CN111875983B

CN111875983B - 一种耐光照牢度提升型分散黄染料混合物

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Publication number: CN111875983B
Application number: CN202010855009.6A
Authority: CN
Inventors: 蒋金根
Original assignee: Suzhou Wujiang District Oasis Dye Co ltd
Current assignee: Suzhou Wujiang District Oasis Dye Co ltd
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2040-08-24
Also published as: CN111875983A

Abstract

一种耐光照牢度提升型分散黄染料混合物，由染料和助剂两部分混合组成，其特征在于：所述染料部分含有以下四种化学结构的染料：

(I)、

(II)、

(III)、

Description

一种耐光照牢度提升型分散黄染料混合物

技术领域

本发明涉及一种分散黄染料混合物，具体涉及具有良好的综合性能的一种耐光照牢度提升型分散黄染料混合物。这种分散黄染料混合物可以作为基本三原色之一与性能相同或相近的分散红染料和分散蓝染料构成一组三原色染料用于拼色，也可以作为单个染料直接用于染色。

背景技术

在涤纶纤维或面料的中浅色中低温染料的拼色应用中，通常使用分散黄、分散红以及分散蓝构成三原色染料用于拼色。

最初，C.I.分散黄23 因其色泽鲜艳，扩散速度快，遮盖性、匀染性良好，耐日晒、耐洗涤、耐酸碱、耐汗渍性能良好，并且能与 C.I.分散红60 和 C.I.分散蓝 56组成性能良好的低温型三原色而得以广泛应用。随着时代的发展与科学的进步，分散黄23(即分散黄RGFL)被发现其重氮组分—对氨基偶氮苯具有致癌性的。于是在2006年，Oeko-Tex国际环保纺织协会正式将“分散黄23”列入禁用染料清单。自此，世界各国都在大力寻找能有效替代C.I.分散黄 23 的染料品种。

如今，较为常用的分散黄染料按上色温度可以分为以下几类：

1. 低温型单结构的分散嫩黄色染料，如 C.I.分散黄 54 或 C.I.分散黄 64；

2. 中温型单结构的分散金黄色染料，如中国专利 CN1161994A 公开的偶氮二苯胺类黄色分散染料（国内商品名：SE-3R 金黄）；

3. 低温型分散黄混合染料，如中国专利 CN1580133A 公开的一种低温环保型分散染料（国内商品名：E-GL 黄）。

E-GL黄（即C.I.分散黄54和C.I.分散橙25混合物）、NP-RGL黄，都是市面上常见的分散黄染料混合物，常常与基本三原色染料中的 C.I.分散红 60 和 C.I.分散蓝 56 进行拼色染色。经过材料考证，E-GL黄和NP-RGL黄的升华牢度、光照牢度均为2级-3级左右，且NP-RGL黄耐碱性能差。

2010年，本发明人在专利CN 1884392 B中公开了一种升华牢度提升型分散黄染料混合物，有效解决了当各染料成分升华不一致而导致色光变化的问题，且该混合物具有良好的耐碱性能。

然而，除了升华牢度，光照牢度也是染料品质好坏的重要指标之一。经过考证，采用ISO 105-B02 2014方法5，在日晒48小时后用灰卡评级，C.I.分散蓝 56的耐光照牢度为3-4级，C.I.分散红 60的耐光照牢度为3-4级。而在进行拼色染色时，若黄色组分染料的耐光照牢度比蓝色和红色组分的耐光照牢度性能差异较大的情况下，会导致自然光线照射后黄色染料褪色以及引起明显的色光变化，直接影响产品销售。

有鉴于此，设计一种光照牢度提升并保持良好的升华牢度和优良的耐碱性，达到综合性能全面的分散黄混合物是本发明研究的课题。

发明内容

本发明提供一种耐光照牢度提升型分散黄染料混合物，其目的是要解决现有分散黄23的代替品其光照牢度达不到市场要求的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种耐光照牢度提升型分散黄染料混合物，由染料和助剂两部分混合组成，其特征在于：所述染料部分含有以下四种化学结构的染料：

其一为符合化学通式（I）的染料，

(I)，

式中X为氢或卤素；

其二为符合化学通式（II）的染料，

(II)，

式中R为以下式（1）、式（2）或式（3）表示的取代基，

(1)，

(2)，

(3);

其三为符合化学式（III）的染料，

(III)；

其四为符合化学通式（IV）的染料，

(IV) ,

式中Z为卤素；

所述符合化学通式（I）的染料，含量为染料部分总重量的3～70%;

