一种有效减缓沉淀的分散染料浆料及制备方法与流程

本发明属于染料合成
技术领域：
，具体是涉及一种有效减缓沉淀的分散染料浆料及制备方法。
背景技术：
：由于合成纤维的产量逐年增加，分散染料是目前发展最为迅速的染料之一。目前，分散染料成品主要有干粉和液态浆料两种形式，而液态浆料由于运输成本高、浆料放置易变质等问题，限制了其大范围的应用推广。分散染料液态成品浆料，放置易变质的原因主要有以下几点：首先，放置过程中，染料发生霉变或变质，染料或者染料的表面被氧化，染料的分子结构发生变化，从而染料的色光发生变化。其次，分散染料的粒径分布不均，使浆料在存放的过程中，容易发生聚集，这种聚集有大颗粒与大颗粒之间的聚集(即大颗粒的自聚集)，小颗粒与小颗粒之间的聚集(即小颗粒的自聚集)，还有就是大颗粒与小颗粒之间的聚集，这种大颗粒与小颗粒之间的聚集频率最大。原本均匀分散的大小颗粒，在发生聚集后，形成了更大的颗粒，这样长时间放置之后，大的颗粒在重力作用下就容易慢慢沉降，从而使浆料发生沉淀。为清晰展示出沉淀的过程，画出了如图1中所示的浆料沉淀过程示意图。从图1中可以看出，成品浆料因为机械物理作用(搅拌)和分散剂的分散作用，使得颗粒大小不一的染料颗粒均匀的分散在水溶液里，形成了较为稳定的胶体悬浮液。申请人通过对本公司150％LB分散黑浆成品粒径分析，其中90％的颗粒大小在1.076um，另有10％的颗粒粒径在1.076um和3.81um之间。正因为这些较大颗粒的存在，使得浆料在静置储存的过程中，发生聚集，形成了更大的更难分散于水溶液的染料颗粒，这些大的颗粒慢慢的沉积在底部，形成粘稠的沉淀物，而颗粒较小的染料颗粒则分布在中上层，形成染料清液。对静置半年，充分沉淀后的分散染料黑浆进行粒径分析，其中，上层清液中染料的粒径100％在0.5um及以下，而底部沉淀浆料的粒径90％在1.442um，另有10％在1.442um和61.01um之间。可见，染料明显发生聚集，颗粒明显变大，平均粒径也有较大提升，这就使得染料胶体悬浮液稳定性下降，染料颗粒难以均匀分散在溶液中。最后，分散剂的种类及用量，浆料中无机盐等杂质的影响，以及浆料的pH、含固量以及温度等或直接或间接的影响。技术实现要素：本发明提供了一种有效减缓沉淀的分散染料浆料及制备方法，该方法的使用能够较大的提升分散染料液态浆料的储存性能，同时提高了染料的染色性能。一种有效减缓沉淀的分散染料浆料，含有分散染料组分总重量的0.05～0.5倍的尿素，以及分散染料组分总重量0.6～6倍的分散剂。一种减缓分散染料浆料沉淀的方法，将分散染料组分、分散剂、尿素和水混合后，用砂磨机进行研磨分散，调节色光和强度后制成成品浆料；或者，将染料组分、分散剂和水混合后，用砂磨机进行研磨分散，在研磨的过程中或者后期调节分散染料浆料色光和强度过程中加入尿素，最后制成成品浆料。所述分散染料组分为下式所示化合物中的一种或多种：式中，R1为-NO2等吸电子基；R2、R3为相互独立的H或-Cl、-Br、-CN、-CF3、-NO2、-COOR8等吸电子基，进一步优选为H或-Cl、-Br、-CN、-CF3、-NO2；R4、R5为H或烷基(进一步优选为C1-C4的烷基，更进一步优选为CH3、乙基)、烷氧基(进一步优选为C1-C4的烷氧基，更进一步优选为-OCH3、-OCH2CH3)、-NHCOR9(进一步优选为-NHCOCH3和-NHCOCH2CH3)等供电子基；R6、R7为烷基、烷氧基或一个H被-OH、-CN、-Ph等基团取代的烷基，进一步优选为C1-C4烷基或C1-C4烷氧基或C1-C4烷基上一个H被-OH、-CN、-Ph等基团取代；更进一步优选为烯丙基、乙基、氰乙基、苄基；R8、R9分别为独立的烷基，进一步优选为C1-C4的烷基，更进一步优选为甲基、乙基。所述分散染料组分进一步优选为如下化合物的一种或多种：本发明采用在制备分散染料浆料的过程中加入尿素，可有效减缓分散染料的沉淀。一方面，尿素对分散染料具有增溶作用，减小了分散染料颗粒的平均粒径，提升了分散染料浆料的储存稳定性；另一方面，尿素中的羰基较容易与分散染料分子形成氢键，在染料分子的表面形成一层很强的水化层，从而破坏了染料聚集体中分散染料离子之间的氢键，使染料的溶解度提升而难于聚集。尿素可以放在染料、分散剂和水研磨之后加入，在染料、分散剂和水研磨之后加入尿素的量为尿素加入总量的0～100％。也可与染料先混合，后同时研磨。作为优选，进行研磨分散前加入尿素。避免尿素后续加入对染料颗粒的溶解性的不利影响。其中，分散剂为萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸盐、烷基萘磺酸甲醛缩合物。如甲基萘磺酸甲醛缩合物(分散剂MF)、萘磺酸甲醛缩合物(扩散剂NNO)、苄基萘磺酸甲醛缩合物(扩散剂CNF)、木质素磺酸钠(木质素85A、83A)等。