CN101440227A - 黄色活性染料组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种黄色活性染料组合物，它包括一定比例混合组成的一种或多种已知黄色活性染料I和活性染料II。本发明的黄色活性染料组合物色泽金黄艳丽，具有优异的各项牢度。本发明的黄色活性染料组合物，与其组分染料相比，相对染色深度、固色率、上染率、提升率上均有显著进步。值得惊喜的是，本发明的黄色活性染料组合物的耐光致变色性能也有明显改善。

Description

黄色活性染料组合物及其应用

技术领域

本发明涉及一种活性染料组合物及其在纤维材料上的染色应用，特别是涉及黄色活性染料组合物及其在纤维材料上的染色应用。

背景技术

活性染料以色泽鲜艳、色谱齐全、应用简便、成本低廉、牢度优良著称。活性染料已成为纤维素纤维纺织品染色的最重要的染料类别。

黄色活性染料的开发研究一直是染料行业关注的热点之一。

当前黄色活性染料中使用广泛的代表品种为C.I.Reactive Yellow 145。

其结构式是：

这一染料具有较好染色牢度，但也存在一定缺陷，例如相对染色深度、提升性以及匀染性难以满足当前印染的要求。Ciba-Ceigy公司发表的美国专利US 5,484,899(1996)公布了一种以下通式表示的黄色活性染料，它是以2，4-二氨基苯磺酸为偶合组分制得。

这一活性染料染色呈金黄色，所有牢度俱佳。

染料W

式中，X为Cl或F，Z为-CH＝CH₂或-CH₂CH₂OSO₃H。

另外，CN 1569969A(2005)(江苏申新)披露了一种活性黄SHE染料。该活性黄SHE染料的结构式为：

染料X

本发明人在悉心研究上述两种结构的染料后认为，在染料结构中引入2，4-二氨基苯磺酸分子确有改进性能的效果。但是，这类染料在满足当前染色应用的要求上尚存在某些不足，例如染料固色率、上染率、匀染性以及与其它染料同染时的相容性均有待进一步提高。

上世纪九十年代期间，Hoechst公司发表的日本专利(JP 8048902(1996))涉及一种黑色活性染料组合物，其中提出可使用下列金黄色活性染料作为拼混黑色活性染料的组分之一。

其结构通式为：

染料Y

Hoechst公司申请的中国专利(CN 1118796(1996))公开了相似的上述内容。此后，Dystar公司的专利申请CN 1443219(2003)和WO 02/08341(2002)公开了上述染料的系列结构及其合成方法。

其中涉及本发明的染料结构，例如有：

本发明人在大量研究试验的基础上发现，将表示上述的二种活性染料的通式(1)和通式(2)染料组成的组合物，在固色率、上染率和提升率均比其中任何的单一活性染料的性能有明显的提高。值得惊喜的是，本发明的黄色活性染料组合物的耐光致变色性能也有明显改善。

发明内容

本发明人在大量研究试验的基础上，惊喜的发现，通式(1)表示的一种或多种黄色活性染料与通式(2)表示的一种或多种黄色活性染料的组成的染料组合物，具有十分优异的染色性能以及各项牢度。

值得注意的是，这一黄色活性染料组合物与其组成染料相比，相对染色深度、固色率、上染率、提升率均有很大提高。本发明的黄色活性染料组合物的耐光致变色性能也有明显改善。

本发明提供的黄色活性染料组合物，由一定比例混合的一种或多种选自下面所示的通式(1)表示的染料和一种或多种选自下面所示的通式(2)表示的染料组成。

通式(1)

式中：M选自H或碱金属；

R选自H或C_1-3烷基；

R₁选自-CONH₂或-COC_1-3烷基；

R₂选自-H、-C_1-3烷基、-CONH₂、-CH₂CH₂OH或-CH₂CH₂COOH；

X选自卤原子；

Z选自-CH₂CH₂OSO₃M或-CH＝CH₂；

n选自2或3。

通式(2)