所述符合化学通式（II）的染料，含量为染料部分总重量的3～70%;

所述符合化学式（III）的染料，含量为染料部分总重量的0～70%;

所述符合化学通式（IV）的染料，含量为染料部分总重量的0～70%。

在上述技术方案中，优选方案如下：

1.优选的，所述符合化学通式（I）的染料，其化学式为下列式(I－１)或式(I－2)表示的染料，

(I－１)，

　(I－２)；

所述符合化学通式（II）的染料，其化学式为下列式(II－１)、式(II－2)或式(II－3)表示的染料，

(II－１)，

(II－２)，

(II－３)；

所述符合化学通式（IV）的染料，其化学式为下列式(IV－１)或式(IV－2)表示的染料，

(IV－１)，

(IV－２)。

2. 优选的，所述符合化学通式（I）的染料，含量为染料部分总重量的3～60%;

所述符合化学通式（II）的染料，含量为染料部分总重量的3～60%;

所述符合化学式（III）的染料，含量为染料部分总重量的0～60%;

所述符合化学通式（IV）的染料，含量为染料部分总重量的0～60%。

3. 较优选的，所述符合化学通式（I）的染料，含量为染料部分总重量的3～60%;

所述符合化学式（III）的染料，含量为染料部分总重量的3～60%;

所述符合化学通式（IV）的染料，含量为染料部分总重量的3～60%。

4. 更优选的，所述符合化学通式（I）的染料，含量为染料部分总重量的3～50%;

所述符合化学通式（II）的染料，含量为染料部分总重量的3～50%;

所述符合化学式（III）的染料，含量为染料部分总重量的3～50%;

所述符合化学通式（IV）的染料，含量为染料部分总重量的3～50%。

5. 最优选的，所述符合化学通式（I）的染料，含量为染料部分总重量的3～35%;

所述符合化学通式（II）的染料，含量为染料部分总重量的3～45%;

所述符合化学式（III）的染料，含量为染料部分总重量的3～30%;

所述符合化学通式（IV）的染料，含量为染料部分总重量的3～45%。

6. 优选的，所述助剂部分包含扩散剂和分散剂，其中，扩散剂为亚甲基双甲基萘磺酸钠或/和萘磺酸甲醛缩合物钠，分散剂为木质素磺酸盐，用量为扣除染料部分总重量后的余量。

7. 优选的，添加C.I.分散黄 184 和/或C.I. 分散黄 82和/或C.I. 分散红277调整染色艳度。

8. 优选的，添加C.I.分散橙29和/或C.I.分散橙30，所述C.I.分散橙29和/或C.I.分散橙30的添加量为染料部分总重量的0～30%。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1. 上述方案中，染料名称头部的C.I.是英文Color Index缩写，即染料索引，表示染料通用名，由英国染色家协会（Society of Dyes and Colorists；SDC）与美国纺织化学家和染色家协会（American Association of Textile Chemists and Colorists；AATCC）编制。

2. 上述方案中，所述“染料部分”是指本发明的染料混合物中纯染料的物质，不包括助剂部分。众所周知，将合成好的分散染料的原染料加工成为商品分散染料过程中，需要加入大量的助剂，例如分散剂（安阳产木质素磺酸钠B及进口木质素磺酸钠85A）、扩散剂（扩散剂MF及NNO）和少量的防尘剂（防尘剂JH2112）。显然，在上述本发明的染料混合物的各染料之间用量比例基础上，添加助剂稀释得到的产物仍然是在本发明的保护之内。

3. 如不特别注明所述染料的含量是指纯染料的含量。而一般工业配方是采用原染料干品含量 , 由于原染料干品中含有杂质，因此原染料干品含量的数字近似代替纯染料含量。合成出来的原染料湿滤饼可以折算成原染料干品来计量（原染料湿滤饼通过烘干得到原染料干品）。

4．上述方案中，所述“染料部分”的百分含量是指除去助剂之外的纯染料干品的百分含量。而一般工业配方是采用原染料干品计量。原染料干品中含有一定量的杂质，可以通过测定而换算为纯染料用量，但往往也可将原染料干品含量近似代替纯染料干品含量。至于合成出来的原染料湿滤饼可以折算成原染料干品来计量。有的工业配方也用含有大量助剂的某牌号商品分散染料的标准样品（例如染色强度100％或200％的标准样品）作为基准来表示含量，该含量也可以换算为纯染料干品含量。显然不能以助剂含量和助剂品种的不同为理由，也不能以计量方式的不同为理由来回避本发明的保护范围。

