CN1111700A - 合成聚酰胺的染色方法 - Google Patents

Abstract

一种合成聚酰胺的染色方法，该方法使用一种由 离子性染料与其化合物所成的盐的制备方法，该化合 物含有至少一个羧酸或磺酸基，或至少一铵基、环铵 基或亚铵基，以及含有至少一脂肪族、环脂族、芳香族或杂芳族基团；或是C_2-14二羧酸或氨基C_2-12烷基二羧酸。当所述盐应用于合成聚胺材料，可使染色之坚牢度极佳。

Description

本发明涉及合成聚酰胺的染色方法，该方法使用与塑料一起使用的改进了湿性牢度的染料。

经已指出，用阴离子染料进行本体染色的合成聚酰胺纤维材料，其湿性牢度很差，特别是洗涤湿性牢度差。它的染料不均匀地流失，进入洗涤液中，引起了消费者的不满。

现已发现一类染料，这类染料特别适于合成聚酰胺的本体染色，特别是加工成纤维材料的聚酰胺，经过染色的聚酰胺的湿性牢度有相当程度的改进。

因此，本发明是提供一种式（Ⅰ）的盐，

F·（A）_n（Ⅰ）

式中的F为阴离子或阳离子染料基团;

当F为阴离子染料基团时，A为含有至少一个铵基、环铵基或亚铵基，以及含有至少被一个羰基取代的一个脂肪族、环脂族或芳香族基团，或者一个选自三嗪啶、嘧啶、喹啉唑、喹喔啉、2，3-二氮杂萘或苯并[C]吡咯酮系列的芳香杂环基团所构成的基团，并且其中基团A含至少一个脂族或环状脂族基团，并含有至少一个环铵基;或者

当F为阳离子染料基团时，A为含有至少一个羧酸基或磺酸基，和含有一个脂肪族、环脂族、芳香族或芳香杂环基团所构成的基团，或为C_2-14二羧酸或氨基-C_2-12烷基羧酸;

n为1、2、3或4;

适合的F基团为阴离子染料基团，如偶氮、蒽醌、酞菁或二噁嗪系列的染料，优先选择的是无磺酸基的金属偶氮染料，特别是铬配位染料。优先选择的阳离子染料的F基团是例如偶氮和三苯甲烷染料基团。

当F为阴离子染料基团时，优先选择的A为含一个或两个铵基和一个C_1-12烷基、环己基、哌嗪、三嗪、嘧啶、喹唑啉、喹喔啉、2，3-二氮杂萘、邻苯二甲酰亚胺或苯桥基，其中最优先选择的是苯桥基或三嗪系列。

优先选择的铵基为环铵基，最优先选择的是2，2，6，6-四甲基哌啶或哌嗪基，哌嗪基连于铵氮原子上。

优先选择的n为1或2，最优先选择的是1。

优先选择的A基团包括选自被1至4个式（c）基团取代的苯系列基团，

（式中：当P＝0时，c为R_1a基，

当P＝1时，c为R_1b基;

