相容性。
然而，现有活性染料组合物的染色性能仍不能满足染料工业的实际需要，例如仍存在固色率和提升率较低和相容性差的缺点，因此仍需要提供一种固色率、耐洗牢度和相容性得以显著提高的藏青色活性染料组合物。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种藏青色活性染料，其具有耐洗牢度和固色率高，且具有较好的染色牢度的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种藏青色活性染料的加工方法，其具有制备出的藏青色染料固色率高，染色牢度好的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种藏青色活性染料，该藏青色活性染料的结构式如式(I)所示：
Figure BDA0002040576690000011
式中R1为-NH2，R2为-OH；
R3，R4分别独立选自
Figure BDA0002040576690000021
其中R5为氯或氟，R6选自下式之一：
Figure BDA0002040576690000022
NH2CH2CH2OCH2CH2SO2W、NH2CH2CH2SO2W；其中X选自-SO2CH2CH2OSO3M或-SO2CH＝CH2，R7选自氢原子或C1～C4的烷烃，W选自-CH＝CH2、-CH2CH2Cl、-CH2CH2OSO3M，M选自H或碱金属。
进一步地，所述碱金属为钠或钾。
进一步地，所述X基团位于苯核上
Figure BDA0002040576690000023
基团的对位或间位。
进一步地，所述式(I)化合物选自如下化合物：
Figure BDA0002040576690000024
Figure BDA0002040576690000031
Figure BDA0002040576690000041
Figure BDA0002040576690000051
Figure BDA0002040576690000061
Figure BDA0002040576690000071
Figure BDA0002040576690000081
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种藏青色活性染料的加工方法，包括以下步骤：
(1)将式(VI)化合物和式(VII)化合物反应生成一缩物溶液，将一缩物溶液与式(III-1)或式(III-2)或式(III-3)化合物反应生成二缩物溶液；将二缩物溶液与盐酸、亚硝酸反应生成二缩物重氮溶液；
(2)将式(IV)化合物和盐酸、亚硝酸反应生成重氮溶液；
(3)将步骤(2)制得的重氮溶液与式(V)化合物进行偶合反应合成偶酸物溶液，再与步骤(1)生成的二缩物重氮溶液反应制得制得藏青色活性染料化合物(I)；
Figure BDA0002040576690000092
其中：
X选自-SO2CH2CH2OSO3M或-SO2CH＝CH2，M选自H或碱金属；R7选自氢原子或C1～C4的烷烃；
W选自-CH＝CH2、-CH2CH2Cl、-CH2CH2OSO3M；
R8选自氟或氯。
进一步地，所述藏青色活性染料的加工方法具体包括以下步骤：
S1、一缩反应：将18.6g式(VI)化合物加入到100mL的冰水中，加入分散剂打浆，缓慢加入式(VII)化合物，在0-5℃下反应1-2h，得到一缩物溶液，其中式(VI)化合物和式(VII)化合物的投料摩尔比为1:(0.9-1.1)；
S2、二缩反应：将式(III-1)或式(III-2)或式(III-3)或化合物配制成100mL的溶液，pH为6.0-7.0，缓慢加入到一缩物溶液中，升温至30-35℃，用质量分数为15-20％的碳酸钠溶液调节pH至5.0-5.5，反应5-6h，得到二缩溶液，式(VI)化合物与式(III-1)或式(III-2)或式(III-3)化合物的投料摩尔比为1:(0.9-1.1)；
S3、二缩物重氮化反应：向二缩物溶液中加入质量分数为30-36％的盐酸，搅拌30-40min，缓慢加入质量分数为20％的亚硝酸溶液，在0-5℃下反应1-2h，得到二缩物重氮溶液，式(VI)化合物、盐酸和亚硝酸的投料摩尔比为1:(2.5-2.6):(0.9-1.1)；
