一種帶酯基偶氮分散染料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于分散染料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種帶酯基偶氮分散染料的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分散染料是一類應(yīng)用于滌綸纖維染色的專用材料，就其化學(xué)結(jié)構(gòu)而言，主要有偶 氮類、蒽醌類、硝基二苯胺類、次甲基類及非偶氮雜環(huán)類等，其中以偶氮類和蒽醌類居多，偶 氮類染料在分散染料中占有極其重要的地位，在已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的分散染料中，偶氮類結(jié) 構(gòu)的染料品種占50 %，產(chǎn)量占70 %以上，其染料色譜覆蓋面廣，有較好的應(yīng)用性能，生產(chǎn)工 藝簡單，成本低。
[0003] 眾所周知，偶氮型分散染料的生產(chǎn)方法主要包括三個工藝過程：1、重氮化，即在酸 溶劑中重氮組分與亞硝酸發(fā)生重氮化反應(yīng)生成重氮鹽溶液；2、偶合，將偶合組分溶解或分 散在硫酸溶液中配成偶合溶液，再在低溫下與重氮鹽溶液發(fā)生偶合反應(yīng)，經(jīng)升溫轉(zhuǎn)晶后得 到染料濾餅；3、商品化處理，即染料濾餅與分散劑和水混合后再砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，使其顆 粒粒徑達(dá)到1~2 μ m，生成穩(wěn)定的分散體，再經(jīng)噴霧干燥后成為商品化的分散染料。
[0004] 在上述工藝過程中，特別是重氮化及偶合組分溶解過程中需要使用濃度較高、數(shù) 量較多的硫酸作為溶劑，反應(yīng)結(jié)束后通常會使濾餅?zāi)敢旱牧蛩岷扛哌_(dá)10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 左右，在這種較強(qiáng)酸條件下，染料很難進(jìn)行轉(zhuǎn)晶，有時雖在高溫下實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)晶，但高溫情況 下，染料在酸溶液中的溶解度增大，使其隨著母液一起排放，這不僅造成了經(jīng)濟(jì)損失，同時 也大大增加了廢水的處理難度。而染料在生產(chǎn)過程中均呈固體形態(tài)，這種固體形態(tài)可能是 不同的晶體，也可能是無定型體，這都直接影響著染料的應(yīng)用性能，因此，必須通過各種方 法將染料的晶型轉(zhuǎn)變成所需要的晶體。
[0005] 在偶氮分散染料中，含酯基的分散染料是分散染料中重要的一員，傳統(tǒng)工藝中，在 偶合反應(yīng)結(jié)束后，直接升溫轉(zhuǎn)晶，含酯基類分散染料在高溫強(qiáng)酸下易出現(xiàn)水解現(xiàn)象，影響產(chǎn) 品品質(zhì)，濾餅純度下降，色光變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種帶酯基偶氮分散染料的制備方法，該制備方法通過控制偶合反 應(yīng)體系的pH值，避免了其中酯基的水解，提高了染料的收率，降低了廢水中有機(jī)物的含量。
[0007] -種帶酯基偶氮分散染料的制備方法，包括：重氮鹽與偶合組分進(jìn)行偶合反應(yīng)，偶 合反應(yīng)完成后，向得到的偶氮化合物物料體系中加入堿，調(diào)節(jié)體系的pH值為5~7,然后進(jìn) 行升溫轉(zhuǎn)晶，后處理得到染料濾餅；
[0008] 所述的重氮鹽為由下列重氮組分重氮化后形成的重氮鹽：
[0009]
[0010] 所述的偶合組分為：
[0011]
[0012] 上式中，R。為H、硝基、鹵原子；札為H、氰基、硝基、鹵原子中的一個或多個取代基； R2、R3為相互獨(dú)立的H、硝基、鹵原子；R4為H、甲氧基、乙氧基；R 5、R6、Rs為相互獨(dú)立的H、硝 基、鹵原子；R7為氫、酰氨基、鹵原子、C1-C4的烷基，所述的酰氨基優(yōu)選為乙酰胺基、丙酰胺 基；R 9、&。為各自獨(dú)立的_(CH2)nOCO(CH2)mR13、-C 2H4CN、C1-C4的烷基、烯丙基，且至少一個 為_(CH2)n0C0(CH 2)m R13,其中，η = 1-2 ;m = 0-1 ;Rn、R12為相互獨(dú)立的氫、硝基、鹵原子， 尺13為C 6H5、C1-C4的烷基。
[0013] 偶氮組分中的取代基（CH2)n0C0(CH2)m R13中包含酯基，該酯基在酸性條件容易發(fā) 生水解，采用傳統(tǒng)工藝時，由于上述水解反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致染料產(chǎn)物的產(chǎn)率大幅度降低，同 時，導(dǎo)致染料產(chǎn)品的質(zhì)量大幅度降低，嚴(yán)重影響了染料的染色性能和牢度性能等。
[0014] 所述的重氮鹽為由下列重氮組分重氮化后形成的重氮鹽：
[0016] 所述的偶合組分為：
[0017]
[0018]
[0019] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述的染料濾餅中染料組分為：
[0020]
[0021]
[0022]
[0023] 進(jìn)一叢 l/u&,y .
