CN101775235B - 一种活性黑染料 - Google Patents
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Abstract
一种活性黑染料，所述的活性黑染料主要由品红组分A、橙黄组分B、藏青组分C组成，基于所述组分A、组分B和组分C，组分A的重量百分含量为1～25％，组分B的重量百分含量为1～25％，组分C的百分含量为50～95％；所述的组分A包括至少一种如式(I)所示染料和至少一种如式(II)所示的染料，所述的组分B包括至少一种如式(III)所示的染料和至少一种如式(IV)的的染料，所述的组分C包括至少一种如式(V)所示的染料。本发明具有以下优异性：产品溶解度高、耐盐、耐碱性强；上染率、固色率高；染色坚牢度优良，环保。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种活性黑染料，尤其涉及一种质优价廉、绿色环保的活性经济型三原色拼混的活性黑染料。
(二)背景技术
活性染料以其色泽鲜艳、色牢度好、适用于纤维素纤维染色而得以广泛应用，其中三原色因各单色组分染色性能接近、配伍性好、能复配出各种符合要求的色光而备受推崇，染料中常见的三原色由活性品红、活性橙黄、活性藏青组成，传统经典的三原色如：
活性品红组分：
活性橙黄组分：
活性藏青组分：
但上述三原色复配后在颜色的饱和度、配伍性及染色性能方面仍需改进，对此，专利CN1730565、CN1730566选用了另外的红色组分、黄色组分，与上述藏青组分复配，专利CN1912014则通过改变活性藏青组分的结构，再与上述品红组分和橙黄组分复配来达到改进的目的，但上述复配染料的染色性能仍不能完全令人满意，且产品成本均较高，不适于大规模的推广应用，其性价比方面仍有待进一步提高。
(三)发明内容
本发明的目的在于筛选合适的品红组分、橙黄组分以及藏青组分作为三原色，复配得到质优价廉的新活性黑染料，满足目前染色低成本、高质量且绿色环保的要求。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种活性黑染料，所述的活性黑染料主要由品红组分A、橙黄组分B、藏青组分C组成，基于所述组分A、组分B和组分C，组分A的重量百分含量为1～25％，组分B的重量百分含量为1～25％，组分C的百分含量为50～95％；所述的组分A包括至少一种如式(I)所示染料和至少一种如式(II)所示的染料，基于所述的式(I)所示染料和式(II)所示的染料，式(I)染料所占的重量百分比为70～99％，式(II)染料所占的重量百分比为1～30％；
式(I)和式(II)中：
M1或M2各自独立为氢或碱金属；R1为-H或-SO3M10，R2、R3、R4各自独立为-H、-C1～C4的烷基、-C1～C4的烷氧基或-SO3M11，其中M10或M11各自独立为氢或碱金属；X1为卤素；Y1、Y2、Y3各自独立为-CH＝CH2或-C2H4OSO3M3，其中M3为氢或碱金属；
所述的组分B包括至少一种如式(III)所示的染料和至少一种如式(IV)的的染料，基于所述的式(III)所示的染料和式(IV)所示的染料，式(III)染料所占的重量百分比为75～99％，式(IV)染料所占的重量百分比为1～25％；
式(III)和式(IV)中：
M4、M5各自独立为氢或碱金属，X2为卤素，R5为C1～C4的烷基或氨基，R6、R7各自独立为H、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或-SO3M6，Y4、Y5、Y6各自独立为-CH＝CH2或-C2H4OSO3M6，其中M6为氢或碱金属；
所述的组分C包括至少一种如式(V)所示的染料；
式(V)中：
M7为氢或碱金属，R8、R9、R10、R11各自独立为H、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或-SO3M8，Y7、Y8各自独立为-CH＝CH2或-C2H4OSO3M9，M8、M9各自独立为氢或碱金属。
