CN102746711A - 一种分散染料组合物、染料制品及其应用 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域:
本发明涉及一种分散染料组合物,具体地,涉及一种适合印染疏水性纤维材料、特别是适合聚酯纤维材料印染的、含有特定结构的一种分散染料组合物、染料制品及其应用。
背景技术:
随着合成纤维混纺材料、聚酯超细纤维纺织材料的发展,对分散染料的性能要求越来越高。特别在涤纶超细纤维与聚氨酯纤维(氨纶)混纺材料染色时,一般分散染料已不能满足应用要求。主要因为一般分散染料容易上染氨纶,也容易脱落,在高温定形时还发生严重热迁移,造成色牢度下降。颜色深浓的涤氨弹力织物往往较难达到满意的洗涤牢度。
近年来,用于涤纶超细纤维及涤纶-氨纶混纺织物的高耐水洗色牢度分散染料成为染料行业的研发热点。专利申请号为CN 200910156654.2、CN 200910156655.7、CN 200910156656.1、CN201010262645.4、CN 201010164849.4,公开的分散染料组合物即使染得很深,仍具有良好的耐水洗色牢度和经济性。然而,这些染料组合物耐干热升华牢度较差,且配伍性不佳,组合物各组份之间相容性和上色同步性差,染色一次成功率低,尤其浸染敏感色时,染色生产过程中很不稳定。
已知JP 61041382A(防拔染印花分散染料组合物)、JP 1231062A(激光打印组合物)、JP 2243395A(转移印花分散染料)、CN 101679761A(光盘记录介质),将N-苄基-3-氰基-4-甲基-6-羟基-2-吡啶酮为偶合组分的染料或其络合物作为可选组分,未见用于竭染和直接印花等最普遍的应用领域。分散染料尤其高耐水洗分散染料往往选用N-烷基取代的吡啶酮类橙、黄色分散染料,其中烷基还可以是醚类取代基。彭勃等在“N-烷基-吡啶酮系偶氮染料研究及进展,染料工业,34卷1997年第4期,第8~14页”提到:“含有吡啶酮结构的分散染料对碱十分敏感, 因此在染色时pH 值的控制极为重要。这类染料在聚酯纤维染色中, 一般染浴控制在pH值6 左右, 当pH 值高于8 时, 上色率很低, 这对于染料的应用是一个缺点。但在同时, 也有使吸附在纤维表面的染料很容易被洗掉, 而达到不沾污白地的效果。”
发明人惊奇地发现,苄基取代的吡啶酮类分散染料与烷基(或醚基)取代的吡啶酮类分散染料性能差异巨大,特别是耐碱性、耐光性、耐水洗、耐水浸、耐汗渍、耐热升华性和涤纶纤维的着色能力差别大。N-苄基吡啶酮分散染料疏水性更强,因此浮色染料与疏水纤维有更好的亲和力,应该更难于清洗。但事实上其耐水洗沾色牢度却更好,已无法用“容易被洗掉, 而达到不沾污白地”的理论解释。N-苄基吡啶酮分散染料耐碱性极大提高,式(1-1)所示染料在pH为4~10的范围内,在涤纶上染色时具有几乎一样的深度和色光,为十分罕见的高耐碱、并且具有超高耐水洗牢度的分散染料。
尤其出乎意料,N-苄基取代的部分吡啶酮类分散染料与常见高耐水洗牢度玉红、紫、蓝色分散染料的相容性、配伍性非常好,且复配优化后获得了优异的综合性能,特别是进一步提升了耐水性能,具有明显的增效效果。
发明内容:
本发明的第一方面目的是提供一种经济的,在聚酯纤维、聚酯超细纤维及聚酯混纺织物上耐水洗牢度好,印染时配伍性优异的分散染料组合物。
为达到上述目的,本发明采取的技术方案如下,一种分散染料组合物,包括至少一种如式(1)所示的组分A和至少一种如式(2)所示的组分B,基于所述的组分A和组分B的总量,组分A质量分数为1~99%,组分B质量分数为1~99%,
