CN113755030B - 一种红光蓝色液状染料组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液状染料组合物，具体的说是一种红光蓝色液状染料组合物以及于纺织品染色和印花中的应用。组合物按重量百分比计，15‑60％的疏水染料单体α，0.05％‑5％的亲水染料单体β和35％‑84.5％的水组成；所述疏水染料单体α为C.I.分散蓝183:1或C.I.分散蓝165中的一种或两种；所述亲水染料单体β为如下所示的含有羧甲磺酰基的偶氮化合物。本发明液状分散染料组合物不含常规粉状或液状分散染料中常用的阴离子或非离子分散剂。本发明液状染料组合物物用于疏水纤维的染色和印花，在保证高上色率、良好干、湿摩擦、升华、水洗牢度的同时，不需要复杂的水洗过程，没有高色度、高COD废水的产生，是一种清洁环保的分散染料产品。

Description

一种红光蓝色液状染料组合物及其应用

技术领域

本发明涉及液状染料组合物，具体的说是一种红光蓝色液状染料组合物以及于纺织品染色和印花中的应用。

背景技术

分散染料属于非极性有机化合物，染料本身具有疏水性，不含亲水性基团。用于染色和印花时，通常需要制备成具有合适粒径的水分散体或易在水中形成分散体的粉末状产品，这个过程中通常需要加入与染料本身重量相当甚至几倍于染料的阴离子或非离子助剂。这些助剂的加入使疏水性分散染料在应用时通过与水混合搅拌可以形成染料固体水悬浮液，而助剂本身在染料完成上染过程后，需要在纤维或纺织品表面剥离，进入到水体中，成为印染废水主要COD来源之一。

近年来节能减排已经成为纺织印染行业技术升级的主要方向，减少助剂的用量是其中一个十分重要的方向，中国发明专利CN105970671A，一种染涂一体染色、印花浆状组合物，CN106049091A，一种染涂一体染色、印花用染料浆状组合物，CN106087464A，一种染色、印花工艺，提出的染料染涂一体印花、染色技术，将涂料染色、印花和染料染色、印花有机地结合在一起，有效提高了染料的利用率，减少了浮色，同时助剂的用量较常规粉状分散染料也降低了50％-70％，是一种很好的节能减排新技术，但在该技术的整个应用方案中仍少量使用了阴离子或非离子表面活性剂，做到了节能节水，但离真正的免水或无水印染还有进一步改进的空间，使分散染料在无助剂条件下应用是实现无水印染的一个有效途径。

中国专利CN111019393A公开了一类含黄色染色、印花用分散染料液状组合物。该黄色液状染料组合物由疏水染料单体、亲水染料单体和水组成。该液状分散染料组合物不含常规粉状或液状分散染料中常用的阴离子或非离子分散剂。应用于疏水纤维的染色和印花，在保证高上色率、良好干、湿摩擦、升华、水洗牢度的同时，不需要水洗过程，没有高色度、高COD废水的产生，是一种清洁环保的分散染料产品。但该技术方案中由疏水染料单体和亲水染料单体共同组成的液状染料仅限于黄色系，色谱不齐全，无法满足全色系应用需要。

中国专利ZL96115131.5、CN1289803A公开了一类含羧甲磺酰基的水暂溶性分散染料，该类分散染料本身可溶于水，形成染料溶液，羧甲磺酰基在应用发色过程中，在高温条件下发生高温脱羧反应，进而转变成非水溶性的分散染料也上染到纤维内部，同时放出CO₂气体。但该类染料作为主发色基团在制备过程中引入羧甲磺酰基团时三废量较大，相对制造成本高于传统商品分散染料，未取得广泛应用。

含羧甲磺酰基的水暂溶性分散染料本身带有亲染料的有机发色基团，与分散染料分子具有类似官能团片段，可以很好地吸附于染料表面，同时羧甲磺酰基又具有亲水性，可作为分散染料在水中分散的良好媒介。这种水暂溶性染料与分散染料与常规应用的萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸钠和聚氧乙烯醚类分散剂比较，其与染料的亲和力更强，具有更佳的分散效率和分散稳定性。