式中：M选自H或碱金属；

R₃和R₄选自H、C_1-3烷基或C_1-3烷氧基，优选地选自H、-CH₃和-OCH₃；

Y选自-CH₂CH₂OSO₃M或-CH＝CH₂；

m选自1或2。

本发明提供的黄色活性染料组合物在羰基和/或甲酰胺基材料，特别是纤维材料染色上的应用。

具体实施方法

本发明的染料组合物中包括一种或多种通式(1)表示的染料和一种或多种通式(2)表示的染料。

在本发明的活性染料组合物中，通式(1)表示的染料(简称染料I)与通式(2)表示的染料(简称染料II)的重量比一般为90～10：10～90，优选为80～20：20～80，更优选为70～30：30～70。

在一个优选的实施方式中，通式(1)的-SO₂Z基团位于苯核上-N＝N-基团的间位或对位。

在另一个优选的实施方式中，通式(2)的-SO₂Y基团位于苯核上-N＝N-基团的间位或对位。

在一个优选的实施方式中，通式(1)中的R₃和R₄基团分别位于苯核上-N＝N-基团的邻位和间位。

在另一个优选的实施方式中，通式(2)中的-SO₃M基团，当m＝1时，位于苯核上-NH-基团的邻位、间位或对位；当m＝2时，二个-SO₃M基团分别位于苯核上-NH-基团的邻位和间位。

在一个特别优选的实施方式中，通式(1)和通式(2)中，R选自H、C_1-3烷基，R₁选自-CONH₂和-COCH₃；R₁选自-CONH₂或-COC_1-3烷基；R₂选自-H、-C_1-3烷基或-CONH₂、-CH₂CH₂O、-CH₂CH₂COOH；R₃和R₄分别选自-CH₃和-OCH₃。

本发明中通式(1)表示的染料，例如包括如下实例：

染料I

                                                 (染料I-1)

                                                 (染料I-2)

                                             (染料I-3)

                                             (染料I-4)

                                             (染料I-5)

                                             (染料I-6)

本发明中通式(2)表示的染料，例如包括如下实例：

染料II

                                       (染料II-1)

                                       (染料II-2)

                                       (染料II-3)

                                   (染料II-4)

                                   (染料II-5)

通式(1)和通式(2)表示的活性染料均为已知染料。

US 5,484,899(1996)(Ciba-Ceigy)、CN 1569969A(2005)(中国申新)公开了通式(1)表示的染料结构及其合成方法。

CN 1118796(1996)(Hoechst)、JP 7048902(1996)(Hoechst)、CN 1443219(2003)(Dystar)、WO 02/08341(2002)(Dystar)公开了通式(2)表示的染料结构及其合成方法。

上述文献的全部内容参考于本发明中。

本发明的黄色活性染料组合物还可含有各种在染色工艺和染料制剂中常规使用的染料添加剂，其用量可按实际需要选择，没有特别的限定，一般不超过20重量％。例如无机盐类，如NaCl、Na₂SO₄，含量0-10重量％，分散剂含量0-10重量％，pH调节剂，如磷酸二氢钠或磷酸氢二钠，含量0-5重量％，防尘剂0-10重量％，助溶剂1-15重量％。本发明组合物也可基本上由上述重量比的通式(1)染料和通式(2)染料组成。

本发明的黄色活性染料组合物的制备方法包括将上述通式(1)染料和通式(2)染料按规定的重量比进行混合。混合可用各种常规方法，如机械混合方法。混合时，通式(1)染料和通式(2)染料可以粉末形式，或以颗粒形式，或以水溶液形式存在。例如，混合步骤可以在合适的研磨机如球磨机或针磨机中以及在捏合机或混合机中进行。

本发明的黄色活性染料组合物适合于染色及其广泛的各种材料，特别是含羧基和/或甲酰胺基的材料，更特别是纤维材料，例如棉、亚麻和***纤维，以及纤维素和再生纤维素、聚酯或聚酰胺纤维材料等。

本发明的黄色活性染料组合物可以用本领域中已知的多种方法应用于纤维材料并固定到纤维上，例如可以用浸染方法或轧染方法进行染色。

实施例的各项测试方法

如下实施例的各项性能按如下各项测试方法进行测试：

1.皂洗牢度：按国际标准ISO 105 C03测定。

2.耐汗渍色牢度(碱汗)：按国际标准ISO 105 E04测定。

3.耐汗渍色牢度(酸汗)：按国际标准ISO 105 E04测定。

4.耐日晒牢度：按国际标准ISO 105 B02测定。

5.上染率：配制完全相同染浴两份，分别为A、B。A染浴中不放布样。将A、B两染浴按标准染色工艺进行染色。染色结束后，吸取A、B染色残液10mL，分别定容为500mL。将定容后的A、B染色残液稀释至一定倍数M_A、M_B，测试其稀释液在最大吸收波长时的吸收率值X_A、X_B(X_A、X_B应在0.2～0.7之间。)

