CN1730566A - 适于冷轧堆染色的耐碱型黑色活性染料 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一组相容性和耐碱性较好的、由黄(橙)、红、藏青三原色组成的黑色活性染料，并与配伍的耐碱助剂萘磺酸或烷基萘磺酸－甲醛缩合物复配而成的耐碱型活性染料，适用于纤维素纤维冷轧堆染色。此种耐碱型活性染料具有色泽乌黑、轧染液稳定、上染均匀、耐碱稳定性高、固色率优异、牢度好，皂洗液色度低等优点。

Description

适于冷轧堆染色的耐碱型黑色活性染料

技术领域

本发明涉及一项适用于冷轧堆染色的多组分的耐碱型黑色活性染料的结构、组成及合成工艺。以设计的染料结构与耐碱助剂复配后，用冷轧堆工艺进行纤维素纤维染色，其特点在于组成此染料各组分对纤维的亲和力相近，耐碱性优异，在轧染过程中轧染液稳定，固色率优异、皂洗液色度低。冷轧堆后染色织物乌黑度好、牢度高。

背景技术

黑色染料是染料中应用较多、产量较大的色种。连续染色中轧染法对于批量较大的色种具有生产效率高，三废少的特点。而其中冷轧堆工艺更因其节能、节水、固色率高、染色废液中色度低，成为当前染色工艺的发展方向。但加入冷轧堆染浴中固色的氢氧化钠和硅酸钠远强于竭染染色的纯碱，要求染色用的活性染料，尤其是遇强碱后形成乙烯砜衍生物时，应具有特别优异的耐碱性和溶解度。此外，对于由三原色复配得到的黑色染料来说，还要求各组分染料对织物的亲和力相近，轧染过程配伍性好。迄今为止，无论从其品种开发或从指导的基础理论的研究来看，国内外均正处于起步阶段。

用于竭染染色乌黑度较好的活性黑，近年已有不少专利报道，如用下列结构的三原色(US6537332，USP5849887)可以给出乌黑度较好的黑色，但耐碱性不理想。轧染液加碱后染料在2min内即析出。不能直接用于冷轧堆染色。

耐碱性较好的活性染料如耐碱型C.I.活性蓝19，在超分子化学理论的指导下，由染料、选定的专用耐碱型助剂和缔合微扰剂复配组成(ZL 200410067188.8)的耐碱型活性染料在冷轧堆染色时，具有满意的耐碱稳定性和给色性能。

发明内容

本发明的目的是在超分子化学理论的指导下，综合比较了现有资料的优缺点，重点在于染料和耐碱助剂的相容性和耐碱性。设计染料和助剂的分子结构，提供一组有优良的耐碱性能、乌黑度、匀染性和提升力好由黑色染料和其相应的耐碱助剂复配的适用于冷轧堆染色的黑色活性染料。其染料和助剂的结构特征如下：

染料的结构特征在于三原色组分染料的结构具有非常接近的亲水性/亲油性，以及在加碱后形成乙烯砜形式时仍有适当的溶解度和亲和力，能迅速与其相应的耐碱助剂结合而在轧染液中分散。

耐碱助剂的结构特征在于萘磺酸或烷基萘磺酸-甲醛缩合物的磺化度p和缩合度n与染料结构相配伍，对于特定染料具有良好的分散性。

染料结构通式如下：

藏青色染料组分：

式中：Y＝乙烯基、β-羟乙基硫酸酯、β-羟乙基磷酸酯；

R₁～R₄＝氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、磺酸基或氯；

M＝氢或碱金属，如锂、钠和钾。

红色染料组分：

式中：Y＝乙烯基、β-羟乙基硫酸酯、β-羟乙基磷酸酯；

X＝H、-CH₂SO₃M、CH₂COOM或CH₂CH₂SO₃M；

R₅～R₈＝氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、磺酸基或氯；

M＝氢或碱金属，如锂、钠和钾。

黄(橙)色染料组分：

式中：Y＝乙烯基、β-羟乙基硫酸酯、β-羟乙基磷酸酯等；

X＝H、CH₂SO₃M、CH₂COOM或CH₂CH₂SO₃M；

Z＝氢、羧基或磺酸基；

W＝氢、磺酸基或

A，B＝氢、羧基、磺酸基或硫酸酯乙基砜基；

R₉～R₁₂＝氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、磺酸基或氯；

M＝氢或碱金属，如锂、钠和钾；

用于耐碱型活性黑耐碱助剂的通式如下：

式中：Alk＝氢、甲基或乙基；

p＝1-1.2；

n＝1.2-3.0。

作为三原色组分染料，适于冷轧堆的青色组分如B1，B2，B3等：

性能较好的常用红色组分(2)如R1，R2，R3，R4，R5等：

性能较好的黄(橙)色组分(3)如下列染料Y1，Y2，Y3，Y4等

作为耐碱稳定助剂磺化度优化的范围为1.05-1，10，缩合度优化范围为1.2-2.2。

通式(1)，(2)，(3)中染料可以通过常规的重氮化、偶合方法制得。红、黄(橙)色组分染料中，含磺甲基或磺乙基衍生物，一般可将其偶合组分先用羟甲基磺酸钠或氯乙基磺酸钠进行磺烷基化，然后与相应的重氮组分偶合制得。