将含羧甲磺酰基的水暂溶性染料与常规分散染料有机地结合在一起，采用常规分散染料作为主发色组分，含羧甲磺酰基的水暂溶性染料作为辅助发色组合和悬浮分散剂，无需加入其他需要水洗去除的助剂，可以兼顾环保和性能两方面的优势，同时采用含羧甲磺酰基的水暂溶性染料代替传统分散剂可以大大降低其用量，在成本上具有明显的优势，是一种传统分散染料的理想替代品。

但目前存在的液状分散染料只限于黄色系，并且不同颜色分散染料品种间共轭基团极性和染料结构存在较大差异，在偶氮染料重氮组分或偶合组分不同取代位置引入羧甲磺酰基的同时，不能对染料的反射波长造成较大影响，采用其专利结构的染料并不适合除黄色以外的其他品种。进而为了满足更广色域的产品应用，需要拓展其他色系的无助剂染料产品，以满足该类染料的更广泛应用。

发明内容

本发明旨在提供一种环保印染红光蓝色液状分散染料组合物。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种染色、印花用红光蓝色液状染料组合物，组合物按重量百分比计，15-60％的疏水染料单体α，0.05％-5％的亲水染料单体β和35％-84.5％的水组成；所述疏水染料单体α为C.I.分散蓝183:1或C.I.分散蓝165中的一种或两种；所述亲水染料单体β为如下所示的含有羧甲磺酰基的偶氮化合物；

含有羧甲磺酰基的偶氮化合物为

C.I.分散蓝183:1为：

C.I.分散蓝165为：

所述水为自来水、去离子水、蒸馏水、高纯水、超纯水组合物中的一种或多种。

一种染色、印花用红光蓝色液状染料组合物的制备方法，所述分散染料液状组合物通过单独制备，细化加工将疏水单体α和亲水单体β按上述比例通过物理混合的方式混合在一起，经过分散、研磨得到粒径＜1微米的均一稳定液状悬浮分散染料组合物。

一种染色、印花用红光蓝色液状染料组合物的应用，所述染料组合物应用于红光蓝色的染色、印花工艺中。

将按照上述获得的红光蓝色液状染料组合物应用于染色、印花工艺中；工艺中发色过程选自汽蒸或烘焙中的一种；发色温度为160-210℃；发色时间为1-30分钟；发色后的纺织品可以水洗、皂洗、再水洗，也可直接水洗后烘干，或不经过水洗、皂洗过程；具体工艺选自：纺织品→印花→烘干→汽蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干→整理→印花成品；纺织品→印花→烘干→汽蒸→水洗→烘干→整理→印花成品；纺织品→印花→烘干→汽蒸→烘干→整理→印花成品；纺织品→印花→烘干→烘焙→水洗→皂洗→水洗→烘干→整理→印花成品；纺织品→印花→烘干→烘焙→水洗→烘干→整理→印花成品；纺织品→印花→烘干→烘焙→整理→印花成品等染色、印花工艺中的一种。

具体：工艺过程是将待处理纺织品依次经印花→烘干→发色→整理，进而获得印花成品；其中，发色与整理过程间可再经洗涤和烘干；所述发色温度为160-210℃；发色时间为1-30分钟；

所述发色采用汽蒸或烘焙的方式；所述洗涤可采用多次的水洗和/或皂洗方式。

所述工艺为待处理纺织品依次经印花→烘干→汽蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干→整理，进而获得印花成品；其中汽蒸温度为160-210℃，汽蒸时间为1-30分钟。

