一种黄色活性染料及其制备方法与流程

本发明涉及活性染料，尤其涉及一种黄色活性染料及其制备方法。

背景技术：

1、活性染料因其分子结构中具有可反应性基团(活性基)，能够与纤维素纤维上的羟基或蛋白质纤维上的氨基反应，染色或印花后的织物具有优异的湿摩擦牢度，因此，活性染料广泛用于纤维素纤维和蛋白质纤维的着色。

2、活性染料色光对染料的应用有着重要的影响，特别是对活性染料的艳度要求更高。在活性黄色染料的实际应用过程中，活性染料越黄艳越是受到市场的广泛欢迎。此外，活性染料通常需要在碱性条件下固色，染料的耐碱稳定性也是染料的重要应用性能。

3、目前以吡唑啉酮类化合物为偶合组分的黄色活性染料是活性染料中重要的品种。以吡唑啉酮类偶合组分，以含有乙烯砜硫酸酯活性基的芳胺为重氮组分所制备的kn型活性染料(只含有乙烯砜硫酸酯活性基的染料)可分为两类。

4、第一类是以不含氯原子吡唑啉酮类化合物为偶合组分：即以1-(3’-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮、1-(4’-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮、1-(4’-磺酸苯基)-3-羧基-5-吡唑啉酮等为偶合组分，与含乙烯砜硫酸酯的芳胺为重氮盐所制备的单偶氮类kn型活性染料。该类染料由于偶合组分中缺乏强的吸电子性基团，因此染色织物存在色光不够黄艳的问题。

5、此外，以1-(3’-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮、1-(4’-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮为偶合组分制备的活性染料，由于该类偶合组分只含有1个磺酸基，与含有乙烯砜硫酸酯活性基的芳胺重氮盐反应所制备的染料含有2个阴离子基团(磺酸基和乙烯砜硫酸酯基)，最终染料的耐碱稳定性较差。这主要是因为乙烯砜硫酸酯为暂溶性基团，在碱性条件下会脱去亲水性的硫酸酯基生成疏水性的乙烯砜基，存在耐碱稳定性差的问题，且染料的水溶性会大大降低，从溶液中析出而影响实际应用效果，造成着色织物质量不合格、色光不够黄艳。

6、由于1-(4’-磺酸苯基)-3-羧基-5-吡唑啉酮偶合组分的分子结构中含有羧基和磺酸基两个阴离子基团，与含有乙烯砜硫酸酯活性基的芳胺重氮盐反应所制备的染料含有3个阴离子基团(羧基、磺酸基和乙烯砜硫酸酯基)，使得制备的染料具有良好的耐碱稳定性，但是染色织物色光不够黄艳的问题仍然存在。由此可见，第一类以不含氯原子吡唑啉酮类化合物为偶合组分所制备的活性染料染色织物色光不够黄艳的问题需要从分子结构设计角度考虑来解决。

7、第二类是以含氯原子吡唑啉酮类化合物为偶合组分：即以1-(2’,5’-二氯-4’-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮、1-(2’-氯-4’-磺酸基-6’-甲基苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮等为偶合组分，与含乙烯砜硫酸酯的芳胺为重氮盐所制备的单偶氮类kn型活性染料。该类偶合组分中含有电负性较强的氯原子，最终染料染色织物的色光偏黄艳，但是该类染料存在耐碱稳定性差的问题。这仍然是因为偶合组分只含有1个磺酸基以及与含有乙烯砜硫酸酯活性基的芳胺重氮盐反应所制备的染料只含有2个阴离子基团(磺酸基和暂溶性乙烯砜硫酸酯基)，在碱性条件下会乙烯砜硫酸酯脱去亲水性的硫酸酯基生成疏水性的乙烯砜基而导致。

8、由此可见，如何设计染料分子结构，使其即具有更加艳丽的颜色，也具有高的耐碱稳定性是目前染料和印染企业追求的目标。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种偏黄艳色光高性能黄色活性染料，以解决上述背景技术中提出的黄色活性染料色光不够黄艳和耐碱稳定性差的问题，本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的第一个方面是提供一种黄色活性染料，具有如下结构通式(i)：