6.提升率：分别按染料用量0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％配置染液，按标准染色工艺进行染色。将染色后皂洗、烘干后的布样在测色配色仪上测其K/S值-染料用量的趋势图，即为活性染料的提升率曲线。

7.固色率：配制完全相同染浴两份，分别为A、B。A染浴中不放布样。将A、B两染浴按标准染色工艺进行染色。配制完全相同皂洗液两份，分别为C、D。C皂洗液中不放染色织物，按标准皂洗工艺进行皂洗，并用少量蒸馏水洗涤干净。将A和C、B和D混合后用蒸馏水稀释至500毫升，再将其稀释至一定倍数M_AC、M_BD，测试其稀释液在最大吸收波长时的吸收率值X_AC、X_BD(X_AC、X_BD应在0.2～0.7之间。)

8.光致变色：在同一块染色织物上剪尺寸均为6 X 10cm²的I、II两块织物，在恒温恒湿室中，将织物I平放在标准对色灯箱中，用D65标准光源照射8小时，织物II则放在无光照处。达到规定时间时，同时将织物I、II在测色配色仪Datacolor 400上测试色差，以织物II为标样，测试织物I的变色情况，以判定此类染料染色的织物耐光致变色性能。

实施例所使用的染料组合物

本发明实施例中所使用的染料组合物以及单一组成染料，列于表1。包括以下内容：

1.本发明的黄色活性染料的不同比例组合物；

2.本发明黄色活性染料组合物的单一组成染料。

表1

实施例1

本发明的染料A和染料B用于轧染染色，染色织物色泽均为鲜艳金黄色。按有关国际标准测定，染色织物的水洗牢度沾色4级、色变4-5级、干摩擦牢度4级、湿摩擦牢度3-4级、耐汗渍色牢度(碱汗)4级、耐汗渍色牢度(酸汗)4级。

本发明的染料A和染料B用于浸染染色，染色织物色泽均为鲜艳金黄色。按有关国际标准测定，染色织物的水洗牢度沾色4级、色变4-5级、干摩擦牢度4级、湿摩擦牢度3-4级、耐汗渍色牢度(碱汗)4级、耐汗渍色牢度(酸汗)4级。

其操作方法如下：

浸染

分别将相对于纤维为1％重量的被测定染料，0.2重量％的防尘剂和0.3重量％的助溶剂充分溶解于化料桶中。在1：10的浴比条件下，使纤维织物在溢流中保持循环。在10分钟内加入上述配制的染液，温度保持35℃，10分钟后加入30克/升的硫酸钠，然后升温到60℃，加入30克/升纯碱，保温45分钟，然后水洗、皂洗、水洗、烘干。

轧染

分别按10克/升的用量将被测定染料，充分溶解于化料桶水中，并各自加入0.2重量％的防尘剂和0.3重量％的助溶剂。将溶解充分的染液放入连续染色机的轧槽中，织物浸轧染液后烘干，烘干后的织物经冷却后，浸轧30克/升纯碱，250克/升硫酸钠的浸轧液，然后在100℃的饱和蒸汽中汽蒸1分钟，然后水洗、烘干。

实施例2 耐光致变色性能

对于黄色活性染料，其耐光致变色性能尤为重要。测色数据列于表2、表3、表4、表5(染色深度：4％o.w.f.深度)。

表2

 

	DE
		染料C染色织物未光照	0
染料C染色织物光照8小时	0.73
		染料C染色织物光照8小时后放置8小时	1.09

表3

 

	DE
		染料D染色织物未光照	0
染料D染色织物光照8小时	0.92
		染料D染色织物光照8小时后放置8小时	0.75

表4

 

	DE
		染料E染色织物未光照	0
染料E染色织物光照8小时	1.02
		染料E染色织物光照8小时后放置8小时	0.54

表5

 

