偶氮颜料在分支螺旋管中的连续化制备方法【专利摘要】本发明涉及一种偶氮颜料在分支螺旋管中的连续化制备方法，属于精细化工的【
技术领域：
】。所述制备方法包括以下步骤：(1)芳香胺或杂环芳胺的重氮化反应；(2)偶合反应；以及可选地(3)色淀化；其中至少步骤(2)在分支螺旋管中进行。本发明利用流体在螺旋管中产生的二次流的高效混合及分支结构能改变流体运动轨迹、增加流体的混合表面积来增强混合效果的特性，使两股物料充分接触、混合、反应，具有不需搅拌、产品粒径分布窄、质量稳定性高等优点；不仅实现颜料的连续化生产，而且生产的偶氮颜料，用于制备水性色浆等产品具有更高的着色力和更小的粒径，具有广阔的工业化前景。【专利说明】偶氮颜料在分支螺旋管中的连续化制备方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及精细化工的【
技术领域：
】，更具体地说，本发明涉及一种偶氮颜料在分支螺旋管中的连续化制备方法。【
背景技术：
】[0002]偶氮颜料色谱分布广，是有机颜料的主要大类，产量占有机颜料总产量的40%左右。偶氮颜料在生产过程中涉及偶合反应历程，即重氮盐与芳胺或酚等偶合组份生成偶氮化合物的反应。偶合反应中重氮盐容易分解，尤其是偶合组分是酚类化合物时，往往需要在碱性条件下偶合，在这种条件下，重氮盐分子如果不能在极短时间内和偶合组分分子相碰撞并发生反应，很快就会分解。而常规反应器由于几何尺寸大，不可能做到瞬间混合，造成产品产率降低。并且在常规反应器中，颜料颗粒的生成是随着物料的加入逐渐进行的，这个过程往往持续数十分钟至数小时，由于在不同时间段的反应情况不同，就造成反应中生成的颜料颗粒晶型和粒径都不一致，而且后生成的颜料颗粒可能生长在先生成的颜料颗粒上，造成整个产品的粒径分布很宽，产品色光性质较差，不利于颜料在对粒径和色光有要求的产业方面的应用，如包覆颜料墨水、原液着色用色浆等方面。因此偶氮颜料的常规间歇式反应存在不同批次产品间的产量、粒径和色光性质的差异，产品质量不稳定，急需开发偶氮颜料的偶合连续化生产技术，提升偶氮颜料的产品质量。[0003]连续化技术是指反应物料在流动中进行快速混合并反应，由于反应物的反应条件相同，所以产品性质稳定，可以显著降低批差问题，因此连续化技术在化学合成中占有及其重要的地位。连续化反应器主要包括微反应器与管式反应器两种类型。RobertC.R.Wootton等人用苯胺重氮盐和2-萘酷在微反应器中进行偶合反应连续化，合成了相应的偶氮颜料（On-chipgenerationandreactionofunstableintermediates-monolithicnanoreactorsfordiazoniumchemistry:Azodyes.LabonaChip，2002,2(I):5-7)，但是，微反应器的制作工艺复杂，窄通道增加了通道堵塞的几率，且微反应器的物料处理量小，较难于用于大规模颜料生产。而管式反应器具有结构简单、加工方便、生产能力大、容易实现自动控制、节省动力的特点，是应用较多的一种连续操作反应器，尤其是混合效率较高的螺旋管型反应器。但是对于普通的螺旋管反应器，流体在运动中产生的一对方向相反的二次流漩涡将流体分成了两个封闭的区域，不利于均匀混合（Chaoticanalysisofmixingenhancementinsteadylaminarflowsthroughmultiplepipebends.InternationalJournalofHeatandMassTransfer.2007,50(7)：1238-1247)。中国授权的发明专利CN102618063B公开了一种同时具有缩放结构和螺旋结构的缩放螺旋混合器，连续化合成了水溶性偶氮染料。但缩放结构不适用于偶氮颜料的合成，因为颜料不溶于水，容易在缩放结构处沉降堆积，降低了混合和反应效率。[0004]具有分支结构的混合器（通过增加流动通道的数量来构成分支结构）在结构上不存在产生沉降堆积的混合死区，并可以改变主流体的流动轨迹，提高混合性能(Microstructureforefficientcontinuousflowmixing.Analyticalcommunications.1999,36(6):213-215)。但目前分支混合器主要为平面的分支结构，未见分支螺旋结构的反应器及在此结构反应器中进行连续化反应的相关报道。【
发明内容】[0005]为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种偶氮颜料在分支螺旋管中的连续化制备方法。[0006]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：[0007]-种偶氮颜料在分支螺旋管中的连续化制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)芳香胺或杂环芳胺的重氮化反应；（2)偶合反应；以及可选地（3)色淀化；其特征在于：至少步骤（2)在分支螺旋管中进行。[0008]其中，所述分支螺旋管反应器由螺旋管交叉连接而成，其连接数为10?5000,螺旋管的内径为2?50mm，曲率半径为5?500mm，螺距为5?100mm。