5. 上述方案中，化学结构通式（I）中，当X为氢（-H）时，代表的是C.I.分散黄 54染料，当 X 为溴（-Br）时代表的是 C.I. 分散黄 64 染料。C.I. 分散黄 54 染料是一种低温型分散染料，上色温度一般从 80℃开始到 125℃ 结束，分子量为 289.28，色光为嫩黄（绿光黄），上色速度是在 80℃时上染率为 10%，在 90℃ 时上染率为 30%，在 100℃时上染率为 55%，在 110℃时上染率为 75%，在 120℃时上染率为 85～90%，在 125℃时上染率为 95% 以上。升华牢度为 2 级（最高等级为 5 级）。 C.I.分散黄64染料是一种低温型分散染料，上色温度一般从80℃开始到130℃结束，分子量为 368.18，色光为嫩黄（绿光黄），上色速度是在 80℃时上染率为 5～10%，在 90℃ 时上染率为 25%，在 100℃时上染率为40%，在 110℃时上染率为 50%，在 120℃时上染率为 70%，在 125℃时上染率为 85%，在130℃时上染率为 90% 以上，升华牢度为 2.5 级（最高等级为 5 级）。

6. 上述方案中，化学结构式（III）表示的是分散橙61。

7. 上述方案中，化学结构通式（IV）中，当Z为氯（-Cl）时代表的是C.I.分散黄 163染料。

8. 本发明技术方案中对于化学式（III）和化学通式（IV）的含量限定为0～70%，基于本发明的原理，化学式（III）、化学通式(IV)的作用是调节色光，即使含量为0%，并不会对本发明技术方案的技术效果（耐晒牢度、耐碱性等）产生很大的影响；另一方面，可以用于调节色光的分散染料还有本发明技术方案提到的C.I.分散橙29和/或C.I.分散橙30，以及实施例中提到的C.I. 分散红 50、 C.I. 分散红 145、 C.I. 分散红 179、 C.I. 分散紫 63、C.I. 分散橙 25、C.I. 分散橙288、C.I. 分散蓝 56、 C.I. 分散红 60、 C.I. 分散紫 28。这是本领域技术人员都知晓和理解的。

本发明的设计原理与优点：

1.分散染料的光照牢度与其化学结构中所含的基团存在一定的关系，结构中取代基团对于光照牢度的提高效果影响排列如下：-OH＞-F＞-Cl＞-Br＞-I＞-CN＞-R。

2.本发明技术方案中，化学通式（I）和(II)中都含有羟基，化学式（III）和化学通式(IV)都含有卤素，从理论上解释了本发明技术方案的合理性；另外需要说明的是，本发明要提光照牢度，也不是将含有光照牢度好的上述基团简单组合那么简单，还要考虑染料组合后其他染色性能，比如色光问题、均染性问题、升华牢度问题、水洗牢度环保问题等，因此本发明要解决的问题是，既要提升分散黄光照牢度，同时还要使分散黄保持其他综合染色性能，这对于本领域技术人中来说是非显而易见的，而且也不是通过几个实验能够得到的，是需要花费创造性劳动而得到的结果。而本发明人从自己原有专利CN1884392B的起点，用十五年时间寻找新结构的染料，或新的取代基团，或新的配方，并且反复试验才达到目的。

3.本发明技术方案中，符合化学通式（I）的染料为低温分散染料，符合化学通式（II）、化学式（III）、化学通式(IV)的染料均为中温分散染料。本技术方案中的分散黄染料混合物是中温与低温染料的混合物；在本技术方案中，通式（II）对提高光照牢度起到了决定性作用，中温与低温的组合是为了解决通式（II）加入后带来上色温存在的问题（拼色时，采用的C.I.分散蓝 56和C.I.分散红 60均为低温染料），再加通式（I）去解决低温上色的特性，化学式（III）、化学通式(IV)的作用是调节色光；通式（I）和通式（II）是嫩黄色光，加入化学式（III）、化学通式(IV)是为了将色光调节到老黄，即金黄色，而在调节色光时又不能降低整体的光照牢度、升华牢度、均染性等性能。

4.本发明技术方案中，符合化学通式（I）、化学通式（II）的染料肉眼观察为嫩黄色（绿光黄），符合化学式（III）、化学通式(IV)的染料肉眼观察为黄光橙（红光黄，即偏红的金黄），而四种染料混合后，可以将色光调节到金黄色，同时也不会降低整体的光照牢度、升华牢度、均染性等性能。