本发明中，所述活性黑染料由组分A，组分B，组分C和助剂组成；基于所述组分A，组分B和组分C，组分A的质量百分含量为1～25％，组分B的百分含量为1～25％，组分C的百分含量为50～95％；所述的助剂的质量为组分A，组分B和组分C总质量的1～55％。本发明所述的助剂可以是分散剂、扩散剂或填充剂，或是它们任意两种或三种的组合，染料的助剂可以在制备活性黑染料时直接加入组合物中，也可在使用前以活性黑染料的组合加上助剂后配合使用。
优选的，所述的组分A由式(I)染料和式(II)染料组成；所述组分B由式(III)染料和式(IV)染料组成；所述组分C由式(V)染料组成，基于组分A、组分B及组分C，组分A的重量百分比为1～20％，组分B的重量百分比为1～20％，组分C的重量百分比为60-95％。优选的，所述M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11各自独立为氢或钠，所述X1、X2各自独立为为Cl或F，所述R5为甲基或氨基，所述R6、R7各自独立为氢或-SO3M6，所述R8～R11各自独立为氢或-SO3M8。
进一步，本发明所述的组分A中，式(I)优选为至少一种式(I-1)～(I-5)的染料，式(II)为至少一种式(II-1)～(II-6)的染料。
进一步，本发明所述的组分B中，式(III)优选为至少一种式(III-1)～(III-5)的染料，式(IV)为至少一种式(IV-1)～(IV-6)的染料。
进一步，本发明所述的组分C中，式(V)优选为至少一种式(V-1)～(V-5)的染料：
更进一步，本发明所述的品红组分A优选为式(I-1)与式(II-1)染料的组合；其中式(I-1)染料所占的重量百分比为70～99％，式(II-1)染料所占的重量百分比为1～30％；所述的橙黄组分B优选为式(III-1)与式(IV-1)染料的组合，或者式(III-4)与式(IV-1)染料的组合；其中，式(III-1)或(III-4)染料所占的重量百分比为75～99％，式(IV-1)染料所占的重量百分比为1～25％；所述的藏青组分C优选为式(V-1)的染料。优选的，本发明所述的品红组分A为式(I-1)与式(II-1)染料的组合，其中式(I-1)染料所占的重量百分比为80～99％，式(II-1)染料所占的重量百分比为1～20％；所述的橙黄组分B为式(III-1)与式(IV-1)染料的组合，或者式(III-4)与式(IV-1)染料的组合，其中，式(III-1)或(III-4)染料所占的重量百分比为80～99％，式(IV-1)染料所占的重量百分比为1～20％；所述的藏青组分C为式(V-1)的染料。
在本发明中，所述的助剂为下列一种或两种以上任意比例的组合：元明粉(工业硫酸钠)、萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐、烷基萘磺酸甲醛缩合物；如甲基萘磺酸甲醛缩合物(分散剂MF)、萘磺酸甲醛缩合物(扩散剂NNO)、苄基萘磺酸甲醛缩合物(扩散剂CNF)、木质素磺酸钠(木质素85A、木质素83A)等，所述助剂与所述组分A、组分B、组分C的总质量之比为：1～55∶100。
本发明所述的活性黑染料还可以含有一部分其它染料组分或助剂及部分杂质，因为染料在常规合成中有先加酸、后加碱或盐析的过程，因此一般情况下合成出来的染料不可避免的带有电解质粉末，如硫酸钠、氯化钠及醋酸钠，这些物质的存在并不影响本发明的技术效果。
本发明所述的活性黑染料，可以酸的形式或盐类的形式呈现，特别是碱金属和碱土金属，在使用上，较好的是碱金属盐类的形式。
本发明所述的品红组分A、橙黄组分B及藏青组分C以上述比例复配得到的活性黑染料产品，具有质优价廉、染色性能优异、配伍性及匀染性好等性能特点。
本发明所述的活性黑染料，各组分可以干法或湿法进行拼混，并可根据需要制成液体染料产品，也可将液体染料产品经喷雾干燥制得固体产品。
本发明所述的活性黑染料，所使用的组分A、组分B、及组分C中的染料，可方便的按本领域技术人员熟知的方式合成，如分别按照公开专利CN101250334、CN1163291、CN1646636、US631018和CN1569965中的方法或类似的方法进行，也可采用市售产品。