S4、酸偶反应：将式(IV)化合物溶于100mL水中，降温至0-5℃，加入质量分数为30-36％的盐酸，搅拌30-40min，缓慢加入20％的亚硝酸溶液，在0-5℃下反应1-2h，得到重氮溶液，缓慢加入式(V)化合物，在0-5℃且pH＜1的条件下反应5-6h，得到酸偶物溶液，式(VI)化合物、式(IV)化合物、盐酸、亚硝酸、式(V)化合物的投料摩尔比为1:(0.45-0.55):(2.4-2.5):(0.9-1.1):(0.9-1.1)；
S5、偶合反应：在0-5℃下将二缩物重氮溶液缓慢加入到酸偶物溶液中，调节pH值为6.3-6.5，在0-5℃下反应1-2h，制得藏青色活性染料化合物(I)。
进一步地，所述步骤S5中调节pH使用质量分数为15％-20％的碳酸钠溶液或小苏打粉末。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用4，4’-二氨基-3，3’-二磺酸二苯砜作为重氮组分，且与J酸作为带有活性基团的偶合组分发生偶合反应，生成的藏青色活性染料混合物具有匀染性好、提升力佳、固色率高、溶解度高、耐水洗牢度优异的优点。
第二、本发明中的方法生成工艺清洁、环保，无水排放量少，且副反应少，提高染料的固色率和提升率。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的藏青色活性染料(I-1)的紫外光谱图；
图2是本发明实施例1制备的藏青色活性染料(I-1)的红外光谱图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
制备例：一种4，4’-二氨基-3，3’-二磺酸二苯砜采用如下方法制备而得：
(1)取40g、质量分数为98％的浓硫酸和40g、质量分数为65％的发烟硫酸，搅拌均匀，得到磺化剂；
(2)在室温条件下，在30min内向磺化剂中匀速加入24.83g4，4’-二氨基二苯砜；然后2℃/min的速率升温至80℃，反应5h，得到反应液；
(3)在反应液降温至室温后，将其边搅拌边加入到200g冰水中；再用氢氧化钠溶液将溶液的pH调节为4，搅拌20min后，通过减压过滤，得到4，4’-二氨基-3，3’-二磺酸二苯砜的收率为65.8％的滤饼；
(4)向滤饼中加入200g水，搅拌30min，减压过滤后，除去不溶物；向滤液中加入滤液体积的10％的氯化钠固体进行盐析，减压过滤后得到纯度为95％的4，4’-3，3’-二氨基二磺酸二苯砜。
实施例
以下实施例中分散剂为分散剂EW，分散剂EW选自道润化学技术(上海)有限公司出售的EW-719润湿分散剂，M为H或碱金属，碱金属为钠或钾，4，4’-3，3’-二氨基二磺酸二苯砜由制备例制成，M为H或碱金属，碱金属为钠或钾。
实施例1：一种藏青色活性染料，其具有染料式(I-1)的结构式，其由表1中化合物反应制得，具体包括以下步骤：
S1、一缩反应：将0.101mol三聚氯氰加入到100mL的冰水中，加入分散剂打浆，缓慢加入0.1mol的2，4-二氨基苯磺酸，在0℃下反应1h，得到一缩物溶液；
S2、二缩反应：将0.1mol
Figure BDA0002040576690000111
配制成100mL的溶液，pH为6.0，缓慢加入到一缩物溶液中，升温至30℃，用质量分数为15％的碳酸钠溶液调节pH至5.0，反应5h，得到二缩溶液；
S3、二缩物重氮化反应：向二缩物溶液中加入0.25mol质量分数为30％的盐酸，搅拌30min，缓慢加入0.102mol质量分数为20％的亚硝酸溶液，在0℃下反应1h，得到二缩物重氮溶液；
S4、酸偶反应：将0.05mol折百4，4’-3，3’-二氨基二磺酸二苯砜溶于100mL水中，降温至0℃，加入0.25mol折百质量分数为30％的盐酸，搅拌30min，缓慢加入0.102mol折百20％的亚硝酸溶液，在0℃下反应1h，得到重氮溶液，缓慢加入0.1mol的
Figure BDA0002040576690000112
在0℃pH＜1的条件下反应5h，得到酸偶物溶液；