[0024]
[0025] 制備上述幾種染料組分時，偶合反應(yīng)后，pH值為5~7時，染料產(chǎn)品的收率和質(zhì)量 均較高。
[0026] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，調(diào)節(jié)體系的pH值的過程采用分段調(diào)節(jié)：第一段：調(diào)節(jié)體系的pH 值為2~3,此時控制體系溫度< 25°C，進(jìn)一步優(yōu)選控制體系的溫度為15~25 ;第二段：調(diào) 節(jié)體系的pH值為5~7,此時控制體系溫度彡45°C，進(jìn)一步優(yōu)選控制體系的溫度為35~ 45。。。
[0027] 作為優(yōu)選，所述的堿性物質(zhì)優(yōu)選為氨水、液氨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、及氨 水水溶液、液氨水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液、氫氧化鈉水溶液中的一種或多種； 所述的堿性物質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)選為氨水水溶液、液氨水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液、 氫氧化鈉水溶液中的一種或多種。所述的氨水水溶液、液氨水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫 鈉水溶液、氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5~30%。進(jìn)一步優(yōu)選的堿為質(zhì)量百分比 濃度為5~18%的氨水溶液。
[0028] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，第一段pH值調(diào)節(jié)過程中，采用的堿的質(zhì)量百分比濃度彡10% ; 第二段pH值調(diào)節(jié)過程中，采用的堿的質(zhì)量百分比濃度為10~20%。所述的堿性物質(zhì)進(jìn)一 步優(yōu)選為氨水水溶液、液氨水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液、氫氧化鈉水溶液中的 一種或多種。作為更進(jìn)一步優(yōu)選，所述第一段：調(diào)節(jié)體系的pH值為2~3 ;第二段：調(diào)節(jié)體 系的pH值至5~7。
[0029] 本發(fā)明采用轉(zhuǎn)晶前、偶合反應(yīng)后對體系的pH值進(jìn)行調(diào)整，將體系的破Η值調(diào)整為 5~7,一方面避免轉(zhuǎn)晶過程中，強(qiáng)酸環(huán)境中染料產(chǎn)品中酯基的水解，提高了染料產(chǎn)品的收 率和質(zhì)量；另一方面，弱酸或者中性的體系環(huán)境，保證了幾乎全部的染料產(chǎn)品以固體的形式 析出，降低了廢水中有機(jī)污染物的含量，降低了廢水處理難度；而且，pH值的調(diào)整，也提高 了轉(zhuǎn)晶質(zhì)量。
[0030] 本發(fā)明采用分段調(diào)節(jié)pH值和溫度分段控制相結(jié)合，充分利用了中和過程中產(chǎn)生 的熱量，降低后續(xù)轉(zhuǎn)晶過程需要的能耗，進(jìn)一步降低了能耗投資；另一方面，也是最重要方 面，在調(diào)節(jié)pH值過程中，進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳郎?，保證體系中的染料顆粒在析出的同時即可進(jìn)行 初步的轉(zhuǎn)晶，當(dāng)pH值調(diào)節(jié)完畢后，轉(zhuǎn)晶溫度可直接升溫至目標(biāo)溫度，不需要分段升溫，同時 也提1? 了轉(zhuǎn)晶效率。