所述工艺为待处理纺织品依次经印花→烘干→汽蒸→水洗→烘干→整理，进而获得印花成品；其中汽蒸温度为160-210℃，汽蒸时间为1-30分钟。

所述工艺为待处理纺织品依次经印花→烘干→汽蒸→整理，进而获得印花成品，其中汽蒸温度为160-210℃，汽蒸时间为1-30分钟。

所述工艺为待处理纺织品依次经印花→烘干→烘焙→水洗→皂洗→水洗→烘干→整理，进而获得印花成品，其中烘焙温度为160-210℃，烘焙时间为1-30分钟。

所述工艺为待处理纺织品依次经印花→烘干→烘焙→水洗→烘干→整理，进而获得印花成品，烘焙温度为160-210℃，烘焙时间为1-30分钟。

所述工艺为待处理纺织品依次经印花→烘干→烘焙→整理，进而获得印花成品，其中烘焙温度为160-210℃，烘焙时间为1-30分钟。

所述汽蒸或烘焙温度为160-190℃，汽蒸或烘焙时间为1-10分钟。

通过上述染色、印花用分散染料浆状组合物进行染色、印花工艺若选用水洗、皂洗等过程，洗完纺织品的洗水COD于30-800ppm之间，部分品种＜200ppm，部分品种＜50ppm；色度(稀释倍数)＜200，部分品种色度(稀释倍数)＜80，部分品种色度(稀释倍数)＜30。

本发明所具有的优点：

1.本发明红光蓝色液状分散染料组合物具有适合红光蓝色无助剂染料所需的特定结构染料亲水组分，将其与常规结构疏水分散染料相组合，不含常规粉状或液状分散染料中常用的阴离子或非离子分散剂；

2.本发明液状染料组合物物用于疏水纤维的染色和印花，在保证高上色率、良好干、湿摩擦、升华、水洗牢度的同时，不需要复杂的水洗过程，没有高色度、高COD废水的产生，是一种清洁环保的分散染料产品。

3.拓展现有技术黄色分散染料色域范围，便于更广泛的配色应用；

具体实施方法

以下的实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。以下实施例所用原料规格如下：所用染料均为市售分散染料原粉，所用中间体均为市售工业品，所用水为去离子水。所用设备包括：

实验型分散机、耐驰(上海)机械仪器有限公司，LHP-0.4型全陶瓷实验室卧式砂磨机、上海德雨机电设备有限公司，H-TS-III高温蒸化烘箱、佛山市亚诺精密机械制造有限公司，DH6-9070电热恒温鼓风干燥箱、巩义市予华仪器有限责任公司。各项应用性能检测方法参考以下国家标准：

GB/T 2374－2007染料染色测定的一般条件规定

GB/T 4841.1－2006染料染色标准深度色卡1/1

GB/T 2394－2013分散染料色光和强度的测定

GB/T 2397－2012分散染料提升力的测定

GB/T 3921－2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度

GB/T 3920－2008纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度

GB/T 6152－1997纺织品色牢度试验耐热压色牢度

GB/T 8427－2008纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧

实施例1

(1)亲水性组分重氮盐的制备

在100ml三口烧瓶中，加入98％浓硫酸21.96ml(0.4mol)，冷却到5℃以下，在5℃缓慢加入纯度为98％的亚硝酸钠2.79g(0.04004mol)，加完缓慢升温至70℃，搅拌30min，冷却至20℃以下。在15-20℃之间逐渐加入4-羧甲砜基-2,6-二溴苯胺16.4g(0.04mol)，加完用4.36ml，98％的浓硫酸(0.04mol)冲洗瓶壁上的胺类，合并至反应瓶中。缓慢升温至40℃，反应4-5h，直至胺全部溶解，测定重氮化终点(取两滴重氮液迅速滴入冰水混合物中，无沉淀析出，即为终点)，反应结束后，冷却待用；

(2)含羧甲磺酰基的亲水性组分偶合物中间体的制备

在500ml烧杯中加入含量为98％的3-乙酰氨基-N，N-二乙基苯胺8.41g(0.04mol)，水100ml，滴加36％浓盐酸3.44ml(0.04mol)，搅拌至全溶，加入1.14ml冰醋酸(0.02mol)，两滴10％平平加O-20，冰30g，搅拌冷却到0℃。在0℃，pH值为4.5-5.5条件下，1.5-2h内缓慢滴加步骤(1)制备得到的重氮盐溶液，滴加过程用约108ml，30％氢氧化钠溶液调节pH值处于4.5-5.5。加完搅拌1h左右，加入1.72ml盐酸(0.02mol)，调节pH值至2-3，析出染料，搅拌1h后，过滤，用500mlpH值为2-3的水洗至无盐(用0.01mol/L氯化钡溶液检验无沉淀)，得到如下式的橙色滤饼51.32g(折干21.7g)，收率91.94％，λmax＝460nm。