所述式(1)为:
式中, R1是氢、卤素或硝基,
R2是氢、卤素、硝基、甲氧基、(C2~4烷)-氧基或(C1~4烷)-氧基羰基,
R3是氢、卤素、硝基、氰基、(C1~4烷)-氧基或(C1~4烷)-氧基羰基,
R4是氢或甲基,
所述式(2)为:
式中, R5是氯、溴、氰基或硝基,
R6是甲基或乙基,
R7是氢、甲氧基、(C2~4烷)-氧基或 (C1~4烷)-氧乙氧基,
R8是氢或甲基,
R9是氢或甲基,
R10是甲基、乙基、丙基、烯丙基或(C1~4烷)-氧乙基,
R11是甲基、乙基、丙基、烯丙基或(C1~4烷)-氧乙基,
X1是氢、氯或溴。
所述本发明分散染料组合物还优选另外包括式(3)所示的组分C,基于所述的组分A、组分B和组分C的总量,组分A质量分数为1~98%,组分B质量分数为1~98%,组分C质量分数为1~20%;其中基于所述组分A和组分C的总量,尤其优选组分A质量分数为80~99%,组分C质量分数为1~20%,
所述式(3)为:
式中, R12是氢、卤素、硝基或苯磺酰氧基,
R13是氢、卤素、硝基、甲氧基、 (C2~4烷)-氧基或(C1~4烷)-氧基羰基,
R14是氢、卤素、硝基、氰基、(C1~4烷)-氧基或(C1~4烷)-氧基羰基,
R15是氢、C1~4烷基、(C1~4烷)-氧基-C2~4烷基、羟乙基或羟丙基。
优选一种蓝色的所述本发明分散染料组合物,其特征是,基于所述的组分A、组分B和组分C的总量,组分A质量分数为1~10%,组分B质量分数为85~99%,组分C质量分数为0~5%。
优选一种黑色的所述本发明分散染料组合物,其特征是,基于所述的组分A、组分B和组分C的总量,组分A质量分数为20~50%,组分B质量分数为40~70%,组分C质量分数为0~10%。
优选一种棕黄色的所述本发明分散染料组合物,其特征是,基于所述的组分A、组分B和组分C的总量,组分A质量分数为50~90%,组分B质量分数为9~45%,组分C质量分数为1~20%,并且式(2)所示的组分B中,当X1为氯或溴时,R5为氯或溴。
所述本发明分散染料组合物还优选另外包括式(4)所示的组分D,基于所述的组分A、组分B和组分D的总量,组分A质量分数为1~98%,组分B质量分数为1~98%,组分D质量分数为1~20%,
所述式(4)为:
式中, R16是氧或NH,
R17是(C1~4烷)-氧乙基或(C1~4烷)-氧丙基。
所述本发明分散染料组合物还优选另外包括式(5)所示的组分E,基于所述的组分A、组分B和组分E的总量,组分A质量分数为1~98%,组分B质量分数为1~98%,组分E质量分数为1~30%,
所述式(5)为:
式中, R18是氢、甲氧基、(C2~4烷)-氧基或 (C1~4烷)-氧乙氧基,
R19是氢、甲基、羟基、乙酰氨基、氯乙酰氨基或丙酰氨基,
R20是 (C1~4烷)-氧羰基甲基或 (C1~4烷)-氧羰基乙基,
R21是 (C1~4烷)-氧羰基甲基或(C1~4烷)-氧羰基乙基。
所述本发明分散染料组合物还优选另外包括式(6)所示的组分F,基于所述的组分A、组分B和组分F的总量,组分A质量分数为1~98%,组分B质量分数为1~98%,组分F质量分数为1~30%,
所述式(6)为:
所述本发明分散染料组合物还优选包括式(3)所示的组分C、式(4)所示的组分D、式(5)所示的组分E、式(6)所示的组分F的两种或两种以上,基于所述的组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和组分F的总量,组分A质量分数为1~98%,组分B质量分数为1~98%,组分C质量分数为0~19%,组分D质量分数为0~19%,组分E质量分数为0~29%,组分F质量分数为0~29%,其中:组分C、组分D、组分E和组分F的质量分数至少两种不同时为0。
