專利名稱:4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿的制備方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿的制備方法,屬于染料化學技術領域。
背景技術:
4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料根據(jù)縮聚程度可以分為顏色從黃到紅的染料,其 中應用最廣的直接黃11染料是一種強的黃色染料,特別適用于纖維、皮革等的染色。如美 國專利4310331等所敘述,其生產(chǎn)過程主要是4_硝基甲苯-2-磺酸在堿金屬氫氧化物尤 其是氫氧化鈉的催化下于50-90°C下自縮聚反應半鐘頭至數(shù)小時,再用硫酸或鹽酸中和過 量的堿,最后通過壓濾法得到直接黃11濕餅。產(chǎn)品可以以濕餅或干燥后的粉狀形式直接上 市,但是由于該工藝中含有大量的鈉離子,形成大量絡合物,導致該色漿在水里的溶解性很 差(僅有1-5% ),應用困難。此外,干粉的生產(chǎn)和應用時還存在著粉塵污染等環(huán)境問題。液 體型染料可以克服這些缺點,因此特別受到市場歡迎。液體型染料生產(chǎn)的難點是提高染料的溶解性與溶液的儲存穩(wěn)定性,因此其關鍵是 如何降低色漿溶液中鹽的含量。最直接的方法是將色漿染料采用硫酸或鹽酸酸化,但是存 在兩個問題1)酸化過程色漿色相變化較大,2)堿金屬離子如Na+的存在導致高粘性色漿 凝膠形成而難以過濾。美國專利4310331中采用多烷基醇胺與乙二醇或多乙二醇的醚衍 生物為溶劑,通過氫氧化納等催化自縮聚,可得到濃縮直接黃11色漿溶液。但是該方法色 相控制較難,而且溶液的低溫穩(wěn)定性較差。美國專利3905949,德國專利3046450等采用采 用氫氧化鋰與胺配合催化,也同樣存在低溫穩(wěn)定性差等問題。美國專利4502864、4617380、 4617381等則采用先制備色漿濕餅,再進一步采用烷基胺、烷基醇胺、冠醚、六氟甲基硅酸等 處理濕餅,從而獲得穩(wěn)定的色漿溶液。這些方法的缺點是或者工藝較復雜,或者涉及大量昂 貴原料。還有專利直接采用有機堿替代堿金屬氫氧化物催化4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚, 這樣雖然容易獲得色相易控且可穩(wěn)定性好的色漿溶液,但是由于有機堿用量很大,其生產(chǎn) 成本較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿的制備方 法,該方法過程簡單,染料液體色漿的顏色易控,所制得的染料色漿在-10-40°C條件下長期 儲存性能穩(wěn)定。本發(fā)明是通過以下技術方案加以實現(xiàn)的,一種4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液 體色漿的制備方法,其特征在于包括以下過程1.將1摩爾4-硝基-2-磺酸基甲苯溶于三乙醇胺與二乙二醇甲醚按體積比為 1 1-1.5的350-450mL的混合溶液中,攪拌得到自縮聚原液,自縮聚原液升溫至55°C 后向其中滴加質(zhì)量濃度為30% -40%的0. 6-1. 2摩爾的氫氧化鈉水溶液,控制體系溫度 50-60°C,反應1-1. 5小時后得到堿粗調(diào)色相縮聚反應液;
2.向步驟1制得的堿粗調(diào)色相縮聚反應液滴加質(zhì)量濃度為10% -20%的0. 1-0. 6 摩爾的氫氧化鈉水溶液,并控制PH值> 14和溫度50-60°C,繼續(xù)反應0. 5-1小時后得到堿 細調(diào)色相縮聚反應液;3.向步驟2制得的堿細調(diào)色相縮聚反應液加入70-100mL水,并控制pH值為12-14 和溫度50-60°C,繼續(xù)反應0. 5-1小時后得到降堿縮聚反應液;