本发明所述的一种有效减缓分散染料浆料沉淀的方法，是将分散染料、分散剂、尿素和水以一定比例混匀后，砂磨机研磨，微粒子化为浆状。其中，分散剂与染料组分总和的重量之比为0.6～6:1，进一步优选为0.6～0.9:1，尿素与染料组分总和的重量之比为0.05～0.5:1。进一步优选为0.1～0.5:1，更进一步优选为0.4～0.5:1；水与原染料的重量之比为0.1～1.2:1。为进一步保证染料浆液的稳定性，可通过进一步控制体系的pH实现，作为优选，控制浆料的pH值为6～8.5，进一步优选为6～7。作为优先，所述分散染料组分包括式(I-1)所示化合物、式(I-2)所示化合物、式(I-9)所示化合物、式(I-10)所示化合物；进一步优选的重量百分比组成为：式(I-1)所示化合物：5％～15％；式(I-9)所示化合物：15％～25％；式(I-9)所示化合物：35％～50％；式(I-10)所示化合物：10％～30％。作为另一种优选，所述分散染料组分包括式(I-3)所示化合物、式(I-4)所示化合物、式(I-10)所示化合物、式(I-11)所示化合物。进一步优选的重量百分比组成为：式(I-3)所示化合物：5％～15％；式(I-4)所示化合物：15％～25％；式(I-10)所示化合物：35％～50％；式(I-11)所示化合物：10％～30％。当分散染料组分选择式(I-1)、(I-2)、(I-9)、(I-10)组成的分散染料时，作为优选，所述尿素与染料组分总和的重量之比为0.1～0.5:1，进一步优选为0.1～0.3:1；所述pH值优选为6～7。当所述分散染料组分包括(I-3)、式(I-4)、式(I-10)、式(I-11)所示化合物时，作为优选，所述尿素与染料组分总和的重量之比为0.1～0.5:1，进一步优选为0.4～0.5:1；所述pH值优选为7～9。采用本发明的方法，得到的分散染料液态染料，上染率高，染深性好，各项染整牢度优良，与普通的商品分散染料浆料相比，染料颗粒聚集沉淀的速度明显降低，拥有更好的储存稳定性。本发明中，尿素的加入可明显提升浆料的离心稳定性。同时尿素的加入使染料颗粒的粒径分布曲线左移，降低了染料颗粒的平均粒径，增溶作用明显。尿素增溶有效延缓了分散染料黑浆静置后染料颗粒的聚集沉淀，提高了分散染料浆料的储存性能。同时，尿素的加入也在一定程度上改善了分散染料浆料的染色性能。对推广液态分散染料的使用有着重要的应用意义。附图说明图1为分散染料浆料沉淀示意图。图2为测试沉淀度的装置示意图。图3为尿素加入前后分散染料浆料后的沉淀度与静置天数关系示意图。图4为尿素加入前后分散染料浆料的粒径分布曲线。图5为实施例10和实施例17制备得到的分散染料浆料的吸光度检测结果图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。本发明一种有效减缓分散染料浆料沉淀的方法，所特别优选的几只分散染料分别为：式(I-1)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散蓝291：1#；式(I-2)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散蓝291：2#；式(I-3)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散蓝291#；式(I-4)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散蓝改进291#；式(I-5)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散橙25#；式(I-6)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散橙30#；式(I-7)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散橙44#；式(I-8)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散橙61#；式(I-9)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散橙288#；式(I-10)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散紫93:1#；式(I-11)为浙江迪邦化工有限公司生产的分散紫93#；其中染料组分优选浙江迪邦化工有限公司生产的式(I-1)、式(I-2)、式(I-9)和式(I-10)以一定的比例混拼，分散剂优选浙江迪邦化工有限公司生产的分散剂MF。为了用数据较为直观的展示分散染料浆料沉淀的不同程度，在大量实验的基础上，引入“沉淀度”的概念，即分散染料浆料的沉淀程度。