所述的组分A,优选下列之一、两种或两种以上的混合物:
(1-4),
所述的组分B,优选下列之一、两种或两种以上的混合物:
(2-4),
所述的组分C,优选下列之一、两种或两种以上的混合物:
所述的组分D,优选下列之一或两种的混合物:
所述的组分E,优选下列之一或两种的混合物:
所述的组分F,优选下列之一或两种的混合物:
本发明涉及的化合物可方便地按本领域技术人员熟知的方式制备。所述式(1)表示的组分A,可以参照CN 101679761A 介绍的方法类似地制备;所述式(2)~(6)表示的组分B、组分C、组分D、组分E和组分F,可以参照CN1208057A、CN1195003A、CN1125240A、US4904796A、US3455898A、CN101528856A等介绍的方法或类似的方法制备,还可以采用市售商品染料。
本发明的分散染料组合物可以通过按比例简单混合所涉及的各个染料化合物制备。一般情况下,本发明的分散染料组合物在助剂存在下经湿式粉碎,分散加工成易使用的分散染料制品。例如将结构通式(1)、结构通式(2)的所示染料以及可选的通式(3)-(6)所表示的染料按比例混合,在助剂、水或其它润湿剂的存在下用砂磨机进行研磨,使其平均粒径在0.1至10微米;另外也可以按比例混合含有所涉及染料化合物的分散染料,直接得到本发明的分散染料组合物的分散染料制品。得到的分散染料制品可在添加水后用于制备印花色浆或染浴。
所述的助剂为染料复配时常用的分散剂、扩散剂等,优选下列之一或其任意几种的混合物:萘磺酸的甲醛缩合物、烷基萘磺酸的甲醛缩合物、苄基萘磺酸的甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚羧酸类高分子分散剂、烃基聚乙二醇醚硫酸酯、烃基聚乙二醇磷酸酯等阴离子分散剂。尤其是萘磺酸甲醛缩合物(扩散剂NNO) 、甲基萘磺酸甲醛缩合物 (如分散剂MF)、苄基萘磺酸盐甲醛缩合物 (扩散剂CNF)、木质素磺酸钠(如市售分散剂Reax 83A、Reax 85A)。助剂与染料的比例可以在较宽范围内变化,一般情况下助剂与染料的重量比为(0.2~10 ) : 1,优选(0.5~2 ) : 1。
本发明的分散染料组合物制品以微粒子化后的液态、乳膏态、用喷雾干燥法等进行干燥后的粉状或颗粒状态供给染色。液体染料制品中染料化合物的重量百分数为10~30%,助剂的重量百分数为5~45%,其余为水或其它增效剂。所述增效剂为任选的防冻剂、防沉剂、杀菌剂、金属络合剂、增深剂、增稠剂、稳定剂、匀染剂、牢度提升剂以及消泡剂等。固体染料制品中染料化合物的重量百分数为10~60%,助剂的重量百分数为40~90%。
本发明染料可用于合成疏水纤维材料及其混纺材料的染色和印花,尤其是纺织材料染色和印花。所述合成疏水纤维材料为芳族聚酯,尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和其微细纤维(包括海岛型纤维)、聚酰胺,尤其是聚六亚甲基乙二酰二胺、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚氨酯。所述合成疏水纤维材料的混纺材料是聚酯-纤维素、聚酯-聚氨酯、聚酯-聚酰胺及聚酯-羊毛的混纺材料。所述合成疏水纤维及其混纺材料可呈多种加工形式,例如,纤丝、散纤维、纱线、针织物或机织物的形式。本发明分散染料组合物不易沾色,热迁移轻微,尤其适合筒纱染色、经轴染色、卷染、气流染色、热熔染色,在简化清洗工艺时,仍可获得非常好的色牢度。
