技术领域
[0001] 本
发明涉及一种染料技术,特别是一种橙色水暂溶性分散染料在制备喷墨打印墨水中的应用。
背景技术
[0002] 目前市场上销售的
燃料大多都是油溶性染料。水暂溶性分散染料,主要用于涤纶
纤维的
染色和印花。在应用时,可以省去普通分散染料砂磨后处理工序及分散剂,节省
能源,提高劳动生产率,并能和活性染料混合进行涤/
棉一浴染色,应用十分方便。 该类染料经过二十年来研究,其色谱已比较丰富,但是,目前市场上已有的品种还不能满足实际需要,特别是不能满足更多花色品种、更高染色效率等方面的要求。
[0003]
申请号为95110173的中国
专利介绍了一种水暂溶性蓝色分散染料,通过将2-氯甲基-4-硝基苯烷基醚与巯基乙酸进行缩合,再经硫醚
氧化、硝基还原、芳胺化及脱磺反应等,得到产物;其合成方法方便、收率高,产品的铵盐或钠盐
水溶性好,可在常用条件下上染聚酯纤维,并有较好的固色率。申请号为96115131.5的中国专利介绍了2,6-二溴-4-羧甲磺酰基苯胺及其合成方法,通过将4-羧甲磺酰基乙酰苯胺在酸催化下进行
水解反应,不需分离反应物,再用溴化剂溴-双氧水或
氢溴酸-双氧水进行溴化反应,得到生成物,经分离、水洗、干燥,产品收率可达91~98%。但是这些染料在经济性、实用性方面都还存在一些
缺陷。
[0004] 申请号为00131553.6的中国专利介绍了一类含有羧甲磺酰基的水暂溶性偶氮分散染料,它是由含羧甲磺酰基的重氮组分与苯胺衍
生物或吡啶
酮类偶合,制得了嫩黄、黄、橙、红、紫、蓝色的系列染料,特别是采用了重氮化-偶合一步合成法,得到的染料摩尔
消光系数εmax比蒽醌型同类染料高,在重氮组份中引入卤素
原子和氰基有降低羧甲磺酰基脱羧
温度的性能,并能提高染料的最大吸收
波长λmax和摩尔消光系数,有利扩展色谱范围,提高经济性、实用性。但是,该专利提供的染料品种不能满足市场的实际需求,很多品种在染色效率、生产成本等方面还有待提高,而且,花色品种也不够丰富。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种橙色水暂溶性分散染料在制备喷墨打印墨水中的应用,从而可以增加水暂溶性分散染料的品种,满足市场的需求,提供一种可用于超细涤纶喷墨印花的水暂溶性分散染料品种。
[0006] 为了实现解决上述技术问题的目的,本发明采用了如下技术方案:
[0007] 本发明的一种橙色水暂溶性分散染料,其结构通式为:
[0008]
[0009] 其结构式也可以表示为
[0010]1
[0011] 其中,R 为-C2H4CN或者-CH2C6H5。
[0012] 本发明的一种橙色水暂溶性分散染料,其合成原料包括有重氮组分、亚
硝酸钠、偶合组分、
盐酸、氢氧化钠,其中重氮组分结构为:
[0013]
[0014] 偶合组分结构为:
[0015]
[0016] 当R1为-C2H4CN时,制备方法为:在重氮组分溶解锅依次加入水、重氮组分、氢氧化钠,氢氧化钠加入量应使溶液的pH=7~7.5,然后加入与重氮组分摩尔比1:1的亚硝酸钠或者亚硝酸钠溶液,形成重氮组分液,将重氮组分液输送至重氮液高位槽;在偶合组分溶解锅中依次加入水、偶合组分、盐酸,盐酸的加入量为所含HCl与偶合组分摩尔比1:(1.05~1.30),待偶合组分溶解后,将偶合组分液输送至偶合组分液高位槽;将另称取所含HCl与重氮组分摩尔比为1:0.95的浓盐酸并稀释为稀盐酸,输送至稀盐酸高位槽;将耦合组分加入耦合反应釜,将经高位槽计量后的重氮组分液和稀盐酸按总加入量等比例加入到重氮—偶合反应釜中,保持反应温度于2℃以下,使一边重氮化一边偶合;在0.2~5小时左右滴加完毕,搅拌至重氮盐和偶合组分均消失,继续反应2~10小时即得到橙7#水暂溶性分散液,最后经中和、调强度和标准化得到标准成品,