	DE
		染料W染色织物未光照	0
染料W染色织物光照8小时	1.21
		染料W染色织物光照8小时后放置8小时	1.56

*DE说明：以染料染色织物未光照为标样，光照8小时的色变DE越大，说明其光致变色越严重，光照后放置8小时的DE越大说明光致变色回复越小，变色越大。

由上表可见，本发明活性染料组合物(染料C)具有优异的耐光致变色性能。与其组成单一染料相比，其耐光致变色性能有明显的改善和提高。

以下各实例说明，本发明黄色活性染料组合物的相对染色深度、上染率、固色率的实测值均高于其单一染料染色的加和平均值，充分体现出其协同效果。

实例3 固色率

固色率为最终被织物所吸附的染料占染料总量的重量百分比。

固色率的测定列于表6、表7。

表6

表7

由表6、表7可见本发明的黄色活性染料组合物的固色率高于其组成单一染料的固色率。

实例4 上染率

上染率即不同时间点时织物的上染量即得色量(测试设备：电脑测色配色仪；型号：QuestXE；厂家：HunterLab)占所用染料的重量百分比。因此，在染色时分别测量并计算出上染率，其结果分别示于表8、表9。

表8

表9

由上表可见，实测的染料组合物上染率均高于单个染料染色时的加和平均值，体现其协同效用。

由于印染行业是一个高污染的行业，因此，本发明的黄色活性染料组合物的相对染色深度、固色率高、上染率的特点，可以减少污水排放，减少对环境的污染。

实例5

本发明染料组合物的相对染色深度(K/S值)

表10

表11

由此可见，本发明的黄色活性染料组合物，具有优异的各项牢度。本发明黄色活性染料组合物与其组分染料相比，在相对染色深度、固色率、上染率、提升率、耐光致变色方面均有显著进步。

Claims (10)

1.一种黄色活性染料组合物，该染料混合物包括一种或多种选自下面所示的通式(1)表示的染料和一种或多种选自下面所示的通式(2)表示的染料：

                                           [通式(2)]

式中：M选自H或碱金属；

      R选自H或C_1-3烷基；

      R₁选自-CONH₂或-COC_1-3烷基；

      R₂选自-H、-C_1-3烷基、-CONH₂、-CH₂CH₂OH或-CH₂CH₂COOH；

      X为卤原子；

      Z选自-CH₂CH₂OSO₃M或-CH＝CH₂；

      Y选自-CH₂CH₂OSO₃M或-CH＝CH₂；

      n选自2或3；

      m选自1或2；以及

      R₃和R₄分别选自H、-C_1-3烷基或-C_1-3烷氧基。

2.权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特性在于，通式(1)表示的染料与通式(2)表示的染料的重量比为90～10：10～90，优选的为70～30：30～70。

3.如权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特征在于，通式(1)中的-SO₂Z基团位于苯核上-N＝N-基团的间位或对位。

4.如权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特征在于，通式(2)中的-SO₂Y基团位于苯核上-N＝N-基团的间位或对位。

5.如权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特征在于，通式(2)中的-SO₃M基团，当m＝1时，位于苯核上-NH-基团的邻位、间位或对位；当m＝2时，二个-SO₃M基团分别位于苯核上-NH-基团的邻位和间位。

6.如权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特征在于，通式(2)中的R₃和R₄基团分别位于苯核上-N＝N-基团的邻位和间位。

7.如权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特性在于，通式(1)和通式(2)中，R₁选自-CONH₂和-COCH₃；R₂选自-H、-CH₃和-CO NH₂；R₃和R₄分别选自-CH₃和-OCH₃。

8.如权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特性在于，通式(1)选自如下一组化合物：

                                                    (染料I-1)

                                                     (染料I-2)

                                                         (染料I-3)

                                                         (染料I-4)

                                                         (染料I-5)

                                                        (染料I-6)。

9.如权利要求1所述的黄色活性染料组合物，其特性在于，通式(2)选自如下一组化合物：

                                                (染料II-1)

                                                 (染料II-2)

                                                   (染料II-3)

                                                (染料II-4)和

                                               (染料II-5)。

10.权利要求1-9中任一项所述的黄色活性染料组合物在含羧基和/或甲酰胺基材料，特别是纤维材料的染色方面的应用。