本发明分散染料组合物在纤维材料上的应用可根据已知的方法实现。例如,含聚酯纤维材料在可选的常用载体(溶涨剂)、常用的阴离子型或非离子型分散剂、匀染剂、缓冲剂、还原防止剂等存在下,尤其优选在浙江昱泰染料科技有限公司的超级稳定剂EL-SF存在下,于pH值为4~4.5,100~140℃的温度下由水性分散体通过浸染法染色;还可以通过浸轧的方式将含有分散染料和泳移防止剂的染浆施加至织物,烘燥后于180~225℃进行热熔固色15秒~5分钟;还可以通过刮印的方法将含有分散染料和增稠剂的印花浆施加至织物,再通过饱和蒸汽(147~176KPa,120~140℃,10~45分钟)、过热蒸汽(160~185℃,4~15分钟)或干热空气(190~225℃,0.5~5分钟)进行固色。所述增稠剂为常用的增稠剂,例如海藻酸钠、改性淀粉、改性天然胶、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素及聚丙烯酸类合成糊料。醋酸纤维素和尼龙优选在85~115℃下浸染。
为了获得非常好的牢度,通常本发明的分散染料组合物染色后需要还原清洗,如在85℃用连二亚硫酸钠和氢氧化钠处理20分钟,必要时织物再在85℃用酸性还原剂(如羟烷基亚磺酸盐)于pH值为3.5~5.0条件下处理20分钟。本发明的分散染料混合物对碱和还原性物质很敏感,染色后纤维材料上的浮色易于清洗,可简化清洗工艺。如,染色后不排残液,用碱中和染色酸后,加入碱剂和连二亚硫酸钠于65~95℃处理10~30分钟,本发明的分散染料混合物的浮色在还原清洗时,较少受助剂和杂质的影响,一般会先行分解;另外,聚酯-纤维素混纺材料染色时,在本发明的分散染料混合物染色后,可省略还原清洗工序,因活性染料染色时为强碱性,且纤维素水解后的糖为还原性物质,本发明分散染料混合物的浮色在活性染料染色过程中会充分分解。
本发明还涉及含有所述分散染料组合物的着色纤维材料。
本发明由于采用了上述技术方案,还具有如下优点:
(一)在普通聚酯纤维、聚酯超细纤维、聚酯纤维与聚氨酯混纺纤维材料上能得到深浓色,耐水洗涤牢度极佳;
(二)耐热迁移性和耐干热升华牢度好;
(三)高温分散稳定性好,染色时上色同步性和配伍性都好。
具体实施方式:
下面以具体实施例来说明本发明,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
将式(1-1)所示的原染料35.0克、式(1-2)所示的原染料2.4克、式(2-5)所示的原染料1.8克、式(2-7)所示的原染料10.8克、分散剂MF 70克、纯水200克一起用砂磨机进行微粒子化(作分散处理),再喷雾干燥,即得黄棕色的分散染料组合物。基于所用原染料,其中式(1-1)、式(1-2)所示组分A质量分数为74.8%,式(2-5)和式(2-7)所示组分B质量分数为25.2%。
采用双层滤纸过滤法,按GB/T 5540、GB/T 5541-2007分别测试本发明分散染料71℃和130℃条件下的分散稳定性。其中71℃条件下“残余物”级别为4级,“过滤时间”级别为A级;130℃条件下“残余物”级别仍为4级,“过滤时间”级别亦为A级。
对比例1
按CN 101935465A公开的组合,以等量的式(3-1)替代实施例1中的式(1-1),等量的(3-4)替代实施例1中的(1-2),制备已知的分散染料组合物,即式(3-1)、式(3-4)、式(2-5)和式(2-7)的组合作为对比样。