5.通过对4种结构的原染料进行物理混拼和分散加工，制成一种耐光照牢度提升的分散黄染料混合物，其与C.I.分散蓝56和C.I.分散红60，组成的基本三原色染料，可以用于拼色染出市场上各种色调，且组成的基本三原色染料具有耐光照色牢度平衡性。与E-GL黄相比，明显改进服装成品在自然光线的照射情况下的褪色和色光变化，保持了服装色泽的稳定，提高服装整体质量。

6.本发明的耐光照牢度提升型分散黄染料混合物同时还具有在染色时的优良的耐碱性和后整理定型时优良的升华牢度，这也有利于与C.I.分散蓝56和C.I.分散红60相配伍，形成新的基本三原色。

7.采用本发明分散黄染料混合物也可单独用于染色，同时具有极好的光照牢度和极好的耐酸碱性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

在描述实施例之前，需要特别说明：

以下实施例配方中重量百分数是指各纯染料干品占染料部分的重量百分比。

实施例1：一种耐光照牢度提升型分散黄染料混合物及其制备方法

1、配方

染料部分组成重量百分数（%）

(1) 式（I-1）的染料C.I.分散黄54（纯染料干品） 26.7%

(2) 式（II-1）的分散黄染料（纯染料干品） 29.3%

(3) 式（III）的染料C.I.分散橙61（纯染料干品） 25.3%

(4) 式（IV-1）的染料C.I.分散黄163（纯染料干品） 18.7%

2、染料混合物制备

2.1纯染料干品法：

本法中，分散剂、扩散剂和防尘剂（助剂部分）的添加总量为染料部分总重量的1.5倍。其中，分散剂可以选择安阳产木质素磺酸钠 B 或/和进口木质素磺酸钠 85A。扩散剂可以选择 MF或/和NNO）。防尘剂可以选择 JH2112。分散剂与扩散剂之间的比例关系可以根据成品分散染料混合物的质量标准而定，各厂家在具体应用中可以进行优化组合，相对而比较灵活。

经过换算， C.I.分散黄54占分散黄染料混合物总重量的10.7%，式（II-1）的分散黄染料占分散黄染料混合物总重量的11.7%，C.I.分散橙61占分散黄染料混合物总重量的10.1%，C.I.分散黄163占分散黄染料混合物总重量的7.5%，分散剂、扩散剂和防尘剂（助剂部分）占分散黄染料混合物总重量的60%。

染料混合物制备步骤：按配方将各种纯染料干品重量换算为原染料湿滤饼重量备料，（比如：原染料湿滤饼中 40% 为染料，60% 为水分，根据这种关系将各纯染料干品重量换算为原染料湿滤饼重量），将各原染料湿滤饼与分散剂木质素磺酸钠 B 及木质素磺酸纳85A、扩散剂 MF 和 NNO 混合加水砂磨，经过喷雾干燥及使用少量防尘剂 JH2112 进行防尘处理，然后进行包装而得到成品。

2.2商品染料法：

本商品染料法中：所用C.I. 分散黄54 商品染料中纯染料干品的重量为55%；式（II-1）的分散黄染料的商品染料中纯染料干品的重量为 50% ；C.I.分散橙61 的商品染料中纯染料干品的重量为45%；C.I.分散黄163 的商品染料中纯染料干品的重量为50%.

