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CN117327406B - 一种复合高日晒牢度活性红染料组合物及用途 - Google Patents

一种复合高日晒牢度活性红染料组合物及用途 Download PDF

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CN117327406B CN202311266622.4A CN202311266622A CN117327406B CN 117327406 B CN117327406 B CN 117327406B CN 202311266622 A CN202311266622 A CN 202311266622A CN 117327406 B CN117327406 B CN 117327406B
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Abstract

本发明公开了一种复合高日晒牢度活性红染料组合物及用途，属于染料技术领域。该复合高日晒牢度活性红染料组合物是主要由式（1）、式（2）、式（3）中的任意两种或两种以上的化合物按任意比例复配而成的混合物。本发明染料具有优秀的耐日晒牢度应用性能，能够满足多种高日晒牢度需求的面料染色，同时具有优良的配伍性、提升性、耐碱性，染色时避免了染色易色花、不稳定的情况，并且其他各项牢度指标也优于传统活性染料。

Description

一种复合高日晒牢度活性红染料组合物及用途
技术领域
本发明涉及染料技术领域，更具体地说，涉及一种复合高日晒牢度活性红染料组合物及用途。
背景技术
随着纤维素纤维品种的不断开发和染色技术的不断发展，在运用活性染料对纤维素纤维着色时，对活性染料的应用性能提出了越来越高的要求。近年来有关活性染料的综述文章也发表不少，不仅涉及活性染料本身的发展，还包括活性染料的应用性能和工艺，重点在提高其应用性能和环保性，其中应用性能上特别重视日晒牢度，我国和世界纺织行业很多产品标准并将染料的综合性能作为一个重要考核指标，我国还特意制订了《中小学生校服GB/T31888-2015》标准要求，针对纺织品的日晒牢度等指标提出了新要求，在此背景下，急需要开发出一种具有综合应用性能且各性能较优的高日晒牢度染料来配合应用于纺织品。
日晒牢度指标对于活性染料来讲属于短板，其中绝大部分活性染料的日晒牢度指标都不达标，不符合校服或者品牌服饰的要求，校服或者品牌服饰规范要求日晒牢度需要4级或者4级以上，而且活性染料中红色系对于日晒牢度的缺陷尤为突出，大部分活性红染料日晒牢度只有2-3级。为了解决活性红染料的日晒牢度问题，很多的专利文献中进行了各种研究，但是，尚未得到满意的结果。因此，迫切需要开发一只高日晒牢度且各方面应用性能稳定的活性红染料，用于满足市场需求。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种复合高日晒牢度活性红染料组合物及用途，用于纤维素纤维或含纤维素的纤维染色并使染出的纤维各方面应用性能稳定，同时具有优异的日晒牢度指标、良好的直接性和较好的配伍性，填补了现有市场上活性红染料日晒牢度的缺陷。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采取如下的技术方案。
一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，包括选自式(1)、式(2)和式(3)中任意两种或两种以上的化合物按照任意比例复配而成的混合物；
其中，M1、M2、M3各自独立地代表-H、-Na、-K或-Li；
R1代表-H或-SO3M；M代表-H、-Na、-K或-Li；R2代表-H或-C2H5；X代表-Cl或-F；
偶氮基的邻位为具有配位能力的羟基，与铜离子形成稳定的螯合环。
进一步的，M1、M2、M3各自独立地代表-H、-K或-Li；R1代表-SO3M，M代表-Na、-K或-Li；X代表-F。
进一步的，式(1)表示的化合物为式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)或式(1-5)；
式(2)表示的化合物为式(2-1)或式(2-2)；
式(3)表示的化合物为式(3-1)或式(3-2)；
复合高日晒牢度活性红染料包括选自式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)或式(1-5)，式(2-1)或式(2-2)，以及式(3-1)或式(3-2)三组中，任意两种或两种以上的化合物按照任意比例复配而成的混合物。
进一步的，复合高日晒牢度活性红染料复配添加有助剂，助剂选自元明粉、六偏磷酸钠、甲基萘磺酸甲醛缩合物和萘磺酸甲醛缩合物中的任意一种或一种以上的混合物。
进一步的，助剂选择元明粉。
进一步的，复配而成的混合物含有式(1-4)的化合物。
进一步的，复配而成的混合物含有式(1-1)的化合物。
进一步的，复配而成的混合物含有(1-1)、式(1-3)和式(2-2)三种化合物。
进一步的，复配而成的混合物含有式(1-4)、式(2-1)和式(3-2)三种化合物。
本发明同时提供复合高日晒牢度活性红染料在纤维素纤维材料或含纤维素的纤维印染的用途。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明所得产品为铜络合结构染料，而市场上活性红染料(活性红195、活性红194、活性红111、活性红198、活性红250、活性红RGB、活性红S-B)多为偶氮型结构染料，如专利CN104927396B《一种复合活性深红染料及其制备方法和应用》中提供的也为偶氮型结构染料，在染浅中色，特别是浅色时，由于偶氮型红色染料的日晒牢度差，从而无法满足实际使用需求，相比之下，本发明所得产品为铜络合结构，由于偶氮基的两个相邻位置含有配位能力的羟基，能够与铜形成稳定的螯合环，进而提高日晒牢度。
(2)本发明提供的复合高日晒牢度活性红染料，可在纤维素纤维上或含纤维素的纤维上进行中温着色，染色时直接性、匀染性、同步性、色调重现性均具备优异的性能参数，不易染花，着色完的纤维不仅能够满足不同要求高日晒的红色色泽，而且具有优秀的摩擦牢度、水洗牢度、汗渍牢度等应用性能。
(3)本发明提供的复合高日晒牢度活性红染料，采用不用应用性能的活性染料复配而成，使用本发明所得的染料得到的染色成品其各项指标优于传统的单一红色活性染料，特别适用于中小学生校服面料的染色需求。
具体实施方式
本发明中所含的各染料，式(1)、式(2)和式(3)能够由本领域技术人员以己知的方法分别制备。
