本发明涉及合成聚酰胺的染色方法,该方法使用与塑料一起使用的改进了湿性牢度的染料。 经已指出,用阴离子染料进行本体染色的合成聚酰胺纤维材料,其湿性牢度很差,特别是洗涤湿性牢度差。它的染料不均匀地流失,进入洗涤液中,引起了消费者的不满。
现已发现一类染料,这类染料特别适于合成聚酰胺的本体染色,特别是加工成纤维材料的聚酰胺,经过染色的聚酰胺的湿性牢度有相当程度的改进。
因此,本发明是提供一种式(Ⅰ)的盐,
F·(A)n(Ⅰ)
式中的F为阴离子或阳离子染料基团;
当F为阴离子染料基团时,A为含有至少一个铵基、环铵基或亚铵基,以及含有至少被一个羰基取代的一个脂肪族、环脂族或芳香族基团,或者一个选自三嗪啶、嘧啶、喹啉唑、喹喔啉、2,3-二氮杂萘或苯并[C]吡咯酮系列的芳香杂环基团所构成的基团,并且其中基团A含至少一个脂族或环状脂族基团,并含有至少一个环铵基;或者
当F为阳离子染料基团时,A为含有至少一个羧酸基或磺酸基,和含有一个脂肪族、环脂族、芳香族或芳香杂环基团所构成的基团,或为C2-14二羧酸或氨基-C2-12烷基羧酸;
n为1、2、3或4;
适合的F基团为阴离子染料基团,如偶氮、蒽醌、酞菁或二噁嗪系列的染料,优先选择的是无磺酸基的金属偶氮染料,特别是铬配位染料。优先选择的阳离子染料的F基团是例如偶氮和三苯甲烷染料基团。
当F为阴离子染料基团时,优先选择的A为含一个或两个铵基和一个C1-12烷基、环己基、哌嗪、三嗪、嘧啶、喹唑啉、喹喔啉、2,3-二氮杂萘、邻苯二甲酰亚胺或苯桥基,其中最优先选择的是苯桥基或三嗪系列。
优先选择的铵基为环铵基,最优先选择的是2,2,6,6-四甲基哌啶或哌嗪基,哌嗪基连于铵氮原子上。
优先选择地n为1或2,最优先选择的是1。
优先选择的A基团包括选自被1至4个式(c)基团取代的苯系列基团,
(式中:当P=0时,c为R1a基,
当P=1时,c为R1b基;
R2=-O-或-NR3-;R3、R4、R5、R6分别为H或C1-2烷基)和
2-位和4-位上被式R1a和R1b取代,6-位被氯原子取代或(适合时)被式R1a基取代的三嗪基。以及2-位和4-位上分别被式
-NH-(CH2)2-4-4-N+H(R7)2
(式中R7为C1-4烷基)基团取代的、6-位上被氯取代的三嗪基。
当A含苯基时,最优先选择的苯基为被式R1a的一、二或三取代的苯基(即游离胺形式)和被式R1b的一或二取代的苯基(即碱式铵形式)。
当F为阳离子基团时,优先选择的A包括与含有1-4个羧酸或磺酸侧链相连接的一个芳族或芳族杂环桥基,或为C2-14二羧酸或氨基C2-12羧酸。
优先选择的酸侧链具有-XYZ结构(式中X=-NH-或-CONH-;Y=C1-14亚烷基或亚苯基;Z=-CO2H或-SO3H。
在本发明说明书中,能够是线形或支链的任何基团即可以是线形或支链的,即亚烷基可以是线形的或支链形的。
本发明的盐可用于塑料的本体染色,例如各种类型的聚酰胺、更适于加工成纤维材料的合成聚酰胺、PVC、聚烯烃、ABS和粘胶。
用这些盐制得的染色产品,其色彩牢固高而且光泽性好,尤其是与其中F未与A基团连接的相应染料相比有相当好的湿性牢度。
能形成本发明中的F基团并能反应生成本发明中的盐适合的染料是如《颜色索引》,第三版(1971)(Colour Index,Third Edition,1971)和其补篇中所述及的染料(也请参阅《1987年国际颜色索引》Colour International 1987),它们是在“酸性染料”、“直接染料”和含酸性基或碱性基的“溶剂染料”以及“碱性染料”栏目下的染料;适合的染料还有最新发展的性质相似的各种染料。这些染料在常用溶剂中一般都比普通溶剂染料的溶解度好。例如,它们大多数在乙醇中的溶解度都能达到400克/升。
特别优先选择的组分A(以游离氨基或环氨基形式表示)有:
1.三-(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶-4′-基)-1,3,5-三苯甲酸三酰胺
2.2,4-双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)-6-氯三嗪
3.2,4,6-三(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)三嗪
4.双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨羰基对亚苯基)]对苯二甲酸二酰胺
5.双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶-4′-基)对苯二甲酸二酰胺
6.2,4-双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)喹唑啉
7.2,3-双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)喹唑啉
8.1,4-双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)-2,3-二氮杂萘
9.2-氯-4,6-双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)嘧啶
10.2,5-二氯-4,6-双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)嘧啶
11.2-氟-5-氯-4,6-双(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)嘧啶