本发明所述的活性黑染料，特别适用于纤维素纤维材料的染色，如棉、麻、再生纤维及其纺织物的印染，此外，也适用于聚酰胺纤维、蛋白质纤维及其纺织物的染色。染色方法可按照公知、惯用的浸染或轧染方法进行，例如浸染法是将被染物在配好的染浴中吸附后，再用碱处理固色，染色和固色温度通常介于40～90℃，较佳染色和固色温度为50～70℃，染浴比通常为1∶5～50(被染物∶染色液)。轧染法例如冷轧堆染色法，使欲染色的物质，利用中性盐及酸结合剂(如硅酸钠、氢氧化钠)轧染，然后在室温下堆置6～20小时以进行固着。
本发明的活性黑染料具有以下优异性：(1)产品溶解度高、耐盐、耐碱性强；(2)上染率、固色率高，由于该复合染料的多个活性基之间的协同效应，使染料与纤维键合的几率增加，染料的利用率提高，反应性增强，染色稳定性好，且该染料强度高、溶解度高、耐盐耐碱性强，有效的保证了染色的提升性和染深性；(3)染色坚牢度优良，乙烯砜的耐酸性和均三嗪的耐碱性以及染料的高固色率，使该染料耐酸碱稳定性好，水解染料少；(4)环保，不含致癌芳胺组分，可代替大部分进口染料，且适用于浸染、轧染工艺，符合当前市场所需，是染厂降低成本、提高一次染色成功率的理想选择。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
在实施例中根据结构式所述的化合物一般是以其盐的形式制备和分离的，优选的形式是钠盐或钾盐，并以其盐的形式用于染色。实施例中所述的化合物，可采用公知的方法，类似的以游离酸的形式或其盐的形式被合成。
实施例1
提供如下的染料组合物：
品红染料组分A15克，其中重量百分比，式(I-1)∶式(II-1)∶元明粉(工业硫酸钠)＝90∶10∶10；
橙黄染料组分B15克，其中重量百分比，式(III-1)∶式(IV-1)∶元明粉＝92∶8∶15；
藏青染料组分C70克，其中重量百分比，式(V-1)∶元明粉＝85∶15
将按上述配比的各组分染料在干拼桶中充分搅拌，进行干粉混合均匀，得到的黑色染料用于上染棉织物，具有乌黑度好、匀染性和色牢度佳等性能。
实施例2
提供如下的染料组合物：
品红染料组分A10克，其中重量百分比，式(I-1)∶式(II-1)∶元明粉＝95∶5∶15；
橙黄染料组分B20克，其中重量百分比，式(III-4)∶式(IV-1)∶元明粉＝90∶10∶20；
藏青染料组分C70克，其中重量百分比，式(V-1)∶元明粉＝90∶10；
将按上述配比的各组分染料、5克扩散剂萘磺酸甲醛缩合物(NNO)，加水溶解后搅拌均匀并干燥，得到的黑色染料用于上染棉织物，具有乌黑度好、匀染性和色牢度佳等性能。
实施例3
提供如下的染料组合物：
品红染料组分A10克，其中重量百分比，式(I-1)∶式(II-1)＝95∶5；
橙黄染料组分B15克，其中重量百分比，式(III-1)∶式(IV-1)∶元明粉＝90∶10；
式(V-4)的藏青染料组分C75克，
将按上述配比的染料与20克元明粉、5克分散剂MF(甲基萘磺酸甲醛缩合物)，加水溶解后搅拌均匀并干燥，得到的黑色染料用于上染棉织物，具有乌黑度好、匀染性和色牢度佳等性能。
对比例1
10克式(I-1)的染料，15克式(III-1)的染料，75克式(V-1)的染料，以及35克元明粉加水溶解后搅拌均匀并干燥，得到的黑色染料用于上染棉织物。
对比例2：
取自专利CN1730565中的实施例5(同专利CN1730566实施例2)，15克品红组分、15克橙黄组分及70克藏青组分分别为下式(201)、(301)及(101)的染料，按专利CN1730565实施例5的方法操作得到染料。
对比例3：
取自专利CN1912014中的优选组分，15克式(403)的品红组分、15克(801)的橙黄组分及70克(101)的藏青组分，加入与以上染料混合物总质量1/9等质量的助剂甲基萘磺酸甲醛缩合物，混合得到的染料按专利CN1912014中实施例4的混合方法操作得到染料。
染色方法：
取根据上述配比得到的活性黑染料，溶解在水中，加入元明粉50g/L配置成染液。染色浓度2％(染料对布重)，浴比1∶20(布重克数对染液体积毫升数)，置入棉布60℃下吸附30分钟，加碱(氢氧化钠15g/L、碳酸钠10g/L)固色45分钟，染色织物经水洗、皂煮、干燥，得到的黑色棉织物，上染性好，固色率高，色牢度优异。
分别取实施例1～3，对比例1～3中的活性黑染料，按照上述染色方法，测得不同染色时间和固色时间条件下的上染率和固色率，见下表1：
表1