包装后即可出厂。所述的中和、调强度和标准化,其具体的方法是:把得到的水暂溶性分散染料水分散液,过滤分离得到
滤饼,用pH=2~4左右的盐酸水洗涤后,最终得到高纯度的待标准化的滤饼,然后将滤饼中加入去离子水,以可以搅拌为准,打浆,之后缓慢滴加
质量浓度10%~15%
氨水使之溶解,完全溶解后加水配成质量分数约3~5%的液状水溶性分散染料。
[0017] R1为-CH2C6H5时,其合成的目标化合物为:
[0018]
[0019] 原料包括有对羧甲磺酰基苯胺、乙基苄基苯胺、氢氧化钠、亚硝酸钠、盐酸,[0020] 重氮化反应反应原理为:
[0021]
[0022] 偶合反应原理为:
[0023]
[0024] 制备方法为:在重氮化反应釜中依次加入经计量后的水、重氮组分、盐酸,盐酸以HCl计与重氮组分摩尔比为1:(2~4),待重氮组分完全溶解后,在-2~2℃及常压下加入与重氮组分摩尔比为1:1亚硝酸钠或者亚硝酸钠溶液进行重氮化反应3~10分钟,反应后得重氮盐液,然后将重氮盐溶液先加入到偶合锅中准备偶合;在偶合组分溶解槽中,加入计量后的水、
有机溶剂和偶合组分,搅拌溶解,制得偶合组分液;将耦合组分溶液滴加到重氮盐液中,保持偶合反应温度在-5~2℃,1-4小时之内滴加完,搅拌至重氮盐和偶合组分均消失,继续反应1-6小时即得到目标产物的水分散液,最后经中和、调强度和标准化得到标准成品。所述的中和、调强度和标准化,其具体的方法是:把得到的水暂溶性分散染料水分散液,在pH=2~4的盐酸过滤分离得到滤饼,用pH=2~4的盐酸水洗涤后,最终得到高纯度的待标准化的滤饼,然后将滤饼中加入去离子水,以可以搅拌为准,打浆,之后缓慢滴加质量浓度10%~15%氨水使之溶解,完全溶解后加水配成质量分数约3~5%的液状水溶性分散染料。
[0025] 在偶合组分溶解锅中加入的
有机溶剂优选
醋酸或酒精,其加入量维持偶合组分溶解即可。当溶剂为酒精时,耦合组分的酒精含量为每0.01mol耦合组分加入5ml酒精。1
[0026] 无论R 为-CH2C6H5或者为-C2H4CN,上述的技术方案所述的重氮组分、耦合组分、亚硝酸钠其物质的量比例为:重氮组分:耦合组分:亚硝酸钠=1:(1~1.05):1。1
[0027] 无论R 为-CH2C6H5或者为-C2H4CN,上述的技术方案重氮盐和偶合组分均消失的判断方法是:一、用H酸检测重氮组分是否过量,用对硝基苯胺重氮盐检测偶合组分是否过量,最终完成规定的原料匹配;二、用色谱分析匹配结果。1
[0028] 本专利的一种橙色水暂溶性分散染料,其制得的目标化合物当R 为-CH2C6H5时,所得产物为橙色颜料,其色谱特性为色谱峰宽,最大吸收波长478nm,
颜色为红光橙色,可以用做超细涤纶和普通涤纶的高温高压染色染料,实施效果为由于苄基的引入,对于浅色结构的高温高压染色的竭染性有较大改善,并且其价格成本和收率更有优势,收率接近理论量。1
[0029] 当R 为-C2H4CN时,所得产物为橙色颜料,其色谱特性为色谱峰宽,颜色鲜艳,可以用做普通涤纶的高温高压染色染料,染色色光艳丽,摩尔消光系数明显高于蒽醌类染料,比现有染料在水中