亲水组分偶合物中间体

(3)含羧甲磺酰基的亲水性组分单氰基染料的制备

在500ml烧杯中加入步骤(2)制备得到的亲水组分偶合物中间体，水150ml，滴加4.01ml，30％氢氧化钠溶液(0.04mol)，搅拌至全溶,。

在500ml三口烧瓶中加入0.71g氰化亚铜(8mmol)和20ml水，滴加5.39g，12％的氰化钠水溶液(0.0132mol)，搅拌使氰化亚铜全部溶解。搅拌下于，15min内，将溶解好的亲水组分偶合物中间体加入到反应瓶中，反应15min后，于30min内缓慢滴加8.17g，12％的氰化钠水溶液(0.02mol)，滴加完毕，常温搅拌反应30min。将2.2g三氯化铁(0.032mol)溶解在20mlpH＝2-3的盐酸水溶液中，反应完毕，将三氯化铁水溶液滴加到反应物中，过滤，用pH＝2-3的酸水洗涤3-4次，过滤得蓝紫色染料湿滤饼44.72g(折干19.15g)，收率97.06％，λmax＝554nm。

含羧甲磺酰基的亲水性组分单氰基染料

(4)液状蓝色染料组合物1的将步骤(3)制得的含羧甲磺酰基的亲水性组分单氰基染料湿滤饼22.36g(折干9.575g)和水786.14g加入到分散罐中，分散搅拌使其全溶后，向其中加入如下结构的染料191.5g：

(疏水蓝-1，C.I.分散蓝183:1)

开动分散机，高速分散15min后，用氨水调节pH值至5.5，继续分散2小时后，将分散浆打入卧式砂磨机进行循环研磨，研磨时间4小时，研磨完毕后得到红光蓝色液状分散染料组合1，1000g，细度d50＝0.67±0.2μm，pH＝5.1。

按照GB/T 2374－2007染料染色测定的要求，采用上述制备得到的红光蓝色染料组合物进行平网印花，印花工艺为：纺织品→印花→烘干→烘焙→整理→印花成品，其中：烘干温度为100℃、10分钟，烘焙温度为200℃、1分钟。印花成品的各项检测数据如下：

对比例1

将实施例1中(4)步液状蓝色染料组合物制备过程中疏水蓝-1用191.5g，疏水蓝-2(C.I.分散蓝73)代替；

开动分散机，高速分散15min后，用氨水调节pH值至5.5，继续分散2小时后，将分散浆打入卧式砂磨机进行循环研磨，研磨时间4小时，研磨完毕后得到蓝色膏状分散染料组合1-1，1000g，细度d50＝4.6μm，pH＝5.3。

取该蓝色膏状分散染料组合物1-1，40g，加入260g水稀释，继续研磨20小时，研磨完毕得到蓝色液状分散染料组合物1-2，200g，细度d50＝0.67μm，pH＝5.3.

按照GB/T 2374－2007染料染色测定的要求，采用上述制备得到的蓝色染料组合物1-2进行平网印花，印花工艺为：纺织品→印花→烘干→烘焙→整理→印花成品，其中：烘干温度为100℃、10分钟，烘焙温度为200℃、1分钟。印花成品的各项检测数据如下：

由上述实施例和对比例可见所得染料染色后各项牢度性能与占大多数的主体常规分散染料接近，但由于对比例1所采用亲水组分单氰基染料带有离子性基团，通过部分吸附于疏水染料表面，对改善疏水蓝-2(C.I.分散蓝73)的亲水性有一定帮助，但其整体分散能力较弱，加工过程中粘度较大，同样研磨时间条件下，比实施例1得到的最终液状染料产品粒径和粘度大很多倍。