R₂＝-O-或-NR₃-;R₃、R₄、R₅、R₆分别为H或C_1-2烷基）和

2-位和4-位上被式R_1a和R_1b取代，6-位被氯原子取代或（适合时）被式R_1a基取代的三嗪基。以及2-位和4-位上分别被式

-NH-（CH₂）_2-4-4-N⁺H（R₇）₂

（式中R⁷为C_1-4烷基）基团取代的、6-位上被氯取代的三嗪基。

当A含苯基时，最优先选择的苯基为被式R_1a的一、二或三取代的苯基（即游离胺形式）和被式R_1b的一或二取代的苯基（即碱式铵形式）。

当F为阳离子基团时，优先选择的A包括与含有1-4个羧酸或磺酸侧链相连接的一个芳族或芳族杂环桥基，或为C_2-14二羧酸或氨基C_2-12羧酸。

优先选择的酸侧链具有-XYZ结构（式中X＝-NH-或-CONH-;Y＝C_1-14亚烷基或亚苯基;Z＝-CO₂H或-SO₃H。

在本发明说明书中，能够是线形或支链的任何基团即可以是线形或支链的，即亚烷基可以是线形的或支链形的。

本发明的盐可用于塑料的本体染色，例如各种类型的聚酰胺、更适于加工成纤维材料的合成聚酰胺、PVC、聚烯烃、ABS和粘胶。

用这些盐制得的染色产品，其色彩牢固高而且光泽性好，尤其是与其中F未与A基团连接的相应染料相比有相当好的湿性牢度。

能形成本发明中的F基团并能反应生成本发明中的盐适合的染料是如《颜色索引》，第三版（1971）（Colour Index，Third Edition，1971）和其补篇中所述及的染料（也请参阅《1987年国际颜色索引》Colour International 1987），它们是在“酸性染料”、“直接染料”和含酸性基或碱性基的“溶剂染料”以及“碱性染料”栏目下的染料;适合的染料还有最新发展的性质相似的各种染料。这些染料在常用溶剂中一般都比普通溶剂染料的溶解度好。例如，它们大多数在乙醇中的溶解度都能达到400克/升。

特别优先选择的组分A（以游离氨基或环氨基形式表示）有：

1.三-（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶-4′-基）-1，3，5-三苯甲酸三酰胺

2.2，4-双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）-6-氯三嗪

3.2，4，6-三（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）三嗪

4.双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨羰基对亚苯基）]对苯二甲酸二酰胺

5.双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶-4′-基）对苯二甲酸二酰胺

6.2，4-双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）喹唑啉

7.2，3-双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）喹唑啉

8.1，4-双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）-2，3-二氮杂萘

9.2-氯-4，6-双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）嘧啶

10.2，5-二氯-4，6-双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）嘧啶

11.2-氟-5-氯-4，6-双（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）嘧啶

12.2，4，6-三（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）嘧啶

13.2，4，6-三（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶基-4′-氨基）-5-氯嘧啶

33.（CH₃）₂C（CONH-R₁）₂

34.H₂N-（CH₂）₈-CONH-R₁

式14-34中的R₁为式

（2′，2′，6′，6′-四甲哌啶-4-基）

优先选择的化合物A（以游离酸的形式与碱性染料形成盐）有：

35.H₂N-（CH₂）₈-COOH

37.4-苯甲酰氨基苯甲酸

38.HOOC-CH₂CH₂-NHCO CONH-CH₂CH₂-COOH

47.2，4-双-（4′-羧苯基氨基）-6-氯三嗪

49.1，4-双（4′-羧苯基氨基羰基）苯

50.1，3-双（4′-羧苯基氨基羰基）苯

51.1，2-双（4′-羧苯基氨基羰基）苯

52.4-苯基丁酸

53.1，4-丁二酸

54.1，2-乙二酸

阴离子染料之例有：

C.I.酸性兰25，40，72，106，126，129，227，230，278和296，

C.I.酸性黄59，112，114，127和129，

C.I.酸性红261和404，

C.I.酸性绿40，

C.I.酸性橙82，

C.I.酸性紫66，

C.I.酸性棕28，30和289，

C.I.酸性黑58和115，

C.I.溶剂黄83，

C.I.溶剂红90∶1，和91和92，

C.I.溶剂黑45;

阳离子染料之例有：

C.I.碱性黄13和49，

C.I.碱性橙40，

C.I.碱性绿4，

C.I.碱性红14，22，46和49，

C.I.碱性紫16，

C.I.碱性兰41，54和78。

部分新的组成A-含氨基或亚氨基化合物可用本技术领域中熟知的方法进行生产[由酰氯（例如1，3，5-苯三甲酸三酰氯，实例1）和胺（例如2，2，6，6-四甲基-4-氨基哌啶）形成酰胺，胺与三嗪基卤化物的缩合等]。