溶解度更大,更适用于浅色结构的印花以及染色等。
[0030] 本发明的橙色水暂溶性分散染料可以在制备喷墨
打印机墨水中应用。具体的应用方法可以是直接使用标准化后的液状水溶性分散染料作为喷墨打印机墨水,也可以在标准化后的液状水溶性分散染料中进一步加入稳定剂、
表面活性剂、分散剂,然后作为喷墨打印机墨水。优选的喷墨打印机墨水中含水暂溶性分散染料质量含量为0.2~5%。
[0031] 进一步的,所述的稳定剂为为氨水,表面活性剂为乙二醇二甲醚、乙二醇,分散剂为JFC。该JFC是指纺织工业上常用的分散剂或者叫渗透剂、浸湿剂,为环氧乙烷和高级脂肪醇的缩合物。
[0032] 更进一步的,所述的稳定剂用量为墨水总质量的0.5%,表面活性剂用量为墨水总质量的1%,分散剂用量为墨水总质量的0.1%。
[0033] 普通的染料用以制备喷墨打印机墨水,油溶性的在水中分散效果不佳,往往需要机械
粉碎、
研磨、加入大量的稳定剂、表面活性剂等,而且容易产生沉淀、凝聚等;水溶性的染料,则遇水容易产生浸渍。因而制造工艺繁琐,制造成本高,耗时长,耗电多,对染料颗粒直径要求高,必须达到足够细时才行,不然易堵喷头;无机盐含量不能高,染料用前需要除盐提纯,不利于推广应用;本专利的染料不需要研磨、分散,标准化以后可以直接使用,制造工艺简单,水溶后加入助剂即可,要求条件不高,不需要打浆研磨;不存在染料颗粒问题,始终为溶解状态,也就不存在堵喷头的问题;无机盐含量很少,不需要再除盐提纯;而且制备的喷墨打印机墨水,在打印纸上析出染料以后,染料不会二次溶解,不会因为纸张上有水渍、水滴而产生墨迹扩散现象,从而扩展了喷墨打印机的应用范围。和普通的喷墨打印机墨水相比,具有特殊的技术效果。普通的喷墨打印机墨水,在打印到纸张以后,染料仍然具有水溶性,一旦纸张上有水渍、水滴,则由于染料可溶解在水中,墨迹就会扩散。
[0034] 这些技术方案,包括改进的技术方案也可以互相组合或者结合,从而达到更好的技术效果。
[0035] 通过采用上述技术方案,本发明具有以下的有益效果:
[0036] 本专利的一种橙色水暂溶性分散染料在制备喷墨打印机墨水中应用,制备的喷墨打印机墨水,在打印纸上析出染料以后,染料不会二次溶解,不会因为纸张上有水渍、水滴而产生墨迹扩散现象;有效地保护了打印的技术效果,使打印纸可以在特殊要求下也能得到应用。
附图说明
[0037] 图1是R1为-CH2C6H5时的合成方法路线图。
[0038] 图2是R1为-C2H4CN时的合成方法路线图。
具体实施方式
[0039] 下面结合
实施例对本发明做进一步的说明,但是本发明的保护范围不限于实施例。
[0040] 实施例1
[0041] 合成目标
[0042]
[0043] 原料包括对羧甲磺酰基苯胺、乙基苄基苯胺、亚硝酸钠、盐酸、
乙醇等,在重氮化反应釜中依次加入水38g、纯度95%的羧甲磺酰基苯胺11.32g、浓度36.5%的盐酸9ml,待羧甲磺酰基苯胺完全溶解后,夹套通冷冻盐水,在0℃及常压下加浓度为29.48g/100ml亚硝酸钠溶液11.7ml进行重氮化反应,反应后得重氮盐溶液,重氮化反应时间3分钟,用KI-
淀粉试纸控制终点是微蓝色,继续搅拌2分钟,然后将重氮液加入到耦合反应釜;在偶合组分溶解锅中依次加酒精25ml、纯度99.4%的乙基苄基苯胺10.63g,溶解后在1小时内完全加入偶合反应釜中;偶合反应温度在-2~2℃,搅拌至重氮盐和偶合组分均消失,继续反应6小时即得到目标产物暂溶性水分散液,最后经中和、调强度和标准化得到标准成品。编号为橙21#。所得产品的最大吸收波长λmax: 478nm。