S5、偶合反应：在0℃下将二缩物重氮溶液缓慢加入到酸偶物溶液中，用质量分数为15％的碳酸钠调节pH值为6.3，在0℃下反应1h，制得藏青色活性染料化合物(I-1)。
将实施例1制备的藏青色活性染料(I-1)采用UV-2600系列仪器，在波长范围为400-700nm内以告诉扫描方式，光源转换波长323nm，制作紫外光谱图，如图1所示；并将实施例1制得的藏青色活性染料化合物(I-1)进行红外光谱测试，扫描次数为10次，分辨率为8cm-1，制得红外光谱图，如图2所示。
表1实施例1-20中染料式
Figure BDA0002040576690000113
Figure BDA0002040576690000121
Figure BDA0002040576690000131
实施例2：一种藏青色活性染料，其具有染料式(I-2)的结构式，其由表1中化合物反应制得，具体包括以下步骤：
S1、一缩反应：将0.101mol三聚氟氰加入到100mL的冰水中，加入分散剂打浆，缓慢加入0.09mol的2，4-二氨基苯磺酸，在3℃下反应1.5，得到一缩物溶液；
S2、二缩反应：将0.09mol的
Figure BDA0002040576690000132
配制成100mL的溶液，pH为6.5，缓慢加入到一缩物溶液中，升温至35℃，用质量分数为18％的碳酸钠溶液调节pH至5.5，反应6h，得到二缩溶液；
S3、二缩物重氮化反应：向二缩物溶液中加入0.24mol质量分数为33％的盐酸，搅拌34min，缓慢加入0.09mol质量分数为20％的亚硝酸溶液，在3℃下反应1.5h，得到二缩物重氮溶液；
S4、酸偶反应：将0.045mol折百4，4’-3，3’-二氨基二磺酸二苯砜溶于100mL水中，降温至3℃，加入0.24mol折百质量分数为33％的盐酸，搅拌35min，缓慢加入0.09mol折百20％的亚硝酸溶液，在3℃下反应1.5h，得到重氮溶液，缓慢加入0.09mol的
Figure BDA0002040576690000141
在3℃pH＜1的条件下反应5.5h，得到酸偶物溶液；
S5、偶合反应：在3℃下将二缩物重氮溶液缓慢加入到酸偶物溶液中，用质量分数为18％的碳酸钠调节pH值为6.4，在3℃下反应1.5h，制得藏青色活性染料化合物(I-2)。
实施例3：一种藏青色活性染料，其具有染料式(I-3)的结构式，其由表1中化合物反应制得，具体包括以下步骤：
S1、一缩反应：将0.101mol三聚氯氰加入到100mL的冰水中，加入分散剂打浆，缓慢加入0.11mol的2，4-二氨基苯磺酸，在5℃下反应2，得到一缩物溶液；
S2、二缩反应：将0.11mol的
Figure BDA0002040576690000142
配制成100mL的溶液，pH为7.0，缓慢加入到一缩物溶液中，升温至35℃，用质量分数为20％的碳酸钠溶液调节pH至5.5，反应6h，得到二缩溶液；
S3、二缩物重氮化反应：向二缩物溶液中加入0.55mol质量分数为36％的盐酸，搅拌40min，缓慢加入0.11mol质量分数为20％的亚硝酸溶液，在5℃下反应2h，得到二缩物重氮溶液；
S4、酸偶反应：将0.055mol折百4，4’-3，3’-二氨基二磺酸二苯砜溶于100mL水中，降温至5℃，加入0.26mol折百质量分数为35％的盐酸，搅拌40min，缓慢加入0.11mol折百20％的亚硝酸溶液，在5℃下反应2h，得到重氮溶液，缓慢加入0.11mol的
Figure BDA0002040576690000143
在5℃pH＜1的条件下反应6h，得到酸偶物溶液；
S5、偶合反应：在4℃下将二缩物重氮溶液缓慢加入到酸偶物溶液中，用质量分数为20％的碳酸钠调节pH值为6.5，在5℃下反应2h，制得藏青色活性染料化合物(I-3)。
实施例4-20：一种藏青色活性染料，其具有染料式(I-4)-(I-20)的结构式，其加工方法与实施例1的区别在于，各步骤原料如表1所示。
对比例
对比例1：按照申请号为CN201410540238.3的中国发明专利申请文件中的实施例1制备如下结构的藏青色活性染料化合物：
Figure BDA0002040576690000151