式Ⅰ的染料的盐的生产可用任何本技术领域已知的方法。酸性染料随其生产（如钠盐），一般可在适量的无机酸（如盐酸）存在下与碱性组分A反应，而同时形成盐。阳离子染料最好是在略带碱性的介质中，与含酸性基组分A反应。本体染色按已知的方法进行。

聚酰胺的合成是按此类合成材料的任何已知方法进行的，特别是按制备二羧酸和二胺（例如已二酸和已二胺）和内酰胺（例如ω-氨基十一烷酸）缩聚物或聚合物的方法。与式Ⅰ染料混合的聚酰胺融体是用常用的方法成型的，例如在融纺机、注塑机、挤压机或吹膜机中成型。

实例1

组分A的制备（上述各式中的式Ⅰ）

在催化量（3ml）的二甲基甲酰胺存在下，将42.0g 1，3，5-苯三甲酸与144.0ml亚硫酰氯一起于80℃加热5小时，然后蒸出剩余的亚硫酰氯，将形成的1，3，5-苯三甲酸三酰氯溶于500ml二噁烷中。在搅拌下滴加总量为187.2g的2，2，6，6-四甲基-4-氨基哌啶，并不时加入二噁烷（总量为2000ml）使反应混合物（温度不能超过30℃）保持能被搅动。最后将反应混合物沸腾48小时并回流冷却，残渣过滤，用丙酮洗涤，溶于约1000ml的水中，用碱溶液（pH10-11）再沉淀，过滤，残渣用水洗涤和真空干燥（产率72%，89.2g，呈白色粉状，熔点＞320℃）。

本发明的染料的盐的制备：

将20.8g式a₁的红染料于200ml水中的溶液、0.75ml的3%HCl溶液和0.4g水杨酸加热至40℃历时，在搅拌下将上面得到的三酰胺15.6g于30ml水和2.6ml30%盐酸中的溶液缓慢与之混合，于40℃下再搅拌1小时，滤出沉降物，水洗，真空干燥得到21g深红色式a₂产物，熔点大于320℃。

R₁-2，2，6，6-四甲哌啶-4-基

应用实例（“份”指重量份）

在鼓式混合器中将100份聚-ε-己内酰胺粉与1份上述实例所制得的染料混合，短时间内粉状物即均匀分散，约10分钟后将混合物于120℃下干燥16小时。置混合物于融纺机，于275-280℃在氮气中停留8分钟，然后拉成纤维。此红色纤维具有优异的耐光、耐洗涤和耐磨性。

将下述染料：

C.I.酸性黄155（实例2）

C.I.酸性紫66（实例3）

C.I.酸性红216（实例4）代替式a₁的染料按上述方法进行反应制取本发明的染料（形成盐），将聚-ε-己内酰胺染色，拉成纤维。

用类似实例1的方法将实例1的染料与上述组成A  2-34进行反应形成盐，按上述应用实例拉成纤维。

实例5

将261.5g 2，4-双（羧甲基氨基）-6-氯三嗪（上述式46）分散在300ml蒸馏水中，在搅拌下将其加入40g NaOH于300ml蒸馏水的溶液，室温搅拌1小时左右，接着加入697.4g纯C.I.碱性红46染料。混合物在室温下再搅拌1小时。滤出混合物中形成的红色染料并进行干燥。此染料在乙醇中的溶解度大于250g/l。

应用实例2（“份”指重量份，“%”指重量百分数）

在搅拌下将5份实例2的染料盐加入95份含下列组分的硝基纤维素清漆：

用35%异丙醇润湿的硝基纤维素A15（白色片状）  18.8%

聚丙烯酸丁酯，软化树脂（Acronal 4F，BASF产品）  6.3%

二苯基辛基磷酸酯，软化剂（Santicizer 141，Monsanto 产品  3.3%

甲氧基丙醇（Dowanol PM，Dow Chemicals产品）  10.0%

乙氧基丙醇    10.0%

乙醇    41.6%

乙酸乙酯    10.0%

将其置于滚动机构上过夜，使其完全溶解。

制取两种铝箔：

a）未涂硝基纤维素清漆

b）涂以无色硝基纤维素清漆，涂覆25μm流动的湿清漆混合物膜，于130℃干燥5小时。

以干膜的透明度评估染料盐的稠度;使用透明胶纸（scotch tape）试验测定对未涂清漆和事先涂有清漆的铝箔的粘合强度。试验证明两种性质均属理想。

Claims (8)