作为优选地，连接数为10?3000,内径为2?20mm，曲率半径为5?50mm，螺距为5?50mm。[0009]其中，所述重氮化反应在分支螺旋管中进行，或者不在分支螺旋管中进行。[0010]其中，所述色淀化在分支螺旋管中进行，或者不在分支螺旋管中进行。[0011]其中，当重氮化反应在分支螺旋管内连续化进行时，先将欲重氮化的芳香胺或杂环芳胺溶于盐酸或硫酸或乙酸的水溶液或有机溶剂中，有机溶剂优选N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺，四氢呋喃、二甲基亚砜、乙酸乙酯，将得到的溶液连续泵入分支螺旋管反应器内。同时，将亚硝酸钠或亚硝酰硫酸的溶液连续泵入分支螺旋管反应器内。在混合器内，两股物料不断相互混合并反应，形成重氮盐。[0012]重氮化的胺类包括伯芳胺或苯的多胺衍生物，或者蒽醌胺的衍生物，或杂环芳胺，苯环或杂化芳香胺可以含有取代基的或不含有取代基，含有的取代基可以是以下一种或多种取代基：烷基，烷氧基，齒素，硝基，乙酰胺基，磺酰胺基，烷基羧基，磺酸基或羧基。重氮化的芳胺或杂环芳胺优选2-甲氧基-4-硝基苯胺，4-甲基-2-硝基苯胺，2,5-二氯苯胺，硝基氨基甲苯，4-氯_2_硝基苯胺，4-氨基-甲苯_3_横酸，4-氯苯胺，2,4-二氯苯胺，4-硝基苯胺，3-硝基-4-氨基苯甲醚，2-氯-4-硝基苯胺，2-氨基-苯甲醚-4-磺酰二乙胺，5-氯_2_氨基甲苯，4-氯_2_氨基甲苯，4-硝基-2氨基甲苯，5-硝基-2氨基甲苯，4-硝基-2-氨基苯甲醚，氨基苯甲酸甲酯，2-氯-4-氨基甲苯-5-磺酸，2-氯-5-氨基甲苯-4-磺酸，4-氯苯胺-3-磺酸，苯胺-2,5-双磺酸，2-氯-氨基乙苯基-4-磺酸，1-萘胺，2_萘胺-1-磺酸，5-氨基-6-甲基-苯并咪唑酮，3-氨基-4-甲氧基-N，N-二乙基苯磺酰胺，3-氨基-4-甲氧基苯甲酰苯胺。[0013]其中，在步骤（2)中，将制备好的重氮盐的水溶液与偶合组分的水溶液或悬浮液连续泵入分支螺旋管内，两股物料相互混合并反应；偶氮颜料的偶合反应优先选择在水溶液在进行，但也可使用有机溶剂与水的混合溶剂，有机溶剂优选N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、乙酸乙醋。偶合组分中可以加入表面活性剂，如松香、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺。[0014]其中，偶合组分包括芳基吡唑啉酮、乙酰乙酰苯胺、萘酚及其衍生物，结构如下所示：[0015][0016]【权利要求】1.一种偶氮颜料在分支螺旋管中的连续化制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)芳香胺或杂环芳胺的重氮化反应；（2)偶合反应；以及可选地（3)色淀化；其特征在于：至少步骤（2)在分支螺旋管中进行。2.根据权利要求1所述的连续化制备方法，其特征在于：所述分支螺旋管反应器由螺旋管交叉连接而成，其连接数为10?5000,螺旋管的内径为2?50mm，曲率半径为5?500mm，螺距为5?100mm。3.根据权利要求1所述的连续化制备方法，其特征在于：所述重氮化反应在分支螺旋管中进行，或者不在分支螺旋管中进行。4.根据权利要求1所述的连续化制备方法，其特征在于：所述色淀化在分支螺旋管中进行，或者不在分支螺旋管中进行。5.根据权利要求1所述的连续化制备方法，其特征在于：步骤（1)、步骤（2)和步骤（3)的两个或三个是应用两个或三个分支螺旋管的串联来进行的。6.根据权利要求1所述的连续化制备方法，其特征在于：步骤（1)中，芳香胺或杂环芳胺或其铵盐溶液或悬浮液与重氮化试剂的溶液通过蠕动泵同时连续引入到分支螺旋管反应器中，在分支螺旋管中混合、反应，芳香胺或杂环芳胺或其铵盐溶液或悬浮液的流量为1?90ml/min，重氮化试剂溶液的流量为1?90ml/min。7.根据权利要求1所述的连续化制备方法，其特征在于：步骤（2)中，重氮盐的溶液或悬浮液与偶合组分的溶液或悬浮液通过蠕动泵同时连续引入到分支螺旋管中，在分支螺旋管中混合、反应，重氮盐的溶液或悬浮液的流量为1?90ml/min，偶合组分的流量为1?90ml/min〇8.根据权利要求7所述的连续化制备方法，其特征在于：步骤（2)中，重氮盐的溶液或悬浮液与偶合组分的溶液或悬浮液，在分支螺旋管中利用一个或多个热控制器的方法达到反应温度。9.根据权利要求7所述的连续化制备方法，其特征在于：步骤（2)中，在偶合反应中，在偶合组分中加入碳酸钠或氢氧化钠或缓冲溶液来调节反应液的pH值。10.根据权利要求1所述的连续化制备方法，其特征在于：所述步骤（3)中，含有羧基或磺酸基的偶合反应产物的溶液与金属盐溶液通过蠕动泵同时连续引入到分支螺旋管反应器中，在分支螺旋管中混合、反应，偶合反应产物溶液的流量为1?90ml/min，金属盐溶液的流量为1?90ml/min。【文档编号】C09B67/20GK104479394SQ201410852352【公开日】2015年4月1日申请日期:2014年12月31日优先权日:2014年12月31日【发明者】杜长森,梁栋,卢圣国,梅成国,周华申请人:苏州世名科技股份有限公司