根据配方中各纯染料干品占染料部分的重量百分比，结合各商品染料中的纯染料干品的重量比值，换算可得：

a． C.I. 分散黄 54（染色强度 200% 商品染料） 19.4份

b．式（II-1）的分散黄染料（染色强度 200% 商品染料） 23.4份

c． C.I.分散橙61（染色强度 200% 商品染料） 22.4份

d． C.I.分散黄163（染色强度 200% 商品染料） 15份

e.外加助剂（分散剂、扩散剂和防尘剂） 19.8份

（即助剂总量60份减去各商品染料带进的助剂的份数，这样商品染料与外加助剂总量是100份）

本商品染料法中分散剂、扩散剂和防尘剂的选择与纯染料干品法中相同。

染料混合物制备步骤：

将以上各种市售商品染料和分散剂及扩散剂按需量称重，投入搅拌机进行混合搅拌，直到搅拌均匀，然后再喷入少量防尘剂 JH2112 进行防尘处理，最后进行包装得到成品

下面按照分散黄染料混合物中各纯染料干品占染料部分总重量的百分含量给出实施例 2～实施例 20，见下表1：

为了更清楚的表达，将实施例中所涉及的各染料用化学结构式编号表示。

表1：

	(I-1)	(I-2)	(II-1)	(II-2)	(II-3)	(III)	(IV-1)	(IV-2)
									例2	3%	-	40%	-	-	24%	-	33%
例3	8%	-	-	-	35%	12%	-	45%
									例4	17%	-	34%	-	-	25%	24%	-
例5	18%	-	-	25%	-	16%	41%	-
									例6	20%	-	-	-	45%	3%	-	32%
例7	25%	-	-	33%	-	20%	-	22%
									例8	27%	-	29%	-	-	29%	-	15%
例9	28%	-	-	-	28%	25%	19%	-
									例10	30%	-	-	4%	-	28%	38%	-
例11	-	7%	-	40%	-	25%	28%	-
									例12	-	8%		-	30%	9%	53%	-
例13	-	15%	45%	-	-	30%	-	10%
									例14	-	20%	-	35%	-	25%	20%	-
例15	-	22%	40%	-	-	27%	-	11%
									例16	-	23%	-	-	25%	15%	-	37%
例17	-	25%	-	55%	-	5%	15%	-
									例18	-	26%	25%	-	-	7%	-	42%
例19	-	28%	-	-	48%	21%	3%	-
									例20	-	35%	-	-	65%	-	-	-

实施例 2～实施例 20 除了各纯染料干品占染料部分总重量的百分含量不同而外，其它内容可以采用实施例 1中纯染料干品法的形式，也可采用商品染料法的形式进行制备，这里不再重复描述。

经测试，实施例1～20使用商品染料法制得的分散染料混合物的耐光照牢度均为4-5级，其测试条件为1.0%深度，用ISO 105-B02 2014方法5，在日晒48小时后用灰卡评级，基准样品为C.I.分散蓝56和C.I.分散红60。

另外，实施例1中商品染料法制得的分散黄染料混合物，其耐碱性与E-GL黄的实验测色数据对比如下：

	PH=5	PH=6	PH=7	PH=8	PH=9	PH=10
							E-GL黄	100	99.82	97.35	97.03	95.82	94.27
实施例1	100	100.27	100.22	98.59	97.4	95.11

本发明实施例的有关问题说明如下：

1. 在以上实施例中，为了调节染料的色光可以再添加少量的其它分散染料来满足染色色光的要求。这些分散染料可以为偶氮型分散染料、葸醌型分散染料或杂环型分散染料。其中，偶氮型分散染料，比如采用 C.I. 分散红 50、 C.I. 分散红 145、 C.I. 分散红 179、 C.I. 分散紫 63、 C.I. 分散橙 25、C.I. 分散橙288等等；葸醌型分散染料，比如采用 C.I. 分散蓝 56、 C.I. 分散红 60、 C.I. 分散紫 28 等；杂环型分散染料，比如采用 C.I. 分散黄 184 、C.I. 分散黄 82以及C.I. 分散红277来调整最终染色的艳度等等。由此可见，本发明在此基础上还可以产生更多的实施例，用来支持技术方案中的开放性表述。本领域技术人员应该能够理解。

2.本发明方案中提到的C.I.分散橙 30（偏黄光）和C.I.分散橙 29（偏红光），在实际生产过程中是可以大量添加的，而且并不会对本发明的技术效果产生很大的影响；然而，在实际生产过程中，必须注意分散染料是否符合环保要求，即不能违反国内外公认的禁用有害化学物质限量的规定。

3. 在以上实施例中，具体给出了各染料组分的含量，但本领域技术人员在上述实施例的启发下，容易理解各染料组分的含量允许在说明书公开的最大含量范围内作变化，也能得到相同或相近似的效果。

4. 在以上实施例中，助剂使用的是分散剂和扩散剂，在喷雾干燥后还使用了防尘剂。其中，分散剂选择了国产木质素磺酸钠 B 型或/ 和进口木质素磺酸钠 85A。扩散剂选择了国产 MF 或/和 NNO。防尘剂选择了 JH2112。但本领域技术人员知道，在商品分散染料混合物中往往含有大量的助剂，在实践中助剂使用的数量、品种以及含量都比较灵活，很难概括的比较全面。另一方面，从分散染料的性质来说，助剂只是影响染料使用过程中的高温分散性和低温扩散度，对本发明贡献部分没有实质性影响，因此既使一种分散黄染料混合物中所使用的助剂不在本发明实施例所列范围，只要其染料部分相同，即为实质性相同，仍然是在本发明的保护范围之内

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人士能够了解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。