对比例2：按照申请号为CN201711376863.9的中国发明专利申请文件中的实施例1制备如下结构的藏青色活性染料化合物：
Figure BDA0002040576690000152
对比例3：按照申请号为CN201010212149.8的中国发明专利文件中的实施例1制备如下结构的藏青色活性染料化合物：
Figure BDA0002040576690000153
对比例4：按照申请号为CN200910247504.2的中国发明专利文件中的实施例11制备如下结构的藏青色活性染料化合物：
Figure BDA0002040576690000154
对比例5：按照申请号为CN201711376865.8的中国发明专利申请文件中的实施例1制备如下结构的藏青色活性染料化合物：
Figure BDA0002040576690000155
性能检测试验
取本发明实施例1-20和对比例1-5制得的藏青色活性染料，分别溶解在水中，加入元明粉50g/L，配制成染液，染色浓度4％(染料对布重)，浴比1:20(布重克数对染液体积毫升数)，置入相同规格的棉布，且在60℃下吸附30分钟，加入碱(碳酸钠20g/L)固色45分钟，染色织物经水洗、皂洗、干燥，得到藏青色染织物，按照以下标准测试染料的各项性能，并将检测结果记录于表2：
1、固色率：按照GB/T2391-2014《反应染料固色率的测定》进行测试；
2、溶解度：按照GB/T21879-2008《水溶性染料溶解度的测定点滤纸法》进行测试；
3、耐洗色牢度：按照GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进行测试；
4、耐摩擦色牢度：按照GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行测试；
5、耐汗渍色牢度：按照GB/T3922-2013《纺织品耐汗渍色牢度试验方法》进行测试；
6、耐光照色牢度：按照GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》进行测试。
表2各实施例和对比例制得的藏青色活性染料的性能测试结果
Figure BDA0002040576690000161
Figure BDA0002040576690000171
由表2中数据可以看出，按照本发明实施例1-20制得的藏青色活性染料与现有的藏青色活性染料相比，耐水洗色牢度、提升力、固色率均有显著改善，且溶解度高、耐摩擦色牢度和耐汗渍色牢度均较为优良，耐日晒牢度突出。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种藏青色活性染料，其特征在于，该藏青色活性染料的结构式如式(I)所示：
Figure FDA0002623182510000011
式中R1为-NH2，R2为-OH；
R3，R4分别独立选自
Figure FDA0002623182510000012
其中R5为氯或氟，R6选自下式之一：
Figure FDA0002623182510000013
NH2CH2CH2OCH2CH2SO2W、NH2CH2CH2SO2W；
其中X选自-SO2CH2CH2OSO3M或-SO2CH＝CH2，R7选自氢原子或C1～C4的烷烃，W选自-CH＝CH2、-CH2CH2Cl、-CH2CH2OSO3M，M选自H或碱金属。
2.根据权利要求1所述的藏青色染料，其特征在于，所述碱金属为钠或钾。
3.根据权利要求1所述的藏青色染料，其特征在于，所述X基团位于苯核上
Figure FDA0002623182510000014
基团的对位或间位。
4.根据权利要求1所述的藏青色活性染料，其特征在于，所述式(I)化合物选自如下化合物：
Figure FDA0002623182510000015
Figure FDA0002623182510000021
Figure FDA0002623182510000031
Figure FDA0002623182510000041
Figure FDA0002623182510000051
Figure FDA0002623182510000061
Figure FDA0002623182510000071
