專利名稱：濃縮靛白溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型濃縮靛白溶液，基本上由以下成分組成25-55％重量的靛白鹽形式的靛白；基本上化學(xué)計量足以將靛白轉(zhuǎn)化成中性靛白鹽的量的至少兩種堿金屬氫氧化物的混合物，其中任何堿金屬氫氧化物都不超過70％摩爾；和水。
本發(fā)明還涉及這些靛白溶液的制備及其在染色纖維素紡織品材料時的應(yīng)用。
靛藍(lán)是一種熟知的還原染料，用于染色纖維素紡織品材料，尤其是用于藍(lán)色牛仔布制品的棉經(jīng)紗。
為了染色水不溶性靛藍(lán)，它首先必須還原(甕處理)轉(zhuǎn)化成具有纖維親和性的水溶性隱色形式，然后在進(jìn)入待染色材料上之后，隨后氧化回到水不溶性還原染料顏料。
WO-A-94/23114公開了一種生態(tài)上有利的染料方法，它采用通過催化還原靛藍(lán)懸浮液而得到的苛性靛白水溶液形式的靛白，這樣可相對常規(guī)的染色方法而極大地降低硫酸鹽或有機(jī)物在廢水中的含量。
但由于迄今稍微能夠制備出穩(wěn)定的且不會結(jié)晶出的濃縮靛白溶液，因此用于WO-A-94/23114的靛白溶液的含量也僅為20％重量。
本發(fā)明的一個目的是提供高度濃縮的靛白溶液，它能夠進(jìn)一步降低染色所需的調(diào)配體積，因此甚至更有效地降低染色浴溢出的可能性并有助于降低將染料溶液由制造商運輸至染色商的成本。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該目的可提供起始定義的濃縮靛白溶液而實現(xiàn)。
本發(fā)明還提供了一種制備這些靛白溶液的方法，該方法包括分步進(jìn)行氫化，首先，將包含4-10％重量的至少兩種堿金屬氫氧化物的混合物的20-30％重量靛藍(lán)懸浮液氫化形成靛白，其中任一堿金屬氫氧化物都不超過70％摩爾，然后再加入靛藍(lán)以設(shè)定最終所需的靛白含量，而且如果需要還加入堿金屬氫氧化物混合物，然后繼續(xù)氫化。
本發(fā)明還提供了一種制備這些靛白溶液的方法，該方法包括，首先催化氫化包含4-10％重量上述堿金屬氫氧化物混合物的20-30％濃度的堿性靛藍(lán)水溶液，然后將所得靛白溶液通過蒸發(fā)設(shè)定至所需的靛白含量。
本發(fā)明最后提供了該靛白溶液在染色纖維素紡織品材料中的應(yīng)用。
本發(fā)明的靛白溶液包含25-55％重量，優(yōu)選30-55％重量，特別優(yōu)選35-50％重量，更特別優(yōu)選40-45％重量的靛白堿金屬鹽形式的靛白。
本發(fā)明靛白溶液的第二基本組分是堿金屬氫氧化物混合物，靛白還原酸可由其轉(zhuǎn)化成靛白還原鹽。
本發(fā)明的堿金屬氫氧化物混合物包含至少兩種堿金屬氫氧化物，前提是，任何堿金屬氫氧化物都不應(yīng)超過該混合物的70％摩爾。
合適的堿金屬氫氧化物包括，例如氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀，它們可作為三元混合物同時存在或為相應(yīng)雙結(jié)合的形式，其中氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合物是優(yōu)選的。