本发明提供的复合高日晒牢度活性红染料组合物中，各活性染料的配合方法没有特别限制。可以采用：先分别制造各活性染料，之后进行配合的方法；例如，将制造时生成的含有各活性染料的反应液混合，之后进行干燥而得到组合物的方法；或将各活性染料溶解于染色浴中，在染色浴中得到与各组合物相同的组成方法等。此时，复合高日晒牢度活性红染料组合物中的式(1)、式(2)、式(3)的混合比例可以根据所需的色调适当配合，以及根据应用性能中牢度指标复配而成，其中复合活性红染料中的助剂可根据需要按任意重量比例与复合高日晒牢度活性红染料中的活性染料混合。
在染浴、浸轧染浴中添加本发明的复合高日晒牢度活性红染料组合物的各染料以及根据需要使用的添加剂来制备染浴然后进行染色的情况下。各染料，添加剂及一些所需物质时的溶解顺序可以为任意顺序，各构成成分的使用量也可以参考公知的方法来确定。
复合高日晒牢度活性红染料组合物对于纤维素纤维及含有纤维素纤维的纤维有用，例如棉、麻、人造丝、羊毛。其染色方法中，复合高日晒牢度活性红染料组合物的使用量通常为纤维重量的0.005％-15％，优选的，复合高日晒牢度活性红染料组合物的使用量通常为纤维重量的2％。
复合高日晒牢度活性红染料组合物的染色使用方法，可以根据本领域公知的方法进行，但是不限于此。例如，在棉等纤维素纤维的染色中，将符合所需的色相及浓度的本发明的活性染料组合物添加到染浴中并将无机中性盐与碱结合剂各自单独或者组合是用来进行。此时使用的无机中性盐或碱结合剂的使用量也没有特别限制。另外，无机中性盐或碱结合剂向染浴中的投放可以一次进行，也可以分批进行。除此以外也可以组合使用本领域公知的染色助剂，但是，染色助剂不限于此。染色温度为40℃-90℃，优选的染色温度为50℃-70℃。
复合高日晒牢度活性红染料组合物的使用可采用连续染色法，可以通过将碱结合剂单独或者组合复合高日晒牢度活性红染料组合物添加到染料浸轧液中，根据公知的方法进行浸轧后进行干燥，然后根据公知的方法通过干热或蒸热进行染色的单浴浸轧法进行，或者可以通过浸轧染料后进行干燥，然后浸轧公知的无机中性盐中，根据公知的方法通过干热或蒸热进行染色的双浴浸轧法进行，但是，连续染色法不限于此。
本发明复配过程中的各个活性染料组合物按本领域常规方法均匀混合，包括但不限于，在混合桶中进行干粉混合，或共同溶解后喷雾干燥等。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：
将符合式(1-1)的染料40g、符合式(1-2)的染料40g、符合式(2-1)的染料10g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为黄光红色1的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例2：
将符合式(1-1)的染料40g、符合式(1-3)的染料10g、符合式(1-4)的染料20g、符合式(2-2)的染料20g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为黄光红色2的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例3：
将符合式(1-2)的染料30g、符合式(1-3)的染料10g、符合式(2-1)的染料30g、符合式(2-2)的染料10g和元明粉20g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为黄光红色3的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例4：
将符合式(1-3)的染料20g、符合式(1-4)的染料20g、符合式(1-5)的染料20g、符合式(2-1)的染料20g和元明粉20g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为黄光红色4的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例5：
将符合式(1-1)的染料10g、符合式(1-3)的染料40g、符合式(1-5)的染料10g、符合式(2-2)的染料30g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为黄光红色5的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例6：
将符合式(1-1)的染料10g、符合式(1-2)的染料40g、符合式(1-3)的染料30g、符合式(3-1)的染料10g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为蓝光红色6的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例7：
将符合式(1-1)的染料20g、符合式(1-3)的染料30g、符合式(1-4)的染料20g、符合式(3-2)的染料20g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为蓝光红色7的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例8：
将符合式(1-2)的染料30g、符合式(1-3)的染料10g、符合式(2-1)的染料30g、符合式(3-2)的染料10g和元明粉20g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为蓝光红色8的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例9：
将符合式(1-3)的染料20g、符合式(1-4)的染料20g、符合式(1-5)的染料20g、符合式(3-1)的染料20g和元明粉20g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为蓝光红色9的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例10：
将符合式(1-1)的染料10g、符合式(1-3)的染料40g、符合式(1-5)的染料10g、符合式(3-2)的染料30g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为蓝光红色10的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例11：
将符合式(1-1)的染料30g、符合式(2-2)的染料30g、符合式(3-1)的染料30g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为枣红色11的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例12：