Figure FDA0002623182510000081
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的藏青色活性染料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将式(VI)化合物和式(VII)化合物反应生成一缩物溶液，将一缩物溶液与式(III-1)或式(III-2)或式(III-3)化合物反应生成二缩物溶液；将二缩物溶液与盐酸、亚硝酸反应生成二缩物重氮溶液；
(2)将式(IV)化合物和盐酸、亚硝酸反应生成重氮溶液；
(3)将步骤(2)制得的重氮溶液与式(V)化合物进行偶合反应合成酸偶物溶液，再与步骤(1)生成的二缩物重氮溶液反应制得藏青色活性染料化合物(I)；
Figure FDA0002623182510000082
其中：X选自-SO2CH2CH2OSO3M或-SO2CH＝CH2，M选自H或碱金属；R7选自氢原子或C1～C4的烷烃；
W选自-CH＝CH2、-CH2CH2Cl、-CH2CH2OSO3M；
R8选自氟或氯；
当M选自H时，式(IV)为4,4’-二氨基-3,3’-二磺酸二苯砜，其采用如下方法制备而得：
(1)取40g、质量分数为98％的浓硫酸和40g、质量分数为65％的发烟硫酸，搅拌均匀，得到磺化剂；
(2)在室温条件下，在30min内向磺化剂中匀速加入24.83g4,4’-二氨基二苯砜；然后2℃/min的速率升温至80℃，反应5h，得到反应液；
(3)在反应液降温至室温后，将其边搅拌边加入到200g冰水中；再用氢氧化钠溶液将溶液的pH调节为4，搅拌20min后，通过减压过滤，得到4,4’-二氨基-3,3’-二磺酸二苯砜的收率为65.8％的滤饼；
(4)向滤饼中加入200g水，搅拌30min，减压过滤后，除去不溶物；向滤液中加入滤液体积的10％的氯化钠固体进行盐析，减压过滤后得到纯度为95％的4,4’-3,3’-二氨基二磺酸二苯砜。
6.根据权利要求5所述的藏青色活性染料的加工方法，其特征在于，所述藏青色活性染料的加工方法具体包括以下步骤：
S1、一缩反应：将18.6g式(VI)化合物加入到100mL的冰水中，加入分散剂打浆，缓慢加入式(VII)化合物，在0-5℃下反应1-2h，得到一缩物溶液，其中式(VI)化合物和式(VII)化合物的投料摩尔比为1:(0.9-1.1)；
S2、二缩反应：将式(III-1)或式(III-2)或式(III-3)化合物配制成100mL的溶液，pH为6.0-7.0，缓慢加入到一缩物溶液中，升温至30-35℃，用质量分数为15-20％的碳酸钠溶液调节pH至5.0-5.5，反应5-6h，得到二缩溶液，式(VI)化合物与式(III-1)或式(III-2)或式(III-3)或化合物的投料摩尔比为1:(0.9-1.1)；
S3、二缩物重氮化反应：向二缩物溶液中加入质量分数为30-36％的盐酸，搅拌30-40min，缓慢加入质量分数为20％的亚硝酸溶液，在0-5℃下反应1-2h，得到二缩物重氮溶液，式(VI)化合物、盐酸和亚硝酸的投料摩尔比为1:(2.5-2.6):(0.9-1.1)；
S4、一次偶合反应：将式(IV)化合物溶于100mL水中，降温至0-5℃，加入质量分数为30-36％的盐酸，搅拌30-40min，缓慢加入20％的亚硝酸溶液，在0-5℃下反应1-2h，得到重氮溶液，缓慢加入式(V)化合物，在0-5℃且pH＜1的条件下反应5-6h，得到酸偶物溶液，式(VI)化合物、式(IV)化合物、盐酸、亚硝酸、式(V)化合物的投料摩尔比为1:(0.45-0.55):(2.4-2.5):(0.9-1.1):(0.9-1.1)；
S5、二次偶合反应：在0-5℃下将二缩物重氮溶液缓慢加入到酸偶物溶液中，调节pH值为6.3-6.5，在0-5℃下反应1-2h，制得藏青色活性染料化合物(I)。
7.根据权利要求6所述的藏青色活性染料的加工方法，其特征在于，所述步骤S5中调节pH使用质量分数为15％-20％的碳酸钠溶液或小苏打粉末。
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