在兩種堿金屬氫氧化物的混合物中，一種氫氧化物的比例優(yōu)選在70-30％摩爾的范圍內(nèi)，而另一種相應(yīng)在30-70％摩爾的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選地，一種含量為60-40％摩爾，而另一種則為40-60％摩爾。更特別優(yōu)選地，兩種氫氧化物(尤其是氫氧化鈉和氫氧化鉀)以約等重量存在，即，它們的重量比在0.8∶1-1.2∶1，尤其是約1∶1的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的靛白溶液包括基本上化學(xué)計量足以完全形成中性還原鹽的量的堿金屬氫氧化物混合物，即，每摩爾靛白，1.5-2.5摩爾的堿金屬氫氧化物混合物。
驚人地，本發(fā)明的靛白溶液非常穩(wěn)定，而且不同于其中靛白以純鈉鹽存在的已知靛白溶液，它不會結(jié)晶出。例如，最高約40％重量的本發(fā)明靛白溶液在氮氣下在低至約10℃的低溫下具有無限的儲存期(30-35％重量的溶液甚至可在其霜凍時運輸和使用)；50-55％重量的溶液最好在約40-60℃下儲存以免結(jié)晶。
本發(fā)明的靛白溶液可有利地通過同樣由本發(fā)明公開了的兩種方法來制備。
在一種方法中，制備通過逐步催化氫化來進(jìn)行。所用工藝有利地如下首先，將包含約20-30％重量靛藍(lán)和4-10％重量本發(fā)明堿金屬氫氧化物混合物的低濃度堿性靛藍(lán)水溶液以常規(guī)方式，使用鎳催化劑(Raney鎳)，在通常為2-6巴的氫氣壓力下和一般為60-90℃的溫度下進(jìn)行氫化。然后加入缺少量的靛藍(lán)以設(shè)定最終所需的靛白含量，該靛藍(lán)可以是固體或水懸浮液，而且，如果在第一步中使用不足的堿金屬氫氧化物，還加入補(bǔ)充量的堿金屬氫氧化物混合物，然后繼續(xù)氫化。過濾出催化劑之后，將靛白溶液在保護(hù)氣體如氮氣下儲存。
一般來說，兩個氫化步驟總共需要約10-12小時。
在另一方法中，類似于上述方法，通過催化氫化，起始制備出約20-30％重量的靛白溶液，然后蒸發(fā)濃縮，直到得到所需的靛白含量。水的蒸餾去除優(yōu)選在沒有氧氣的情況下，在約60-1000毫巴和45-100℃下進(jìn)行。
任一本發(fā)明方法都提供了一種制備該新型靛白溶液的可再現(xiàn)的簡單方法。
它們有利地用于染色纖維素紡織品材料，為此可以采用WO-A-94/23114中所述的工藝步驟。
實施例按照本發(fā)明的靛白溶液的制備實施例1在具有圓盤攪拌器的1升玻璃高壓釜中，向包含48克(1.2摩爾)氫氧化鈉和45克(0.8摩爾)氫氧化鉀的262克23％重量堿性靛藍(lán)水溶液中加入50％重量水懸浮液形式的6克Raney鎳并用氮氣清洗，加熱至70℃并在3巴的氫氣壓力下氫化8小時。
減壓之后，用氮氣清洗并冷卻至30℃，向在第一氫化步驟中得到的23％重量靛白溶液中加入另外262克靛藍(lán)顆粒、48克氫氧化鈉和45克氫氧化鉀、以及另外2克Raney鎳。在用氮氣清洗之后，將靛白在70℃下在3巴的氫氣壓力下再氫化3小時。
減壓之后，用氮氣清洗并冷卻至室溫，過濾掉催化劑。
所得45％重量靛白溶液在氮氣下在室溫下儲存時沒有結(jié)晶傾向。
實施例2將在實施例1第一步中得到的500毫升靛白溶液用氮氣清洗，然后經(jīng)受起始120毫巴然后80毫巴的壓力以及120℃的浴溫，在2小時內(nèi)蒸餾掉213毫升水。將剩余溶液在氮氣下室溫冷卻。
所得40％重量靛白溶液在氮氣下在室溫下儲存4個月之后沒有結(jié)晶傾向。
實施例3在配有強(qiáng)力攪拌器的1升氫化燒瓶中，向474克23％重量靛白鹽水溶液(鉀鹽/鈉鹽，重量比1∶1)、90克45％重量堿金屬氫氧化物水溶液(KOH/NaOH，重量比1∶1)、和220克無水靛藍(lán)的混合物中加入10克Raney鎳并用氮氣清洗，加熱至70℃并在大氣壓下用氫氣氫化約4小時。