[0044] 中和、调强度和标准化具体工艺措施为:把得到的水暂溶性分散染料水分散液,在pH=2~4左右条件下过滤分离得到滤饼,用pH=2~4左右的盐酸水洗涤后,最终得到高纯度的待标准化的滤饼;把酸水洗涤后得到的高纯度的待标准化的滤饼中加入少许去离子水,以可以搅拌为准,打浆,之后缓慢滴加10%氨水使之溶解,完全溶解后加水配成质量分数约3%的液状水溶性分散染料。
[0045] 实施例2
[0046] 使用实施例1制备的3%的液状水溶性分散染料作为喷墨打印机墨水,打印后,字迹均匀 ,在打印纸上析出染料以后,染料不会二次溶解。在打印后的纸张上滴加水滴,不产生墨迹扩散。
[0047] 实施例3
[0048] 使用实施例1制备的3%的液状水溶性分散染料,加入墨水总质量的0.5%的氨水,墨水总质量1%的乙二醇二甲醚,墨水总质量0.1%的JFC分散剂,搅拌混合均匀后,作为喷墨打印机墨水,打印后,字迹均匀 ,在打印纸上析出染料以后,染料不会二次溶解。在打印后的纸张上滴加水滴,不产生墨迹扩散。
[0049] 实施例4
[0050] 合成目标
[0051]
[0052] 原料包括原料包括有对羧甲磺酰基苯胺、乙基乙氰基苯胺、氢氧化钠、亚硝酸钠、盐酸。
[0053] 在重氮组分溶解锅依次加入水38g、纯度95%的对羧甲磺酰基苯胺11.32g、浓度为30%的氢氧化钠到对羧甲磺酰基苯胺全溶,氢氧化钠加入量应使溶液的pH=7~7.5,然后加入浓度29.48g/100ml的亚硝酸钠11.7ml,加
冰冷却到0~1℃,制得重氮组分液,将重氮组分液输送至重氮液高位槽待用。在偶合组分溶解锅中依次加入水25g、纯度99%的乙基氰乙基苯胺8.71g、浓度36.5%的盐酸5ml,待乙基乙氰基苯胺溶解后,加冰冷却到0~1℃,将偶合组分液输送至偶合组分液高位槽。将另称取HCl含量与重氮组分摩尔比为1:0.95的浓盐酸并稀释为20%的稀盐酸,并输送至稀盐酸高位槽。将偶合组分液全部加入耦合反应釜,然后将重氮组分液和稀盐酸按照总加入量等比例加入到偶合反应釜中,保持反应温度于2℃以下,使一边重氮化一边偶合,滴加时间为1小时左右,搅拌至重氮盐和偶合组分均消失,继续反应6小时即得到水暂溶性水溶液,最后经中和、调强度和标准化得到标准成品。编号为橙7#。
[0054] 所得产品的最大吸收波长λmax和摩尔消光系数为:466nm。
[0055] 中和、调强度和标准化具体工艺措施为:把得到的水暂溶性分散染料水分散液,在pH=2~4左右条件下过滤分离得到滤饼,用pH=2~4左右的盐酸水洗涤后,最终得到高纯度的待标准化的滤饼;把酸水洗涤后得到的高纯度的待标准化的滤饼中加入少许去离子水,以可以搅拌为准,打浆,之后缓慢滴加15%氨水使之溶解,完全溶解后加水配成质量分数5%的液状水溶性分散染料。
[0056] 实施例5
[0057] 使用实施例4制备的5%的液状水溶性分散染料作为喷墨打印机墨水,打印后,字迹均匀 ,在打印纸上析出染料以后,染料不会二次溶解。在打印后的纸张上滴加水滴,不产生墨迹扩散。
[0058] 实施例6
[0059] 使用实施例4制备的5%的液状水溶性分散染料,加入墨水总质量的0.5%的氨水,墨水总质量1%的乙二醇二甲醚,墨水总质量0.1%的JFC分散剂,搅拌混合均匀后,作为喷墨打印机墨水,打印后,字迹均匀 ,在打印纸上析出染料以后,染料不会二次溶解。在打印后的纸张上滴加水滴,不产生墨迹扩散。