从上表中可知，采用本发明的品红组分、橙黄组分和藏青组分组成的活性黑染料，在不改变原单色染料结构即不增加成本的条件下，其上染率和固色率达到甚至超出现有改进的高成本活性黑染料。
此外，本发明所述的活性黑染料，还可按照实施例3所述的复配方法和下表2中实施例4～7所示的组分和配比获得，按照本发明所述的染色方法应用于棉织物染色时，同样能获得优异的染色效果。
表2
Claims (9)
1.一种活性黑染料，其特征在于：所述的活性黑染料主要由品红组分A、橙黄组分B、藏青组分C组成，基于所述组分A、组分B和组分C ，组分A的重量百分含量为1～25％，组分B的重量百分含量为1～25％，组分C的百分含量为50～95％；所述的组分A包括至少一种如式（Ⅰ）所示染料和至少一种如式（Ⅱ）所示的染料，基于所述的式（Ⅰ）所示染料和式（Ⅱ）所示的染料，式（Ⅰ）染料所占的重量百分比为70～99％，式（Ⅱ）染料所占的重量百分比为1～30％；
式（Ⅰ）和式（Ⅱ）中：
M1或M2各自独立为氢或碱金属；R1为-H或-SO3M10，R2、R3、R4各自独立为-H、-C1~C4的烷基、-C1~C4的烷氧基或-SO3M11，其中 M10或M11各自独立为氢或碱金属；X1为卤素；Y1、Y2、Y3各自独立为-CH=CH2或-C2H4OSO3M3，其中M3为氢或碱金属；
所述的组分B包括至少一种如式（Ⅲ）所示的染料和至少一种如式（Ⅳ）的染料，基于所述的式（Ⅲ）所示的染料和式（Ⅳ）所示的染料，式（Ⅲ）染料所占的重量百分比为75～99％，式（Ⅳ）染料所占的重量百分比为1～25％；
式（Ⅲ）和式（Ⅳ）中：
M4、M5各自独立为氢或碱金属，X2为卤素，R5为C1~C4的烷基或氨基，R6、R7各自独立为H、C1~C4的烷基、C1~C4的烷氧基或-SO3M6，Y4、Y5、Y6各自独立为-CH=CH2或-C2H4OSO3M6，其中M6为氢或碱金属；
所述的组分C包括至少一种如式（Ⅴ）所示的染料；
式（Ⅴ）中：
M7为氢或碱金属，R8 、R9、R10、R11各自独立为H、C1~C4的烷基、C1~C4的烷氧基或-SO3M8，Y7、Y8各自独立为-CH=CH2或-C2H4OSO3M9，M8 、M9各自独立为氢或碱金属。
2.根据权利要求1所述的活性黑染料，其特征在于所述活性黑染料由组分A，组分B，组分C和助剂组成；基于所述组分A，组分B和组分C ，组分A的质量百分含量为1～25％，组分B的百分含量为1～25％，组分C的百分含量为50～95％；所述的助剂的质量为组分A，组分B和组分C总质量的1~55%。
3.根据权利要求1所述的活性黑染料，其特征在于所述的组分A由式（Ⅰ）染料和式（Ⅱ）染料组成；所述组分B由式（Ⅲ）染料和式（Ⅳ）染料组成；所述组分C为式（Ⅴ）染料，基于组分A、组分B及组分C，组分A的重量百分比为1～20％，组分B的重量百分比为1～20％，组分C的重量百分比为60-95％。
4.根据权利要求1~3之一所述的活性黑染料，其特征在于所述M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11各自独立为氢或钠。
5.根据权利要求1~3之一所述的活性黑染料，其特征在于所述X1、 X2各自独立为为Cl或F，所述R5为甲基或氨基，所述式（Ⅴ）染料中，R6、R7各自独立为氢或-SO3M6，所述式（Ⅳ）染料中，R8～R11各自独立为氢或-SO3M8。
6.根据权利要求1~3之一所述的活性黑染料，其特征在于所述的组分A中，式（Ⅰ）为至少一种式（Ⅰ-1）～（Ⅰ-5）的染料，式（Ⅱ）为至少一种式（Ⅱ-1）～（Ⅱ-6）的染料，
7.根据权利要求1~3之一所述的活性黑染料，其特征在于所述的组分B中，式（Ⅲ）为至少一种式（Ⅲ-1）～（Ⅲ-5）的染料，式（Ⅳ）为至少一种式（Ⅳ-1）～（Ⅳ-6）的染料，
8.根据权利要求1所述的活性黑染料，其特征在于所述的组分C中，式（Ⅴ）为至少一种式（Ⅴ-1）～（Ⅴ-5）的染料，
9.根据权利要求1~3之一所述的活性黑染料，其特征在于所述的组分A为式（Ⅰ-1）染料与式（Ⅱ-1）染料的组合；所述的组分B为式（Ⅲ-1）与式（Ⅳ-1）染料的组合或者式（Ⅲ-4）与式（Ⅳ-1）染料的组合；所述的组分C为式（Ⅴ-1）所示的染料。
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