将符合式(1-2)的染料30g、符合式(2-1)的染料30g、符合式(3-2)的染料30g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为枣红色12的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例13：
将符合式(1-3)的染料30g、符合式(2-2)的染料30g、符合式(3-1)的染料30g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为枣红色13的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例14：
将符合式(1-4)的染料30g、符合式(2-1)的染料30g、符合式(3-2)的染料30g和元明粉10g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为枣红色14的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例15：
将符合式(1-5)的染料30g、符合式(2-1)的染料30g、符合式(3-1)的染料30g和元明粉20g在混合桶中充分地进行干粉混合，得颜色序号为枣红色15的复合高日晒牢度活性红染料组合物。
将实施例1～15的配方比例制表，按颜色序号进行排列，得表1：
颜色序号 配方比例
黄光红色1 式(1-1)40g+式(1-2)40g+式(2-1)10g+元明粉10g
黄光红色2 式(1-1)40g+式(1-3)10g+式(1-4)20g+式(2-2)20g+元明粉1og
黄光红色3 式(1-2)30g+式(1-3)10g+式(2-1)30g+式(2-2)10g+元明粉20g
黄光红色4 式(1-3)20g+式(1-4)20g+式(1-5)20g+式(2-1)20g+元明粉20g
黄光红色5 式(1-1)10g+式(1-3)40g+式(1-5)10g+式(2-2)30g+元明粉10g
蓝光红色6 式(1-1)10g+式(1-2)40g+式(1-3)30g+式(3-1)10g+元明粉10g
蓝光红色7 式(1-1)20g+式(1-3)30g+式(1-4)20g+式(3-2)20g+元明粉10g
蓝光红色8 式(1-2)30g+式(1-3)10g+式(21)30g+式(32)10g+元明粉20g
蓝光红色9 式(1-3)20g+式(1-4)20g+式(1-5)20g+式(3-1)20g+元明粉20g
蓝光红色10 式(1-1)10g+式(1-3)40g+式(1-5)10g+式(3-2)30g+元明粉10g
枣红色11 式(1-1)30g+式(2-2)30g+式(3-1)30g+元明粉10g
枣红色12 式(1-2)30g+式(2-1)30g+式(3-2)30g+元明粉10g
枣红色13 式(1-3)30g+式(2-2)30g+式(3-1)30g+元明粉10g
枣红色14 式(1-4)30g+式(2-1)30g+式(3-2)30g+元明粉10g
枣红色15 式(1-5)30g+式(2-1)20g+式(3-1)30g+元明粉20g
实施例16～30：
将100g棉布，按实施例1～15所得到的复合高日晒牢度活性红染料组合物，以织物重量的2％，在含60/L元明粉、浴比为1∶20的染浴中，60℃下吸附30min，加纯碱固色45min，纯碱用量为15-20g/L，经水洗、皂煮、干燥，得到的染色棉布，染色棉布具有均一的颜色、优秀的日晒和耐湿摩擦处理牢度。
将实施例16～30制得的染色棉布进行性能测试，按颜色序号进行排列，得具体应用性能参数表2为：
根据此表可知，黄光红色2和黄光红色5在黄光红色的日晒牢度指标中的应用性能更为优越，即将式(1-1)、式(1-3)和式(2-2)进行复配能达到更高的日晒牢度，式(1-4)相较于式(1-5)能够令染料具有更高的耐光耐光汗效果；
蓝光红色8具有更高的耐水耐皂洗的应用性能，即式(1-2)、式(1-3)、式(2-1)和式(3-2)进行复配能达到更高的耐水耐皂洗效果；
将蓝光红色7与蓝光红色10对比，蓝光红色7的耐光汗复合指标高于蓝光红色10，蓝光红色7由式(1-1)、式(1-3)、式(1-4)和式(3-2)复配而成，蓝光红色10由式(1-1)、式(1-3)、式(1-5)和式(3-2)复配而成，即式(1-4)能够令染料具有更高的耐光汗复合效果；
枣红色11具有更高的耐水耐皂洗的应用性能，即式(1-1)、式(2-2)和式(3-1)进行复配能达到更高的耐水耐皂洗效果；
枣红色14具有更高的耐光耐皂洗的应用性能，即式(1-4)、式(2-1)和式(3-2)进行复配能达到更高的耐光耐皂洗效果；
将枣红色11与枣红色13对比，枣红色11的综合性能指标高于枣红色13，枣红色11由式(1-1)、式(2-2)和式(3-1)复配而成，枣红色13由式(1-3)、式(2-2)和式(3-1)复配而成，即式(1-1)能够令染料具有更高的耐光汗、耐水和耐皂洗效果；
将枣红色12与枣红色14对比，枣红色14的综合性能指标高于枣红色12，枣红色12由式(1-2)、式(2-1)和式(3-2)复配而成，枣红色14由式(1-4)、式(2-1)和式(3-2)复配而成，即式(1-4)能够令染料具有更高的耐光、耐光汗和耐皂洗效果。
实施例31：
将符合式(1-1)的染料30g、符合式(1-3)的染料20g、符合式(2-2)的染料30g和符合式(3-2)的染料20g，在混合桶中充分地进行干粉混合，得到复合高日晒牢度活性红染料组合物。
实施例32：
将100g棉布，按实施例31所得到的复合高日晒牢度活性红染料组合物，以织物重量的2％，在含60/L元明粉、浴比为1：20的染浴中，60℃下吸附30min，加纯碱固色45min，纯碱用量为15-20g/L，经水洗、皂煮、干燥，得到的染色棉布，染色棉布具有均一的颜色、优秀的日晒和耐湿摩擦处理牢度，其具体应用性能参数表3为：
实施例33：
将100g麻，按实施例31所得到的复合高日晒牢度活性红染料组合物，以织物重量的2％，在含60/L元明粉、浴比为1：20的染浴中，60℃下吸附30min，加纯碱固色45min，纯碱用量为15-20g/L，经水洗、皂煮、干燥，得到染色纤维布，其具体应用性能参数表4为：
传统活性红染料的应用性能参数表5为：
对比本案所述的复合高日晒牢度活性红染料组合物与传统活性红染料，可明显看出，本发明提供的复合高日晒牢度活性红染料的日晒牢度应用性能比传统的活性红染料优秀，优秀的日晒牢度指标可以满足所有针对日晒牢度要求4级或者4级以上的染色需求。