通式(4)所示的耐碱助剂的合成可由萘或烷基萘用浓硫酸或发烟硫酸按要求的磺化度在指定条件下磺化后，按指定配比与甲醛缩合而得。

染料的拼混以及染料与助剂的拼混可采取湿法拼混(共溶后喷雾干燥)或粉状干法拼混。一般以湿法拼混混合效果更均匀，染料分散状况更佳，耐碱性能更满意。

青∶红∶黄三原色组分的重量百分比范围一般为50-90∶2-20∶5-30。

染料与助剂的重量百分比范围为65-95∶35-5。

耐碱型活性染料用于冷轧堆染色工艺的轧染液由染料、碱和防泳移剂组成。所用的碱一般是氢氧化钠或硅酸钠或者两者的混合物。在室温下轧染到织物上，轧液率一般为70-100％；密封后在室温下堆置6-20h以进行固着。得到的染色织物具有很好的乌黑色泽和牢度。

下述实施例中，如无特别标明，指的均为折百质量份数(以g或kg计量)。

具体实施方式

实施例1

混合甲基萘144g，浓硫酸150g，，在有良好回流冷却装置的反应锅中100℃下反应6h。磺化物加水150ml稀释，加36％甲醛30g，在100℃下在高压釜或在有良好回流冷却装置的反应锅中反应6h，缩合反应结束的物料加碱石灰中和至中性～弱碱性，过滤，去除石膏，加纯碱以去除石膏。滤液蒸发至干后，得到耐碱助剂A1约210g。

实施例2

由上述染料B1-R1-Y1组成的黑色染料85g与实施例1得到的耐碱助剂A115g用湿法或干法复配，可得耐碱型黑色活性染料。在冷轧堆时具有良好的耐碱性和染色性能。

实施例3

萘128g，浓硫酸130g，，在有良好回流冷却装置的反应锅中140℃下反应4h。磺化物加水130ml稀释，加36％甲醛20g，在100℃下在高压釜或在有良好回流冷却装置的反应锅中反应4h，缩合反应结束的物料加碱石灰中和至中性～弱碱性，过滤，去除石膏，加纯碱以去除石膏。滤液蒸发至干后，得到耐碱助剂A2约140g。

实施例4

由上述染料B1-R3-Y4组成的黑色染料80g与实施例3得到的耐碱助剂A220g用湿法或干法复配，可得耐碱型黑色活性染料。在冷轧堆时具有良好的耐碱性和染色性能。

实施例5-9

将表1中染料与助剂按照实施例2或4的方法进行湿法或干法复配，可得在冷轧堆时具有良好的耐碱性和染色性能的耐碱型黑色活性染料。

                        表1实施例6-10耐碱型活性黑组成

实施例	青色组分	染料组分红色组分	黄色组分	耐碱助剂	染料∶助剂(重量百分比)
						56789	B1B1B1B2B1	R2R3R1R1R4	Y2Y2Y3Y4Y2	A1A2A1A1A2	90∶1085∶1580∶2075∶2585∶15

实施例10

实施例2得到的染料50g加水1000ml，尿素20g，加38Bè液碱10ml，38Bè硅酸钠45ml，配成冷轧堆染液。轧染液在1h内无析出现象。干棉布50g浸入上述轧染液，三浸三轧，轧余率为70％，在室温下将轧染织物保湿放置16h后，用冷水、热水充分洗净浮色，然后在含纯碱3g和中性皂片4.5g的皂液1500ml中煮沸10min，热水、冷水漂洗，烘干，冷却。棉布上具有良好的乌黑度和牢度性能。

Claims (1)

1.一种由青、红、黄三原色组成的复合耐碱型黑色活性染料，其特征在于本染料是由(1)、(2)、(3)和耐碱助剂(4)的结构通式组成：

上述通式(1)、(2)、(3)中：

Y＝乙烯基、β-羟乙基硫酸酯，β-羟乙基磷酸酯；

X＝氢、CH₂SO₃M、CH₂COOM或CH₂CH₂SO₃M；

Z＝氢、羧基或磺酸基；

W＝氢、磺酸基或

A，B＝氢、羧基、磺酸基或硫酸酯乙基砜基；

R₁～R₁₂＝氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、磺酸基或氯；

M＝氢或碱金属，如锂、钠和钾；

耐碱助剂是萘磺酸或烷基萘磺酸的甲醛缩合物，其结构通式为：

通式(4)中：Alk＝氢、甲基或乙基；p＝1-1.2；n＝1.2-3.0；

在上述复合耐碱型黑色活性染料中，复合染料与助剂(4)的重量百分比为：65-95∶35-5；复合染料是由青、红、黄各组分染料(1)∶(2)∶(3)按重量百分比为50-90∶2-20∶5-30组成。