按实施例1的方法,测得71℃条件下对比样“残余物”级别为4级,“过滤时间”级别为A级;130℃条件下对比样“残余物”级别降为1-2级,“过滤时间”级别降为C级。
可见本发明的分散染料组合物改善了相容性,高温分散稳定性得到提高。
实施例2~20
按照表1所示的数据,将组分A、组分B、组分C、组分D、组分E、组分F、70克分散剂MF和200克水一起用砂磨机进行研磨分散化,再喷雾干燥,制成分散染料。
表1 :
实施例21
取0.25克实施例1~20制得的分散染料(owf=5%)和0.075克冰醋酸(1g/l),配成75毫升染液,放入5.0克涤纶超细纤维与氨纶(12%)的混纺布(俗称T+OP布,坯布经过180~195℃预定型和精练)进行染色,于60分钟内由常温升温到130℃,保温45分钟,冷却至85℃以下时取出织物,在85℃用连二亚硫酸钠和氢氧化钠处理20分钟,织物再在85℃用酸性还原剂(如羟烷基亚磺酸盐)于pH值为3.5~5.0条件下处理20分钟,用水漂清,烘干,于160℃干热定型30秒,得到深浓的着色织物。
分别按AATCC 61-2007耐家庭、商业洗涤色牢度中规定的2A法、GB/T5713-1997 纺织品色牢度试验耐水色牢度(等效于ISO 105-E01)、 GB/T5718-1997纺织品耐干热(升华)色牢度试验方法(等效于ISO 105-P01)、 GB/T 3920-2008纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度(等效于ISO 105—X12)等标准方法,测试耐水洗、耐水、耐干热(升华)和耐摩擦牢度,测试结果列于表2中。
对比例2
制备CN 101760046 A 中实例1的黑色分散染料组合物,其染料化合物组分为式(2-2)、式(2-7)、式(3-2)、式(3 -3)、式(4 -1)。调节染料用量使之与本发明实施例6所制染料等深,按实施例21的方法染色和干热定型,得到深黑色T+OP弹力织物。分别按本发明实施例21采用的方法,测试耐水洗、耐水、耐干热(升华)和干摩擦等色牢度,测试结果列于表2中。
表2:
注:CA项为醋纤沾色, PA 项为尼龙沾色,PES项为涤纶沾色。
可见,用于涤氨面料的染色,本发明的分散染料组合物所测各项牢度良好,尤其是升华牢度和水浸牢度明显好,适合涤氨面料深浓染色的牢度要求。
对比例3
制备CN 101768375 A实例1中的黑色分散染料组合物作为对比样3,其染料化合物组分为式(2-2)、式(2-7)、式(3 -3)、式(3 -4)、式(5-1)。按实施例21的方法染色和干热定型,得到深黑色T+OP弹力织物。分别按实施例21采用的方法,测试耐水洗、耐水、耐干热(升华)和干摩擦等色牢度,测试结果列于表2中。
取0.05克对比样3(owf=1%),按本发明实施例21的方法制作6个相同的染色浴,以每分钟1℃的升温速度,由80℃升温到130℃,并于130℃保温的工艺条件染色,当温度分别达到110℃、120℃、130℃、130℃保温20分钟、130℃保温40分钟和130℃保温60分钟的时刻,及时取出一只染杯迅速冷却,使染色终止,取出布样,按本发明实施例15的方法清洗和干热定型。利用分光光度测色仪测各块色布在D65光源下的色度值,明度L*、红绿色度a*、黄蓝色度b*列于表3中。
采用本发明实施例12所制染料作相同测试,测试结果也列于表3中。
表3:
可见,本发明分散染料混合物上色时更均匀和缓,染色过程中色相较稳定,上色同步性较好。因此,本发明分散染料组合物配伍性很好,更适合染敏感色。
Claims (21)
