本发明涉及活性染料技术领域，尤其涉及一种活性黑色染料的制备方法。
背景技术：
活性黑KN-B，即C.I.活性黑5(C.I.20505)，是一种应用广泛，生产量大的双活性偶氮染料，此染料的优点是价格便宜，具有较好的直接性和匀染性，湿处理牢度较好，符合环境要求。目前几乎所有的黑色染料的藏青组份都是以C.I.活性黑5为主，其含量占三原色70％以上。
目前的活性黑染料KN-B主要合成过程包括如下步骤：(1)对位酯在玻璃钢反应釜内和冰水混合物冰磨20个小时，然后将盐酸、亚硝酸钠溶液加入到对位酯进行重氮化反应得到对位酯重氮盐；(2)重氮反应完成后加入工艺量H酸干粉，反应7小时候取样测酸偶终点，终点到后加入一定量小苏打调pH为中性，得到最后的浆料KN-B去喷雾干燥。此制备方法反应周期长，冰使用量大；对位酯重氮盐和H酸干粉反应物料粘稠，传质效果差，造成偶合反应不彻底；对位酯重氮盐与H酸干粉反应时间长并且搅拌困难，十分耗时耗电；而且由于对位酯重氮盐容易在加热条件下分解，因此不能采用单独加热的方法提高反应效率。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种一种活性黑染料的制备方法，该制备方法减小了制备过程中的能耗，缩短了反应时间，并且反应效率高，得到的活性黑染料的强度和含固量更佳。
为达到上述目的，本发明提供如下的技术方案。
一种活性黑色染料的制备方法，包括如下步骤：
S1.在对位酯中加入水和冰进行打浆，所述对位酯、水和冰的质量比为1：0.35～0.45：1.0～1.2，得到对位酯浆液；
S2.向所述步骤S1中得到的对位酯浆液中加入盐酸和亚硝酸钠水溶液进行重氮反应，所述盐酸的质量百分比浓度为25％～35％，所述亚硝酸钠水溶液的质量百分比浓度为25％～35％，得到重氮液；
S3.向所述步骤S2中得到的重氮液中加入H酸干粉和磺酸类分散剂进行偶合反应，反应完成后经后处理得到所述的活性黑色染料；
在偶合反应的起始阶段，通入蒸汽对偶合反应液进行加热升温。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中的打浆过程在包裹有保温材料的反应锅中进行；所述的保温材料为岩棉、聚氨酯、硅酸铝、硅酸钙、橡塑海绵、泡沫玻璃、复合硅酸盐中的一种。通过加入保温材料，使得对位酯冰磨及重氮化反应节省了冰的用量，从而使染料的含固量得到了提高，最终节约了喷雾干燥的成本。保温材料最优选择是聚氨酯，聚氨酯材料作为反应锅保温材料，完全隔绝了反应体系与环境的传热效应，节约了对位酯打浆20小时期间冰的损耗，从而提高了染料的含固量和染料合成成本。
步骤S1中，打浆的温度控制在0℃以下。步骤S2中，所述的重氮反应的温度为8℃以下，得到的重氮液在进行偶合反应之前的温度控制在8℃以下，所述的亚硝酸钠和盐酸的用量相对于对位酯为微过量即可。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，所述的磺酸类分散剂为分散剂MF、分散剂NNO、分散剂S、分散剂DDA、分散剂MS、分散剂CS中至少一种。采用这些分散剂时，分散效果较佳，反应效率高，反应能耗少。考虑到耐酸性和成本以及反应效果，分散剂MF和NNO效果最好，它吸附于H酸固体颗粒的表面，降低了液-固之间的界面张力，提高对位酯重氮盐与H酸反应的传质效果，传热效果和减低物料粘度，从而使酸偶反应更加彻底。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，所述的磺酸类分散剂的用量为对位酯质量的1％～1.4％。这样既不影响分散剂的效果，也不会对染料后续应用带来不良影响。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，当偶合反应液的温度升至13℃-22℃时，停止通蒸汽。
作为本发明的进一步改进，当偶合反应液的温度升至13℃-16℃时，停止通蒸汽。