氮氣清洗之后，冷卻至40-50℃，過濾掉催化劑，然后通過加入水將靛白鹽溶液的濃度調(diào)節(jié)至40％重量。
實施例4在140℃的浴溫下，在大氣壓下，通過向750克25％重量靛白鹽水溶液(鉀鹽/鈉鹽，重量比1∶1)上通入氮氣低速氣流，從中蒸餾掉333克水。得到45％重量的靛白溶液。
實施例5向500克水、132克無水靛藍(lán)、12.8克固體氫氧化鈉、17.9克固體氫氧化鉀和7.7克固體氫氧化鋰的混合物中加入50％重量水懸浮液形式的5克Raney鎳，用氮氣清洗，加熱至70℃并在大氣壓下氫化約3.5小時。
類似于實施例4，通過蒸餾去除226克水，將所得約20％重量靛白溶液調(diào)節(jié)至45％重量的靛白含量。
權(quán)利要求
1．濃縮靛白溶液，基本上由以下成分組成25-55％重量的靛白鹽形式的靛白；基本上化學(xué)計量足以將靛白轉(zhuǎn)化成中性靛白鹽的量的至少兩種堿金屬氫氧化物的混合物，其中任一堿金屬氫氧化物都不超過70％摩爾；和水。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所要求的靛白溶液，其中所述堿金屬氫氧化物選自氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的靛白溶液，它包含氫氧化鈉和氫氧化鉀。
4．根據(jù)任何權(quán)利要求1-3所要求的靛白溶液，它包含摩爾比為3∶1-1∶3的氫氧化鈉和氫氧化鉀。
5．根據(jù)任何權(quán)利要求1-4所要求的靛白溶液，它包含35-45％重量的靛白。
6．一種通過催化氫化堿性靛藍(lán)水懸浮液來制備根據(jù)任何權(quán)利要求1-5所要求的靛白溶液的方法，該方法包括分步進(jìn)行氫化，首先，將包含4-10％重量的至少兩種堿金屬氫氧化物的混合物的20-30％重量靛藍(lán)懸浮液氫化形成靛白，其中任一堿金屬氫氧化物都不超過70％摩爾，然后再加入靛藍(lán)以設(shè)定最終所需的靛白含量，而且如果需要還加入堿金屬氫氧化物混合物，然后繼續(xù)氫化。
7．一種制備根據(jù)任何權(quán)利要求1-5所要求的靛白溶液的方法，該方法包括，首先催化氫化包含4-10％重量的至少兩種堿金屬氫氧化物的混合物的20-30％重量靛藍(lán)水懸浮液，其中任一堿金屬氫氧化物都不超過70％摩爾，然后通過蒸發(fā)將所得靛白溶液設(shè)定至所需靛白含量。
8．根據(jù)任何權(quán)利要求1-5所要求的靛白溶液在染色纖維素紡織品材料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了濃縮靛白溶液,除了水,它基本上包含25－55%重量的靛白鹽形式的靛白、至少兩種堿金屬氫氧化物的混合物,其中每種堿金屬氫氧化物的相應(yīng)比例都不超過70%摩爾且該混合物的量對應(yīng)于該靛白轉(zhuǎn)化成中性靛白鹽所需的化學(xué)計量。本發(fā)明還涉及所述靛白溶液的制備及其著色包含纖維素的紡織品材料的應(yīng)用。
文檔編號C09B7/00GK1309685SQ99808570
公開日2001年8月22日 申請日期1999年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月13日
發(fā)明者M·甘, R·克魯格, P·米德爾 申請人:巴斯福股份公司