12.2,4,6-三(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)嘧啶
13.2,4,6-三(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶基-4′-氨基)-5-氯嘧啶
33.(CH3)2C(CONH-R1)2
34.H2N-(CH2)8-CONH-R1
式14-34中的R1为式
(2′,2′,6′,6′-四甲哌啶-4-基)
优先选择的化合物A(以游离酸的形式与碱性染料形成盐)有:
35.H2N-(CH2)8-COOH
37.4-苯甲酰氨基苯甲酸
38.HOOC-CH2CH2-NHCOCONH-CH2CH2-COOH
47.2,4-双-(4′-羧苯基氨基)-6-氯三嗪
49.1,4-双(4′-羧苯基氨基羰基)苯
50.1,3-双(4′-羧苯基氨基羰基)苯
51.1,2-双(4′-羧苯基氨基羰基)苯
52.4-苯基丁酸
53.1,4-丁二酸
54.1,2-乙二酸
阴离子染料之例有:
C.I.酸性兰25,40,72,106,126,129,227,230,278和296,
C.I.酸性黄59,112,114,127和129,
C.I.酸性红261和404,
C.I.酸性绿40,
C.I.酸性橙82,
C.I.酸性紫66,
C.I.酸性棕28,30和289,
C.I.酸性黑58和115,
C.I.溶剂黄83,
C.I.溶剂红90∶1,和91和92,
C.I.溶剂黑45;
阳离子染料之例有:
C.I.碱性黄13和49,
C.I.碱性橙40,
C.I.碱性绿4,
C.I.碱性红14,22,46和49,
C.I.碱性紫16,
C.I.碱性兰41,54和78。
部分新的组成A-含氨基或亚氨基化合物可用本技术领域中熟知的方法进行生产[由酰氯(例如1,3,5-苯三甲酸三酰氯,实例1)和胺(例如2,2,6,6-四甲基-4-氨基哌啶)形成酰胺,胺与三嗪基卤化物的缩合等]。
式Ⅰ的染料的盐的生产可用任何本技术领域已知的方法。酸性染料随其生产(如钠盐),一般可在适量的无机酸(如盐酸)存在下与碱性组分A反应,而同时形成盐。阳离子染料最好是在略带碱性的介质中,与含酸性基组分A反应。本体染色按已知的方法进行。
聚酰胺的合成是按此类合成材料的任何已知方法进行的,特别是按制备二羧酸和二胺(例如已二酸和已二胺)和内酰胺(例如ω-氨基十一烷酸)缩聚物或聚合物的方法。与式Ⅰ染料混合的聚酰胺融体是用常用的方法成型的,例如在融纺机、注塑机、挤压机或吹膜机中成型。
实例1
组分A的制备(上述各式中的式Ⅰ)
在催化量(3ml)的二甲基甲酰胺存在下,将42.0g 1,3,5-苯三甲酸与144.0ml亚硫酰氯一起于80℃加热5小时,然后蒸出剩余的亚硫酰氯,将形成的1,3,5-苯三甲酸三酰氯溶于500ml二噁烷中。在搅拌下滴加总量为187.2g的2,2,6,6-四甲基-4-氨基哌啶,并不时加入二噁烷(总量为2000ml)使反应混合物(温度不能超过30℃)保持能被搅动。最后将反应混合物沸腾48小时并回流冷却,残渣过滤,用丙酮洗涤,溶于约1000ml的水中,用碱溶液(pH10-11)再沉淀,过滤,残渣用水洗涤和真空干燥(产率72%,89.2g,呈白色粉状,熔点>320℃)。
本发明的染料的盐的制备:
将20.8g式a1的红染料于200ml水中的溶液、0.75ml的3%HCl溶液和0.4g水杨酸加热至40℃历时,在搅拌下将上面得到的三酰胺15.6g于30ml水和2.6ml30%盐酸中的溶液缓慢与之混合,于40℃下再搅拌1小时,滤出沉降物,水洗,真空干燥得到21g深红色式a2产物,熔点大于320℃。
R1-2,2,6,6-四甲哌啶-4-基
应用实例(“份”指重量份)
在鼓式混合器中将100份聚-ε-己内酰胺粉与1份上述实例所制得的染料混合,短时间内粉状物即均匀分散,约10分钟后将混合物于120℃下干燥16小时。置混合物于融纺机,于275-280℃在氮气中停留8分钟,然后拉成纤维。此红色纤维具有优异的耐光、耐洗涤和耐磨性。
将下述染料:
C.I.酸性黄155(实例2)
C.I.酸性紫66(实例3)
C.I.酸性红216(实例4)代替式a1的染料按上述方法进行反应制取本发明的染料(形成盐),将聚-ε-己内酰胺染色,拉成纤维。
用类似实例1的方法将实例1的染料与上述组成A 2-34进行反应形成盐,按上述应用实例拉成纤维。
实例5
将261.5g 2,4-双(羧甲基氨基)-6-氯三嗪(上述式46)分散在300ml蒸馏水中,在搅拌下将其加入40g NaOH于300ml蒸馏水的溶液,室温搅拌1小时左右,接着加入697.4g纯C.I.碱性红46染料。混合物在室温下再搅拌1小时。滤出混合物中形成的红色染料并进行干燥。此染料在乙醇中的溶解度大于250g/l。
应用实例2(“份”指重量份,“%”指重量百分数)
在搅拌下将5份实例2的染料盐加入95份含下列组分的硝基纤维素清漆:
用35%异丙醇润湿的硝基纤维素A15(白色片状) 18.8%
聚丙烯酸丁酯,软化树脂(Acronal 4F,BASF产品) 6.3%
二苯基辛基磷酸酯,软化剂(Santicizer 141,Monsanto 产品 3.3%
甲氧基丙醇(Dowanol PM,Dow Chemicals产品) 10.0%
乙氧基丙醇 10.0%
乙醇 41.6%
乙酸乙酯 10.0%
将其置于滚动机构上过夜,使其完全溶解。
制取两种铝箔:
a)未涂硝基纤维素清漆
b)涂以无色硝基纤维素清漆,涂覆25μm流动的湿清漆混合物膜,于130℃干燥5小时。
以干膜的透明度评估染料盐的稠度;使用透明胶纸(scotch tape)试验测定对未涂清漆和事先涂有清漆的铝箔的粘合强度。试验证明两种性质均属理想。