4.隨后向步驟3制得的降堿縮聚反應液加入乙二醇甲醚稀釋至表觀粘度小于 2000毫帕 秒時,并用固體NaHSO4調(diào)節(jié)pH為3 4,然后用質(zhì)量濃度為50 %的四甲基氫 氧化銨水溶液調(diào)節(jié)PH至7-7. 5,經(jīng)過濾后,濾液濃縮并回收濾液中的溶劑乙二醇甲醚,得到 4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿。本發(fā)明的優(yōu)點在于其三廢產(chǎn)生少,生產(chǎn)成本較低,制備過程簡單、易操作。通過分 批加入氫氧化鈉方式使得產(chǎn)品色相易于控制第一次采用高濃度氫氧化鈉用于粗調(diào)節(jié)其整 體色相,第二次采用低濃度氫氧化鈉的用于細調(diào)節(jié)整體色相,最后通過補加水來降低整個 體系的氫氧化鈉濃度,從而達到窄化產(chǎn)物聚合度分布、微調(diào)整體色相至要求的目的。所得的 4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體穩(wěn)定性好,可在_10-4(TC條件下長期儲存。
具體實施例方式實施例1:在三口燒瓶中加入300g( > 80% )4_硝基-2-磺酸基甲苯,250mL三乙醇胺和 350mL 二乙二醇甲醚,開動攪拌并慢慢升溫,物料逐漸溶解呈淡黃色透明澄清溶液;當溫度 達到55°C時,開始滴加150mL質(zhì)量濃度為33%氫氧化鈉水溶液,并控制體系溫度不得超過 60°C,此時溶液顏色由黃變紅逐漸加深;然后保持溶液在60°C溫度下攪拌1小時,此時溶液 呈淺醬紅色混濁液,即堿粗調(diào)色相縮聚反應液;再在控制溶液溫度60°C條件下,向體系加 入50mL質(zhì)量濃度為20%氫氧化鈉水溶液,控制反應30分鐘,得到深醬紅色堿細調(diào)色相縮聚 反應液;再向體系加入水100ml,繼續(xù)控制體系在60°C溫度下攪拌反應30min,得到降堿縮 聚反應液;最后向體系加入乙二醇甲醚300mL,并用固體NaHSO4調(diào)節(jié)pH為3 4,然后用質(zhì) 量濃度為50%四甲基氫氧化銨水溶液調(diào)節(jié)pH至7-7. 5,過濾,濾液濃縮并回收濾液中的溶 劑乙二醇甲醚,即可得到一種黃色染料(直接黃11#濃縮液),Amax = 380nm。實施例2:實驗步驟同實施例1。只是將150mL質(zhì)量濃度為33%氫氧化鈉水溶液改為160mL 質(zhì)量濃度為35%的氫氧化鈉水溶液,所得到的染料(濃縮液)為桔黃色,Xmax = 382nm。實施例3:實驗步驟同實施例1。只是50mL質(zhì)量濃度為20%氫氧化鈉水溶液改為40mL質(zhì)量 濃度為20%的氫氧化鈉水溶液,所得到的染料(濃縮液)為黃綠色,Xmax = 377nm。實施例4:在三口燒瓶中加入300g( > 80% )4_硝基-2-磺酸基甲苯,250mL三乙醇胺和 250mL 二乙二醇甲醚,開動攪拌并慢慢升溫,物料逐漸溶解呈淡黃色透明澄清溶液;當溫度 達到55°C時,開始滴加IOOmL質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉水溶液,并控制體系溫度不得超過 60°C,此時溶液顏色由黃變紅逐漸加深;然后保持溶液在60°C溫度下攪拌1. 5小時,此時溶 液呈淺醬紅色混濁液,即堿粗調(diào)色相縮聚反應液;再在控制溶液溫度60°C條件下,向體系加入60mL質(zhì)量濃度為20 %氫氧化鈉水溶液,控制反應30分鐘,得到堿細調(diào)色相縮聚反應 液;再向體系加入水120ml,繼續(xù)控制體系在60°C溫度下攪拌反應Imin得到降堿縮聚反應 液;最后向體系加入乙二醇甲醚250mL,并用固體NaHSO4調(diào)節(jié)pH為3 4,然后用50%四甲 基氫氧化銨水溶液調(diào)節(jié)PH至7-7. 5,過濾,濾液濃縮并回收濾液中的溶劑乙二醇甲醚,即可 得到一種桔黃色染料(濃縮液),λ max = 385nm。實施例5:實驗步驟同實施例4。只是將IOOmL質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉水溶液改為80mL 質(zhì)量濃度為40%的氫氧化鈉水溶液,60mL質(zhì)量濃度為20%氫氧化鈉水溶液改為IOOmL質(zhì)量 濃度為10%的氫氧化鈉水溶液,所得到的染料(濃縮液)為 黃綠色,Xmax = 374nm。實施例6:實驗步驟同實施例4。只是將IOOmL質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉水溶液改為80mL 質(zhì)量濃度為40%的氫氧化鈉水溶液,60mL質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度為20%氫氧化鈉水溶液改 為IOOmL質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉水溶液,所得到的染料(濃縮液)為黃綠色,Amax = 377nm。