作为本发明的进一步改进，偶合反应液的升温时间为20分钟～30分钟。
酸偶反应时间由于分散剂的加入和蒸汽升温，缩短在4-6小时即可完成。偶合反应完成后所述的后处理过程如下：加入小苏打调pH＝7.0，继续搅拌2小时，得到活性黑色染料。
本发明的有益效果是：活性黑KN-B染料的合成都是使用玻璃钢反应釜，工业生产对位酯投料量大，需要将对位酯和冰块通过搅拌打浆冰磨分散。此过程需要20小时，消耗了大量的冰，尤其是夏天。通过对玻璃钢 反应锅外表面裹上聚氨酯等保温材料，单锅生产节约冰15％-20％。单锅生产含固量提高3％-5％。从而染料合成陈本大大降低，此法值得推广。活性黑KN-B染料合成第二步酸偶反应，通过添加阴离子分散剂,降低了物料的粘稠度，增加了对位酯重氮盐和H酸干粉的传质效果和传热效果，同时人为蒸汽升温，控制酸偶温度快速到达理想温度，极大的加速了酸偶反应，酸偶反应时间由原来的7小时缩短到4-6小时，缩短了染料活性黑KN-B的合成时间使酸偶反应更加彻底，同时所得染料的强度和收量上升。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明公开了一种活性黑色染料的制备方法，包括如下步骤：
S1.在对位酯中加入水和冰进行打浆，所述对位酯、水和冰的质量比为1：0.35～0.45：1.0～1.2，得到对位酯浆液；
S2.向所述步骤S1中得到的对位酯浆液中加入盐酸和亚硝酸钠水溶液进行重氮反应，所述盐酸的质量百分比浓度为25％～35％，本实施例中优选30％，所述亚硝酸钠水溶液的质量百分比浓度为25％～35％，本实施例中优选30％，得到重氮液；
S3.向所述步骤S2中得到的重氮液中加入H酸干粉和磺酸类分散剂进行偶合反应，反应完成后经后处理得到所述的活性黑色染料；
在偶合反应的起始阶段，通入蒸汽对偶合反应液进行加热升温。
作为本实施例的进一步优化，所述步骤S1中的打浆过程在包裹有保温材料的反应锅中进行；所述的保温材料为岩棉、聚氨酯、硅酸铝、硅酸钙、橡塑海绵、泡沫玻璃、复合硅酸盐中的一种。通过加入保温材料，使得对位酯冰磨及重氮化反应节省了冰的用量，从而使染料的含固量得到了提高，最终节约了喷雾干燥的成本。保温材料最优选择是聚氨酯，聚氨酯材料作为反应锅保温材料，完全隔绝了反应体系与环境的传热效应，节约了对位酯打浆20小时期间冰的损耗，从而提高了染料的含固量和染料合成成本。
步骤S1中，打浆的温度控制在0℃以下。步骤S2中，所述的重氮反应的温度为8℃以下，得到的重氮液在进行偶合反应之前的温度控制在8℃以下，所述的亚硝酸钠和盐酸的用量相对于对位酯为微过量即可。
作为本实施例的进一步优化，所述步骤S3中，所述的磺酸类分散剂为分散剂MF、分散剂NNO、分散剂S、分散剂DDA、分散剂MS、分散剂CS中 至少一种。采用这些分散剂时，分散效果较佳，反应效率高，反应能耗少。考虑到耐酸性和成本以及反应效果，本实施例中分散剂优选MF和NNO，它吸附于H酸固体颗粒的表面，降低了液-固之间的界面张力，提高对位酯重氮盐与H酸反应的传质效果，传热效果和减低物料粘度，从而使酸偶反应更加彻底。
作为本实施例的进一步优化，所述步骤S3中，所述的磺酸类分散剂的用量为对位酯质量的1％～1.4％。本实施例中优选1.2％，这样既不影响分散剂的效果，也不会对染料后续应用带来不良影响。
作为本实施例的进一步优化，所述步骤S3中，当偶合反应液的温度升至13℃-22℃时，停止通蒸汽。
作为本实施例的进一步优化，当偶合反应液的温度升至13℃-16℃时，停止通蒸汽。本实施例中优选15℃。
作为本实施例的进一步优化，偶合反应液的升温时间为20分钟～30分钟，本实施例中优选25分钟。
酸偶反应时间由于分散剂的加入和蒸汽升温，缩短在4-6小时即可完成。偶合反应完成后所述的后处理过程如下：加入小苏打调pH＝7.0，继续搅拌2小时，得到活性黑色染料。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。