在稀释至较低浓度条件下(约实施例1的1/5浓度)，花费实施例1六倍的时间才能得到与其颗粒细度相当的分散染料产品，产品浓度低和研磨效率低，不利于产品的生产应用，由此可见亲水组分和疏水组分的组合并不一定适用于所有蓝色染料品种。

实施例2

(1)亲水性组分重氮盐的制备

方法同实施例1。

(2)含羧甲磺酰基的亲水性组分偶合物中间体的制备

方法同实施例1

(3)含羧甲磺酰基的亲水性组分双氰基染料的制备

在500ml烧杯中加入步骤(2)制备得到的亲水组分偶合物中间体，水150ml，滴加4.01ml，30％氢氧化钠溶液(0.04mol)，搅拌至全溶,。

在500ml三口烧瓶中加入0.71g氰化亚铜(8mmol)和20ml水，滴加5.39g，12％的氰化钠水溶液(0.0132mol)，搅拌使氰化亚铜全部溶解。搅拌下于，15min内，将溶解好的亲水组分偶合物中间体加入到反应瓶中，反应15min后，于1.5h内缓慢滴加24.51g，12％的氰化钠水溶液(0.06mol)，滴加完毕，常温搅拌反应30min。将4.4g三氯化铁(0.064mol)溶解在40mlpH＝2-3的盐酸水溶液中，反应完毕，将三氯化铁水溶液滴加到反应物中，过滤，用pH＝2-3的酸水洗涤3-4次，过滤得蓝紫色染料湿滤饼38.94g(折干16.92g)，收率95.37％，λmax＝560nm

含羧甲磺酰基的亲水性组分双氰基染料

(4)液状红光蓝色染料组合物2的

将实施例2步骤(3)制得的含羧甲磺酰基的亲水性组分双氰基染料湿滤饼38.94g和水636g加入到分散罐中，分散搅拌使其全溶后，向其中加入如下结构的染料325.06g：

(疏水蓝-2，C.I.分散蓝165)

开动分散机，高速分散15min后，用氨水调节pH值至5.5，继续分散2小时后，将分散浆打入卧式砂磨机进行循环研磨，研磨时间4小时，研磨完毕后得到红光蓝色液状分散染料组合1，1000g，细度d50＝0.65±0.2μm，pH＝5.2。

按照GB/T 2374－2007染料染色测定的要求，采用上述制备得到的红光蓝色染料组合物进行平网印花，印花工艺为：纺织品→印花→烘干→烘焙→整理→印花成品，其中：烘干温度为100℃、10分钟，烘焙温度为200℃、1分钟。印花成品的各项检测数据如下：

进而由上述可见在不加入其他分散剂条件下，由亲水染料组合和疏水染料组分组成的蓝色染料组合物可以制备成合适粒径的液状分散染料，其各项牢度性能均大于4级，可以满足印染应用的需要。

Claims (4)

1.一种染色、印花用红光蓝色液状染料组合物，其特征在于：组合物按重量百分比计，15-60％的疏水染料单体α，0.05％-5％的亲水染料单体β和35％-84.5％的水组成；所述疏水染料单体α为C.I.分散蓝183:1或C.I.分散蓝165中的一种或两种；所述亲水染料单体β为如下所示的含有羧甲磺酰基的偶氮化合物；

含有羧甲磺酰基的偶氮化合物为

2.按权利要求1所述的染色、印花用红光蓝色液状染料组合物，其特征在于所述水为：自来水、去离子水、蒸馏水、高纯水、超纯水中的一种或多种。

3.一种权利要求1所述的染色、印花用红光蓝色液状染料组合物的制备方法，其特征在于：所述组合物通过单独制备，细化加工将疏水染料单体α和亲水染料单体β按权利要求1比例通过物理混合的方式混合在一起，经过分散、研磨得到粒径＜1微米的均一稳定液状悬浮分散染料组合物。

4.一种权利要求1所述的染色、印花用红光蓝色液状染料组合物的应用，其特征在于：所述染料组合物应用于红光蓝色的染色、印花工艺中。