Claims (10)

1.一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：复合高日晒牢度活性红染料组合物由式（1），以及式（2）和式（3）中任意一种或两种按照任意比例复配而成的混合物；
；
其中，M1、M2、M3各自独立地代表-H、-Na、-K或-Li；
R1代表-H或-SO3M；M代表-H、-Na、-K或-Li；R2代表-H或-C2H5；X代表-Cl或-F；
偶氮基的邻位为具有配位能力的羟基，与铜离子形成稳定的螯合环。
2.根据权利要求1所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：M1、M2、M3各自独立地代表-H、-K或-Li；R1代表-SO3M，M代表-Na、-K或-Li；X代表-F。
3.根据权利要求1所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：式（1）表示的化合物为式（1-1）、式（1-2）、式（1-3）、式（1-4）或式（1-5）；
式（2）表示的化合物为式（2-1）或式（2-2）；
式（3）表示的化合物为式（3-1）或式（3-2）；
。
4.根据权利要求1所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：复配添加有助剂，助剂选自元明粉、六偏磷酸钠、甲基萘磺酸甲醛缩合物和萘磺酸甲醛缩合物中的任意一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：助剂选择元明粉。
6.根据权利要求3所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：复配而成的混合物含有式（1-4）的化合物。
7.根据权利要求3所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：复配而成的混合物含有式（1-1）的化合物。
8.根据权利要求3所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：复配而成的混合物含有（1-1）、式（1-3）和式（2-2）三种化合物。
9.根据权利要求3所述的一种复合高日晒牢度活性红染料组合物，其特征在于：复配而成的混合物含有式（1-4）、式（2-1）和式（3-2）三种化合物。
10.根据权利要求1-9任意一项中所述的复合高日晒牢度活性红染料在纤维素纤维材料或含纤维素的纤维印染的用途。
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