專利名稱：一種環(huán)保型黑色中性染料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)染料，特別是涉及一種環(huán)保型金屬有機(jī)絡(luò)合染料。
眾所周知，金屬絡(luò)合染料產(chǎn)生于二十世紀(jì)70年代，由于具有很好的日曬牢度和濕處理牢度，使得該類染料發(fā)展十分迅速。由于采用銅、鉻、鈷離子進(jìn)行絡(luò)合得到的金屬有機(jī)絡(luò)合染料發(fā)色值高、顏色鮮艷，因此世界各國生產(chǎn)的金屬有機(jī)絡(luò)合染料大多使用水溶性銅、鉻、鈷鹽作為絡(luò)合劑。但是近年來人們發(fā)現(xiàn)，使用含有銅、鉻、鈷重金屬離子的染料染色的織物對人體健康有危害，并且在染料生產(chǎn)與應(yīng)用中排放的染料廢水里含有大量的重金屬離子，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此在20世紀(jì)80年代末以來，許多國家相繼制定了環(huán)保法規(guī)，要求降低含有銅、鉻、鈷重金屬離子的廢水的排放濃度，這樣就限制了這類染料的進(jìn)一步生產(chǎn)與應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型黑色中性染料，它能彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足。
一種環(huán)保型黑色中性染料，其特征在于它是鐵、鋁金屬有機(jī)絡(luò)合物的混合物，具有如下結(jié)構(gòu)通式 結(jié)構(gòu)式中R1為-H、-NH2、-N(R3)2或-NHCOCH3。R2為-NO2、-CF3、-CN、-SO3H、-SO2NH2、-COOH、-CONH2。R3為烷基或烷氧基。Me為鐵、鋁混合金屬離子，當(dāng)Me為Fe3+和Al3+混合金屬離子時(shí)，n為1，當(dāng)Me為Fe2+和Al3+混合金屬離子時(shí)，n值可由混合的Fe2+和Al3+金屬離子摩爾比例計(jì)算而得。
一種環(huán)保型黑色中性染料的合成方法，其特征在于首先將4-取代-2-氨基苯酚用堿液溶解，然后加入到鹽酸和碎冰中，控制溫度低于5℃、PH值為強(qiáng)酸性，再邊攪拌邊加入亞硝酸鈉溶液，保持溫度為0-5℃，反應(yīng)1-2小時(shí)，得重氮鹽溶液，將取代萘酚用堿液溶解，降溫至5-10℃，將上述制備的重氮鹽溶液緩慢地加入到取代萘酚溶液中，用堿液調(diào)節(jié)溶液的pH值＝9-12，充分反應(yīng)3-4小時(shí)，得單偶氮染料溶液，將單偶氮染料溶液升溫至60-90℃，加入水溶性鋁鹽和鐵鹽混合溶液，用堿液調(diào)節(jié)pH＝7-10，溫度保持60-90℃，反應(yīng)3-4小時(shí)，加入氯化鈉進(jìn)行鹽析，降至室溫，過濾、干燥、粉碎。
本發(fā)明采用水溶性鐵鹽和鋁鹽的混合溶液做絡(luò)合劑，通過改變單偶氮染料的結(jié)構(gòu)及鐵鹽和鋁鹽的混合比例，即可得到色光不同但烏黑度良好的環(huán)保型黑色中性染料。染料所含金屬離子在生產(chǎn)與應(yīng)用廢水排放中不會(huì)造成環(huán)境污染，用該染料染色的織物對人體健康無危害，并且該黑色中性染料具有很好的烏黑度和良好的牢度性能。
下面通過實(shí)施例說明本發(fā)明。
實(shí)施例1.鐵鋁混合金屬中性黑色染料1的合成(1)4-硝基-2-氨基苯酚的重氮化按常規(guī)將0.1mol 4-硝基-2-氨基苯酚用水250ml和30％的氫氧化鈉溶液12ml溶解。溶解后將其加入含有30％鹽酸30ml的200g碎冰中，控制溫度低于5℃，PH值為強(qiáng)酸性。在攪拌下將25ml濃度為4mol/L的亞硝酸鈉溶液加入到反應(yīng)液中，保持溫度為5-10℃，反應(yīng)1-2小時(shí)，即得重氮鹽溶液。反應(yīng)式如下(2)單偶氮染料的生成在三口燒瓶中，將0.1mol 1-乙酰氨基-7- 萘酚用100ml水、7g碳酸鈉和10ml 30％的氫氧化鈉溶液溶解，降溫至0-5℃。將重氮鹽溶液在1-2小時(shí)內(nèi)加入到反應(yīng)液中，用30％的堿液調(diào)節(jié)溶液的pH值＝9-12，在0-5℃下充分反應(yīng)，直到重氮鹽完全消失。反應(yīng)結(jié)束得單偶氮染料溶液。1-乙酰氨基-7-萘酚與4-硝基-2-氨基苯酚的摩爾比為1∶1。反應(yīng)式如下