實施例7 在三口燒瓶中加入300g ( > 80% )4_硝基-2-磺酸基甲苯,200mL三乙醇胺和 300mL 二乙二醇甲醚,開動攪拌并慢慢升溫,物料逐漸溶解呈淡黃色透明澄清溶液;當溫度 達到55°C時,開始滴加190mL質(zhì)量濃度為30%氫氧化鈉水溶液,并控制體系溫度不得超過 60°C,此時溶液顏色由黃變紅逐漸加深;然后保持溶液在60°C溫度下攪拌1小時,此時溶液 呈淺醬紅色混濁液,即堿粗調(diào)色相縮聚反應液;再在控制溶液溫度60°C條件下,向體系加 入70mL質(zhì)量濃度為20%氫氧化鈉水溶液,控制反應1小時,得到堿細調(diào)色相縮聚反應液; 再向體系加入水120ml,繼續(xù)控制體系在60°C溫度下攪拌反應30min得到降堿縮聚反應液; 最后向體系加入乙二醇甲醚300mL,并用固體NaHSO4調(diào)節(jié)pH為3 4,然后用50%四甲基 氫氧化銨水溶液調(diào)節(jié)PH至7-7. 5,過濾,濾液濃縮并回收濾液中的溶劑乙二醇甲醚,即可得 到一種桔紅色染料(濃縮液),Amax = 391nm。實施例8 實驗步驟同實施例7。只是將70mL質(zhì)量濃度為20%氫氧化鈉水溶液改為60mL質(zhì) 量濃度為20%的氫氧化鈉水溶液,所得到的染料(濃縮液)為桔黃色,Xmax = 384nm。實施例9 實驗步驟同實施例7。只是將70mL質(zhì)量濃度為20%氫氧化鈉水溶液改為40mL質(zhì) 量濃度為20%的氫氧化鈉水溶液,所得到的染料(濃縮液)為黃綠色,Xmax = 376nm。
權利要求
一種4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿的制備方法,其特征在于包括以下過程1)將1摩爾4-硝基-2-磺酸基甲苯溶于三乙醇胺與二乙二醇甲醚按體積比為1∶1-1.5的350-450mL的混合溶液中,攪拌得到自縮聚原液,自縮聚原液升溫至55℃后向其中滴加質(zhì)量濃度為30%-40%的0.6-1.2摩爾的氫氧化鈉水溶液,控制體系溫度50-60℃,反應1-1.5小時后得到堿粗調(diào)色相縮聚反應液;2)向步驟1)制得的堿粗調(diào)色相縮聚反應液滴加質(zhì)量濃度為10%-20%的0.1-0.6摩爾的氫氧化鈉水溶液,并控制pH值>14和溫度50-60℃,繼續(xù)反應0.5-1小時后得到堿細調(diào)色相縮聚反應液;3)向步驟2)制得的堿細調(diào)色相縮聚反應液加入70-100mL水,并控制pH值為12-14和溫度50-60℃,繼續(xù)反應0.5-1小時后得到降堿縮聚反應液;4)隨后向步驟3)制得的降堿縮聚反應液加入乙二醇甲醚稀釋至表觀粘度小于2000毫帕·秒時,并用固體NaHSO4調(diào)節(jié)pH為3~4,然后用質(zhì)量濃度為50%的四甲基氫氧化銨水溶液調(diào)節(jié)pH至7-7.5,經(jīng)過濾后,濾液濃縮并回收濾液中的溶劑乙二醇甲醚,得到4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿的制備方法。該方法過程將4-硝基-2-磺酸基甲苯溶于三乙醇胺與二乙二醇甲醚的混合溶液中,向其滴加高濃度氫氧化鈉水溶液反應,得到堿粗調(diào)色相縮聚反應液;向堿粗調(diào)色相縮聚反應液滴加低濃度氫氧化鈉水溶液反應,得到堿細調(diào)色相縮聚反應液;向堿細調(diào)色相縮聚反應液加入水反應,得到降堿縮聚反應液;向降堿縮聚反應液加入乙二醇甲醚稀釋,及用NaHSO4調(diào)節(jié)pH和用四甲基氫氧化銨水溶液調(diào)節(jié)pH,經(jīng)過濾后濾液濃縮回收乙二醇甲醚,得到4-硝基甲苯-2-磺酸自縮聚染料液體色漿。本發(fā)明的優(yōu)點在于其三廢產(chǎn)生少,生產(chǎn)成本低,過程簡單、易操作。
文檔編號C09B67/44GK101805527SQ20101014586
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權日2010年4月14日
發(fā)明者劉東志, 周雪琴, 李巍 申請人:天津大學