1.一种分散染料组合物,包括至少一种如式(1)所示的组分A和至少一种如式(2)所示的组分B,基于所述的组分A和组分B的总量,组分A质量分数为1~99%,组分B质量分数为1~99%,
所述式(1)为:
式中, R1是氢、卤素或硝基,
R2是氢、卤素、硝基、甲氧基、(C2~4烷)-氧基或(C1~4烷)-氧基羰基,
R3是氢、卤素、硝基、氰基、(C1~4烷)-氧基或(C1~4烷)-氧基羰基,
R4是氢或甲基,
所述式(2)为:
式中, R5是氯、溴、氰基或硝基,
R6是甲基或乙基,
R7是氢、甲氧基、(C2~4烷)-氧基或 (C1~4烷)-氧乙氧基,
R8是氢或甲基,
R9是氢或甲基,
R10是甲基、乙基、丙基、烯丙基或(C1~4烷)-氧乙基,
R11是甲基、乙基、丙基、烯丙基或(C1~4烷)-氧乙基,
X1是氢、氯或溴。
4.如权利要求1所述的分散染料组合物,其特征在于还另外包括式(5)所示的组分E,基于所述的组分A、组分B和组分E的总量,组分A质量分数为1~98%,组分B质量分数为1~98%,组分E质量分数为1~30%,
所述式(5)为:
(5),
式中, R18是氢、甲氧基、(C2~4烷)-氧基或 (C1~4烷)-氧乙氧基,
R19是氢、甲基、羟基、乙酰氨基、氯乙酰氨基或丙酰氨基,
R20是 (C1~4烷)-氧羰基甲基或 (C1~4烷)-氧羰基乙基,
R21是 (C1~4烷)-氧羰基甲基或(C1~4烷)-氧羰基乙基。
6.如权利要求1所述的分散染料组合物,其特征在于还包括式(3)所示的组分C、式(4)所示的组分D、式(5)所示的组分E、式(6)所示的组分F的两种或两种以上,基于所述的组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和组分F的总量,组分A质量分数为1~98%,组分B质量分数为1~98%,组分C质量分数为0~19%,组分D质量分数为0~19%,组分E质量分数为0~29%,组分F质量分数为0~29%。
7.如权利要求2所述的分散染料组合物,其特征是蓝色,基于所述的组分A、组分B和组分C的总量,组分A质量分数为1~10%,组分B质量分数为85~98%,组分C质量分数为1~10%。
8.如权利要求2所述的分散染料组合物,其特征是黑色,基于所述的组分A、组分B和组分C的总量,组分A质量分数为20~50%,组分B质量分数为40~70%,组分C质量分数为1~10%。
9.如权利要求2所述的分散染料组合物,其特征是棕黄色,基于所述的组分A、组分B和组分C的总量,组分A质量分数为50~90%,组分B质量分数为9~45%,组分C质量分数为1~20%,并且式(2)所示的组分B中,当X1为氯或溴时,R5为氯或溴。
10.如权利要求2~8之一所述的分散染料组合物,其特征在于,基于所述的组分A和组分C的总量,组分A质量分数为80~99%,组分C质量分数为1~20%。
17.一种液体染料制品,其特征是含有如权利要求1~16之一所述的分散染料组合物,其中染料组合物的质量分数为10~30%,助剂的质量分数为5~45%。
18.一种固体染料制品,其特征是含有如权利要求1~16之一所述的分散染料组合物,其中染料组合物的质量分数为10~60%,助剂的质量分数为40~90%。
19.如权利要求16和17所述染料制品作为合成疏水纤维及其混纺材料染色和印花的用途。
20.如权利要求16和17所述染料制品作为聚酯及其混纺材料染色和印花的用途。
21.一种聚酯及其混纺材料的着色制品,其特征是含有如权利要求1~16之一所述分散染料组合物。
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