[0031] 為最終得到質(zhì)量更好的晶體產(chǎn)品，作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)晶溫度為55~90,轉(zhuǎn)晶時 間可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整，一般為30~150min。
[0032] 作為另一種優(yōu)選的方案，所述后處理過程包括過濾和水洗，收集過濾母液水和洗 滌水，直接濃縮回收硫酸鹽?；厥樟蛩猁}過程中，不需要預(yù)先的脫色或脫除有機(jī)物處理，降 低了回收能耗?；厥樟蛩猁}過程中收集的冷凝水和結(jié)晶母液又可作為染料洗滌水和反應(yīng)底 水回收。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0034] (1)本發(fā)明采用在偶合反應(yīng)完成后，轉(zhuǎn)晶操作前，將體系的pH值調(diào)整為5~7,避 免染料產(chǎn)品中酯基的水解，提高了染料產(chǎn)品的產(chǎn)率，同時降低了廢水中有機(jī)物的含量，進(jìn)而 降低了廢水后處理難度。
[0035] (2)本發(fā)明采用pH值分段調(diào)整和溫度分段控制，保證染料產(chǎn)品全部從反應(yīng)體系中 析出，同時避免染料產(chǎn)品的水解和分解，同時，通過溫度控制，保證體系中染料顆粒在中和 過程中即可進(jìn)行初步的轉(zhuǎn)晶，提高了最終晶體質(zhì)量。
[0036] (3)本發(fā)明采用pH值分段調(diào)整和溫度分段控制相結(jié)合，充分利用了中和反應(yīng)產(chǎn)生 的熱量，降低了能量浪費(fèi)，同時轉(zhuǎn)晶過程中，可直接升溫至最終的轉(zhuǎn)晶溫度，無需階段升溫， 在節(jié)省轉(zhuǎn)晶時間的同時，降低了轉(zhuǎn)晶能耗。
[0037] (4)采用本發(fā)明的制備方法，降低了洗滌水用量，同時產(chǎn)生的廢水可直接用于硫酸 鹽的回收，無需廢水預(yù)處理操作，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化處理。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 實(shí)施例1 :
[0039] 在重氮釜內(nèi)依次投入98%硫酸（質(zhì)量百分比濃度，下同）2000kg、28% (質(zhì)量百分 比濃度，溶劑為硫酸，下同）的亞硝酰硫酸2370kg，開啟冷凍鹽水?dāng)嚢杞禍?，慢慢投入鄰?對硝基苯胺900kg，加畢，5°C以下，保溫至反應(yīng)完全，備用；
[0040] 向偶合釜內(nèi)加入冰水30000kg，平平加10kg，尿素30kg，然后再加入上述重氮液進(jìn) 行稀釋，控制溫度在〇~5°C，加畢慢慢加入1710kg N，N-二乙酰氧乙基-間乙酰氨基苯胺， 保溫至終點(diǎn)合格后，開始加入氨水溶液（質(zhì)量百分比濃度為15 % )，調(diào)節(jié)體系pH值至5. 0~ 6. 0,然后再升溫至60~65°C，攪拌轉(zhuǎn)晶1小時，待染料轉(zhuǎn)晶后進(jìn)壓濾機(jī)壓濾、水洗至中性， 得到167紅玉分散染料濾餅，母液水收集后用于硫酸銨的制備，167紅玉分散染料中染料組 分的結(jié)構(gòu)式如下：
[0041]
[0042] 實(shí)施例2 :
[0043] 在重氮釜內(nèi)依次投入98%硫酸1000kg、28%的亞硝酰硫酸3150kg，開啟冷凍鹽水 攪拌降溫，慢慢投入對硝基苯胺900kg，加畢，5°C以下，保溫至反應(yīng)完全，備用；
[0044] 向偶合釜內(nèi)加入底水15000kg，加入25kg平平加和735kg N，N-二乙酰氧乙基-間 乙酰氨基苯胺，打漿2小時后，挖碎冰降溫然后加入上述重氮液，加畢0~5°C保溫6小時， 檢測終點(diǎn)合格后，開始加入氨水溶液（質(zhì)量百分比濃度為18%)調(diào)節(jié)體系pH值至6.0~ 7. 0,然后再升溫至65~70°C，攪拌轉(zhuǎn)晶1小時待染料轉(zhuǎn)晶后進(jìn)壓濾機(jī)壓濾、水洗至中性，得 到74大紅分散染料濾餅，母液水收集后用于硫酸銨