解释如下：以放置一定时间后，距离容器最上层浆料液面1cm处浆料浓度损失的百分比来表示。其中：沉淀度为0：分散染料浆料一直处于搅拌状态，浆料的浓度始终不变；沉淀度为1：即100％，分散染料浆料放置一定时间段后，上层完全澄清，固体颗粒全部沉淀，上层为清水状态，即上层的分散染料浓度为0％。如图2所示，沉淀度的检测方法如下：以一定量体积(50ml)的密封PET瓶为容器，加入一定高度的浆料(即确定体积不变)，密封放置一定时间后，测试距最上层浆料液面1cm处的分散染料的浓度并与刚调制好成品放置时浆料的染料浓度对比，从而计算出沉淀度，以此较为直观的展示出浆料的沉淀程度。实施例1～3不加尿素，选取分散染料和分散剂研磨后，调成分散染料成品浆料，实验数据根据表1：表1沉淀效果检测将上述实施例1～3制得的分散染料浆料，静置一定时间后，按上述介绍的方法测试沉淀度，结果见表2：表2实施例沉淀度％/7天沉淀度％/30天沉淀度％/60天145.4980.1783.17230.5267.3373.43318.0454.6468.54由表2的测试结果可以看出，分散剂的量对分散染料浆料的沉淀速度影响明显，随着分散剂用量的增加，沉淀度减小，浆料的沉淀明显放缓。且分散染料浆料在静置的一周时间内，沉淀速度较快，三十天后基本完全沉淀，六十天后沉淀基本停止。所以，需要浪费大量的分散剂，分散染料浆料才能达到所需的稳定性要求。实施例4～9不加尿素，选取分散染料和分散剂研磨后，用磷酸调节浆料的pH值，制成分散染料成品浆料，实验数据根据表3：表3沉淀效果检测将上述实施例4～9制得的分散染料浆料，静置一定时间后，按上述介绍的方法测试沉淀度，结果见表4：表4实施例沉淀度％/7天沉淀度％/30天沉淀度％/60天444.7881.6883.94540.1882.2184.46639.1579.3982.65743.4680.1485.15846.1884.8686.33948.8585.288.32分散染料成品浆料的pH值一般为7～8，过高和过低均会影响浆料的储存性能和使用性能，从表4的沉淀度测试结果可以看出，不同pH值的分散染料浆料沉淀速度相差不大，且在第一个星期内，沉淀了近一半，一个月内，沉淀基本完成，两个月后沉淀稳定。实施例6的沉淀度相对较低，即浆料的pH值为6～7左右时，防沉效果较好，而再继续调低浆料的pH，防沉效果不明显，反而沉淀略有加快。实施例10～17将分散染料、分散剂、尿素混合研磨后，调制成分散染料成品浆料，实验数据根据表5：表5沉淀效果检测将上述实施例10～17制得的分散染料浆料，静置一定时间后，按上述介绍的方法测试沉淀度，结果见表6：表6实施例沉淀度％/7天沉淀度％/30天沉淀度％/60天1043.8379.8586.041139.8978.9685.811235.4177.6585.131326.2176.9684.81425.1371.2282.271521.3764.6679.12167.8546.8376.42176.5840.1675.18由表6的沉淀度检测结果可以看出，随着尿素量的增加，分散染料成品浆料的沉淀速度明显减缓，且尿素的量越高，沉淀速度越慢。当尿素的量占染料量的40％左右时，浆料沉淀速度明显减缓，特别是一个月内浆料的沉淀速度，两个月后的沉淀速度也明显降低，沉淀度降低了10％左右。可见，尿素的加入可有效抑制分散染料浆料的沉淀，防沉效果明显，而且大大节省了分散剂使用量。选择实施例10、实施例13、实施例15和实施例16，两个月内的沉淀状况，见图3。从图3可以看出，尿素的加入，有效的抑制了分散染料浆料的沉淀，尤其是极大的减缓了分散染料第一个星期内的沉淀速度。按照与实施例10～17相同的方法制得的分散染料浆料，不同之处在于：最后利用pH调节剂将分散染料浆料的pH值调整到6～7；实验证明，沉淀7天后的沉淀度进一步降低，均在30％以下。浆料粒径分析选择实施例10、实施例13和实施例16对分散染料的粒径进行了分析，见图4。由于尿素的增溶作用，使得分散染料在水溶液中的溶解度增大，染料颗粒部分溶解，如图4所示，染料的粒径分布曲线左移明显，颗粒的平均粒径明显减小，降低了染料颗粒之间相互聚集的概率，因此减缓了浆料沉淀的速度。离心稳定性分析选择实施例10和实施例17离心2min后进行吸光度检测，见图5所示。曲线b表示加入约50％尿素离心2min后的分散染料浆料紫外吸收光谱曲线，从图5中可以看出，加入尿素的分散染料浆料离心后吸收强度明显增大，离心稳定性增强。浆料上染率分析在分散橙288、分散紫93:1以及分散蓝291:3(由分散蓝291:1和分散蓝291:2拼色得到)加入质量分数50％尿素后，分散橙288的上染率提高2.08％-2.19％，分散紫93:1的上染率提高0.73％-1.1％，分散蓝291:3的上染率提升0.72％-0.99％。当前第1页1 2 3