可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料，其结构通式如下：

【技术实现步骤摘要】
可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料及其制备方法
本专利技术涉及一种可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料及其制备方法。
技术介绍
我国分散染料的产量世界第一，但是目前染料制造企业普遍存在品种陈旧、部分染料性能不足等问题，导致国内分散染料的利润率偏低，伴随着化工、印染企业环保压力的不断增大，使得整个纺织行业的发展面临困境。开发新型高色牢度染料和提升现有染料的生产技术，将是染料行业发展的必由之路。发展低污型染料，减少染料制造、应用、后处理过程中有害化学药品的使用，从根本上解决印染废水毒性大、COD和BOD畸高等行业难题是染料制造与印染行业未来发展的重中之重。传统染料制造企业在生产、使用过程中不可避免会产生三废。目前市场上所用的分散染料在染色后，必须经过还原清洗去除织物表面浮色，以提高织物染色牢度。由于还原清洗过程中使用大量保险粉和浓度较高的强碱溶液，处理后的还原液中存在着高浓度的未反应保险粉、氢氧化钠以及具有潜在致癌性或诱变性的芳胺化合物，将这些废水排入江河中会对水体造成严重污染。此外，保险粉在储存和使用过程中也存在着安全隐患，保险粉吸潮后容易自燃，存在火灾隐患；在使用过程中还会逸出大量刺激性气体，加重环境污染，危害健康。在染料分子中引入可以在弱碱性条件下转化为水溶性基团的羧酸酯基可以赋予分散染料良好的可碱洗性，并且可免除保险粉的使用，是一类具有环保优势的新型分散染料。申请号为201510523507.X的专利技术《杂环可碱洗羧酸乙酯型分散染料及其制备方法》选取现有的含氰基的商品分散染料为原料，采用醇解法将氰基转化为羧酸酯基，从而制得羧酸酯型分散染料。该方法虽然为一步法，但将染料中的氰基转化为羧酸酯基不仅反应条件较为苛刻(即，需要高浓度的硫酸，较高的温度和较长的反应时间)，而且会造成耐光色牢度的下降(一般会导致耐光色牢度下降1-2级)。例如，按照该专利所述方法，以含有氰基的C.I.分散橙25为原料，无水乙醇为溶剂和反应物，浓硫酸为催化剂，利用氰基醇解反应制得羧酸酯型偶氮分散染料D4；反应式如下：按照201510523507.X所述实验方法(碱洗法时，采用1g/LNaOH水溶液)，C.I.分散橙25与D4分别经过砂磨和对涤纶染色后，获得的染色织物采用国家标准《纺织品色牢度试验耐光色牢度日光》(GB/T8426-1998)测定耐光色牢度，C.I.分散橙25染色布样的耐光色牢度为6级，D4染色布样的耐光色牢度为4-5级。由此可见，氰基被酯基取代劣化了染料的耐光色牢度性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料及其制备方法，该分散染料具有应用于涤纶染色时上染率高、耐光色牢度好等优点，在后处理时还具有易碱洗、免用保险粉等优点。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料，其分子结构中同时含有氰基和羧酸酯基团，其结构通式如下：式中：R为乙基、异丙基、特丁基。作为本专利技术的可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料的改进，结构式为如下任一：本专利技术还同时提供了上述可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料的制备方法，包括如下步骤：1)、偶合组分制备将0.1mol的N-氰乙基苯胺、0.15mol丙烯酸酯类化合物、6g无水氯化铝、0.3g对苯二酚，回流(反应温度约为80～100℃)反应(3±0.5)小时；反应完毕后，回收丙烯酸酯类化合物(减压蒸馏回收过量的丙烯酸酯类化合物)，得含偶合组分的反应产物；2)、含2,6-二氯-4-硝基苯胺重氮盐溶液的制备先将0.055mol浓硫酸降温至-5～0℃，然后加入亚硝酸钠搅拌反应5～10min，再升温至60～70℃反应直至溶液澄清透明(反应时间约10min)；接着冷却至0～5℃后，缓慢加入2,6-二氯-4-硝基苯胺(缓慢加入的时间约为0.5h)，升温至30～40℃，反应(3±0.5)h，得含2,6-二氯-4-硝基苯胺重氮盐的溶液；浓硫酸：亚硝酸钠：2,6-二氯-4-硝基苯胺＝1:1:1的摩尔比；3)、重氮盐与偶合组分的偶合反应取步骤1)所得含偶合组分的反应产物的1/2、50mL水和2mL乙酸酐混合后，降温至0～5℃，然后滴加(滴加时间约为30分钟)步骤2)所得的全部的含2,6-二氯-4-硝基苯胺重氮盐的溶液进行偶合反应，滴加完毕后的偶合反应时间为(2±0.2)h，滴加过程和整个偶合反应过程中均控制体系的pH维持在2～3；反应结束后，过滤，得滤饼，滤饼用水洗涤后干燥，得可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料。