1、合成聚酰胺的染色方法，该方法包括将式(Ⅰ)的盐或其混合物用作本体染色剂或溶剂染色剂施用于所述合成聚酰胺，

F·(A)n  (Ⅰ)

式中的F为阴离子或阳离子染料基团；

当F为阴离子染料基团时，A为含有至少一个选自2，2，6，6-四甲基哌啶和哌嗪基的铵基，该哌嗪基通过铵氮连接，及含有被至少一个羰基取代的至少一个脂肪族、环脂族或芳香族基，或被至少一个羰基取代芳香族基，或者选自三嗪、嘧啶、喹唑啉、喹喔啉、2，3-二氮杂萘或苯并[c]吡咯酮系列的芳香杂环基团所构成的基团，并且其中基团A含至少一个脂肪族或环状脂肪族基团时，也含有至少一个环铵基；或者

当F为阳离子染料基团时，A为含至少一个羧酸基或磺酸基，和含有一个脂肪族、环脂族、单芳香族或芳香杂环基团所构成的基团，或为C_2-14二羧酸或氨基-C_2-13烷基羧酸；

n为1，2，3或4。

2、权利要求1的方法，其中式（Ⅰ）之中F为阴离子染料基团，A为含有一个或两个选自2，2，6，6-四甲基哌啶和哌嗪基的铵基，该哌嗪基通过铵氮连接，以及含有C_1-12烷基、环已基、哌嗪、三嗪、嘧啶、喹唑啉、喹喔啉、2，3-二氮杂萘、邻苯二甲酰亚胺或苯桥基的基团，n为1或2。

3、权利要求1或2的方法，其中式（Ⅰ）之中F为阴离子染料基团，A为含有一个或两个选自2，2，6，6-四甲基哌啶和哌嗪基的铵基，该哌嗪基通过铵氮连接，和含有三嗪或苯系列桥基的基团，n为1。

4、上述1-3中任一项权利要求的方法，其中式（Ⅰ）之中F为偶氮、蒽醌、酞菁或二噁嗪系列的阴离子染料基团。

5、上述权利要求1-4中任一项所述的式方法，其中式（Ⅰ）之中F为无磺酸基的金属偶氮阴离子染料基团。

6、上述权利中1-5任一项所述的方法，其中式（Ⅰ）中的F是阴离子染料基团，A是含有选自下述各基的基团：

由1-4个式（c）基取代的苯系列，

（式中，P＝0时，c为R_1a基;

P＝1时，c为R_1b基;

R₂＝-0-或-NR₃-;

R₃、R₄、R₅、R₆分别为氢或C_1-2烷基）

三嗪基，其2-和4-位上被式R_1a基和R_1b基取代，6-位被氯原子取代或（适合时）被式R_1a基取代

三嗪基，其2-和4-位分别被下述基团所取代;

-NH-（CH₂）_2-4-4-N⁺H（R₇）₂

式中R⁷为C_1-4烷基，6-位被氯原子所取代。

7、上述权利要求1-6任一项所述的方法，其中式（Ⅰ）之中F为阴离子染料基团，A为含有一个2，2，6，6-四甲基哌啶鎓和一、二或三个2，2，6，6-四甲基哌啶基的基团，二者均连接于4-位上。

8、权利要求1-7任一项的方法，其中式（Ⅰ）之中F为偶氮或三苯甲烷系列的阳离子染料基团，A为含有与1-4个含羧酸或磺酸的侧链相连接的芳族或芳族杂环桥基的基团，或为C_2-14二羧酸或氨基C_2-12羧酸。