(3)金屬絡(luò)合染料的制備將上述單偶氮染料溶液升溫至75℃，在2小時(shí)內(nèi)滴加混合鐵鋁金屬鹽溶液(鐵鋁金屬離子摩爾比為1∶3)，用稀堿液調(diào)節(jié)pH＝7-12，溫度保持75℃，直到單偶氮染料完全消失(用薄層色譜監(jiān)測反應(yīng)的進(jìn)行，展開劑為乙酸乙酯∶吡啶∶水＝6∶1∶1)。反應(yīng)結(jié)束，用1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH＝6.5-7.0，加入氯化鈉進(jìn)行鹽析并降至室溫，抽濾，濾餅于80℃下干燥，即得烏黑度良好的黑色絡(luò)合染料1。鐵鋁混合金屬離子總和與單偶氮染料的摩爾比為1∶2。反應(yīng)式如下(以三價(jià)鋁鹽及三價(jià)鐵鹽為例) 染色實(shí)驗(yàn)和牢度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明黑色絡(luò)合染料1具有良好的染色性能，用纖維重量的4％黑色絡(luò)合染料1對羊毛織物和錦綸織物進(jìn)行染色，即可獲得良好烏黑度的染色織物。且染色織物具有良好的日曬牢度和濕處理牢度。
實(shí)施例2.鐵鋁混合金屬中性黑色染料2的合成合成過程同實(shí)施例1，但鐵鋁金屬離子摩爾比例為1∶1，得烏黑度良好的黑色絡(luò)合染料2。染色實(shí)驗(yàn)和牢度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明黑色絡(luò)合染料2具有良好的染色性能，用纖維重量的4％黑色絡(luò)合染料2對羊毛織物和錦綸織物進(jìn)行染色，即可獲得良好烏黑度的染色織物。且染色織物具有良好的日曬牢度和濕處理牢度。
本發(fā)明中的鐵、鋁金屬有機(jī)絡(luò)合物的混合物中鐵、鋁金屬離子的摩爾比為1∶0.1-10。
上述各實(shí)施例中所用的4-硝基-2-氨基苯酚中的-NO2可以改為-CF3、-CN、-SO3H、-SO2NH2、-COOH、-CONH2，取代萘酚中的取代基可使用2-萘酚或1-取代-7-萘酚，其方法和效果類似。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型黑色中性染料，其特征在于它是鐵、鋁金屬有機(jī)絡(luò)合物的混合物，具有如下結(jié)構(gòu)通式 結(jié)構(gòu)式中R1為-H、-NH2、-N(R3)2或-NHCOCH3。R2為-NO2、-CF3、-CN、-SO3H、-SO2NH2、-COOH、-CONH2。R3為烷基或烷氧基。Me為鐵、鋁混合金屬離子，當(dāng)Me為Fe3+和Al3+混合金屬離子時(shí)，n為1，當(dāng)Me為Fe2-和Al3+混合金屬離子時(shí)，n值可由混合Fe2+和Al3+金屬離子摩爾比例計(jì)算而得。
2.一種環(huán)保型黑色中性染料的合成方法，其特征在于首先將4-取代-2-氨基苯酚用堿液溶解，然后加入到鹽酸和碎冰中，反應(yīng)液呈懸浮狀，控制溫度低于5℃、PH值為強(qiáng)酸性，再邊攪拌邊加入亞硝酸鈉溶液，保持溫度為0-5℃，反應(yīng)1-2小時(shí)，得重氮鹽溶液，將取代萘酚用堿液溶解，降溫至5-10℃，將上述制備的重氮鹽溶液緩慢地加入到取代萘酚溶液中，用堿液調(diào)節(jié)溶液的pH值＝9-12，充分反應(yīng)3-4小時(shí)，得單偶氮染料溶液，將單偶氮染料溶液升溫至60-90℃，加入水溶性鋁鹽和鐵鹽混合溶液，用堿液調(diào)節(jié)pH＝7-10，溫度保持60-90℃，反應(yīng)3-4小時(shí)，加入氯化鈉進(jìn)行鹽析，降至室溫，過濾、干燥、粉碎。
3.如權(quán)利要求1所述的黑色中性染料，其特征在于所述的鐵、鋁金屬有機(jī)絡(luò)合物的混合物中鐵、鋁金屬離子的摩爾比為1∶0.1-10。
全文摘要
一種環(huán)保型黑色中性染料，其特征在于它是鐵、鋁金屬有機(jī)絡(luò)合物的混合物，是通過重氮化反應(yīng)、偶合反應(yīng)及鐵、鋁混合金屬絡(luò)合反應(yīng)而制備的。該黑色染料所含金屬離子在生產(chǎn)與應(yīng)用廢水排放中不會(huì)造成環(huán)境污染，用該染料染色的織物對人體健康無危害，并且該黑色中性染料具有很好的烏黑度和良好的牢度性能。
文檔編號(hào)C09B45/00GK1436816SQ02110010
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月6日
發(fā)明者張曉東, 劉馨 申請人:張曉東