说明：可用乙酰H酸及对硝基苯胺重氮盐做渗圈实验，如反应液对两种试剂均不显色则反应到达终点，停止反应。作为本专利技术的可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料的制备方法的改进：所述丙烯酸酯类化合物为丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸特丁酯。作为本专利技术的可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料的制备方法的进一步改进：步骤3)中，可用15％(质量％)的碳酸钠溶液调节pH值。本专利技术的反应式如下：本专利技术的可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料的制备方法，首先选取N-氰乙基苯胺为原料，利用加成反应与丙烯酸酯类化合物反应制备染料偶合组分；然后将2,6-二氯-4-硝基苯胺重氮化制备重氮盐，再将重氮盐与偶合组分利用偶合反应制得可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料。本专利技术的染料制备过程中所选取的反应原料易得、合成路线短、反应转化率高，能够有效减少有害物质及三废的产生，实现绿色生产。在专利技术过程中发现，如果在染料结构中引入氰基(或保留氰基)，并在适宜的位置引入羧酸酯基，由于氰基既能够吸收紫外线，又能够在碱洗时部分水解为水溶性羧基，增加浮色的去除效率，从而降低碱洗溶液中所需碱浓度，并获得优异的色牢度结果。因此，本专利技术的染料能够同时达到保留染料较好的耐晒性能以及使染料具有可碱洗性和易洗性的效果。虽然，羧酸酯基带来可碱洗性能、氰基可吸收紫外线带来耐光色牢度提升效果，但专利技术人在实际染料设计时发现：氰基所在位置不同对染料的耐光性改善效果不同。本专利技术开发的可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料有良好的染色性能，应用于涤纶(PET)染色时上染率高、色牢度好，在PET纤维染色后处理时，只需经浓度较低的碱性溶液处理纤维，使染料酯基和氰基发生水解，生成含有水溶性基团的羧酸染料和醇类物质，并且生成的羧酸染料可通过酸化等方法回收循环使用。该法不仅消除了保险粉的使用，而且有效降低了废水的处理难度。可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料用于PET纤维的染色，其染色工艺为：取本专利技术的染料0.5～2g、分散剂NNO0.5～2g、锆珠(直径1～2mm)10～40g、水20～60mL加入砂磨机中砂磨4～8小时，砂磨结束后，经细尼龙滤布过滤、收集染料分散液并定容于250mL容量瓶，得染料色浆；按0.5～2％的色度要求移取分散染料色浆，按浴比1:30～50加入水后转移至染色杯中，加入欲染色的PET织物放入高温高压染色仪中，按2℃/min的升温速度快速升温至90℃，再以1℃/min缓慢升温至130℃，保温1小时后降至室温，取出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料，其特征是结构通式如下：/n

【技术特征摘要】
1.可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料，其特征是结构通式如下：



式中：R为乙基、异丙基、特丁基。


2.根据权利要求1所述的可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料，其特征是结构式为如下任一：





3.如权利要求1或2所述的可碱洗耐晒橙色偶氮分散染料的制备方法，其特征是包括如下步骤：
1)、偶合组分制备
将0.1mol的N-氰乙基苯胺、0.15mol丙烯酸酯类化合物、6g无水氯化铝、0.3g对苯二酚，回流反应(3±0.5)小时；反应完毕后，回收丙烯酸酯类化合物，得含偶合组分的反应产物；
2)、含2,6-二氯-4-硝基苯胺重氮盐溶液的制备
先将0.055mol浓硫酸降温至-5～0℃，然后加入亚硝酸钠搅拌反应5～10min，再升温至60～70℃反应直至溶液澄清透明；接着冷却至...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔志华，金亮，何旭斌，朱涛，陈维国，
申请(专利权)人：浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司，浙江龙盛集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33