4、

5、通式(ⅰ)中，

6、r1为–h、–och3或–ch3；

7、r2为–h、–och3或–so3m；

8、r3为–so2ch2ch2oso3m、–so2chch2、–conhch2ch2so2ch2ch2oso3m、–nhcoch2ch2ch2so2ch2ch2cl或–nhcoch2ch2ch2so2chch2；

9、m为–h或碱金属。

10、在上述第一方面的一种可能的实现中，黄色活性染料的结构通式(ⅰ)中，r1为–h或–ch3；r2为–h、–och3或–so3m；r3为–so2ch2ch2oso3m、–conhch2ch2so2ch2ch2oso3m或–nhcoch2ch2ch2so2ch2ch2cl；m为–h或碱金属。

11、在上述第一方面的一种可能的实现中，黄色活性染料的结构通式(ⅰ)中，r1为–h或–ch3；r2为–h、–och3或–so3m；r3为–so2ch2ch2oso3m；m为–h或碱金属。

12、在上述第一方面的一种可能的实现中，黄色活性染料的结构通式(ⅰ)中，r1为–h或–ch3；r2为–h、–och3或–so3m；r3为–so2ch2ch2oso3m；m为na、k或li。

13、在上述第一方面的一种可能的实现中，黄色活性染料的结构通式(ⅰ)中，r1为–h；r2为–h或–so3m；r3为–so2ch2ch2oso3m；m为na或k。

14、在上述第一方面的一种可能的实现中，黄色活性染料的结构通式(ⅰ)中，r1为–h；r2为–h；r3为–so2ch2ch2oso3m；m为na。

15、本发明的第二个方面是提供一种利用上述黄色活性染料制备的商品化染料，该商品化染料包含以下原料组份，其按质量百分比记为：黄色活性染料75％～85％、扩散剂5％～15％、防尘剂0.1％～0.5％、元明粉5％～15％。

16、在上述第二方面的一种可能的实现中，扩散剂为甲基萘磺酸类甲醛缩合物；防尘剂为水溶性高分子化合物。

17、本发明的第三个方面是提供上述商品染料的应用，该商品化染料用于纤维素纤维的染色和印花；

18、纤维素纤维为含羟基、和/或氮的纤维素纤维。

19、在上述第三方面的一种可能的实现中，纤维素纤维为棉纤维、粘胶纤维或者棉和粘胶纤维混合织物。

20、本发明的第四个方面是提供上述黄色活性染料的制备方法，包括以下步骤：

21、(1)重氮化反应

22、将芳胺类化合物a、碎冰和少量水加入到反应器皿中进行冰磨处理；加入浓盐酸搅拌后，然后滴加亚硝酸钠水溶液，进行重氮化反应；反应结束后，加入氨基磺酸，制得芳胺类化合物的重氮盐b的溶液；

23、

24、(2)偶合反应

25、将偶合组分c的溶液加入到步骤(1)的重氮盐b的溶液中，在0℃～5℃的温度下，ph＝6.0～6.5的条件下反应2h～4h得到偶合产物；

26、

27、(3)烘干处理

28、将步骤(2)中制得的偶合产物在70℃～80℃的温度下进行烘干，研磨，得到最终化合物(ⅰ)所示的黄色活性染料固体粉末。

29、在上述第四方面的一种可能的实现中，步骤(1)重氮化反应中，化合物a与亚硝酸钠溶液的摩尔比为1:1～1:1.02；

30、化合物a与盐酸溶液的摩尔比为1:0.5～1:1.8。

31、和/或，重氮化反应中滴加亚硝酸钠溶液完毕后，继续反应1h～1.5h；

32、和/或，重氮化反应终点通过埃利希试剂进行检测，过量的亚硝酸通过氨基磺酸去除。

33、在上述第四方面的一种可能的实现中，步骤(2)偶合反应中，重氮盐b与偶合组分c溶液的摩尔比为1:0.98～1:1；

34、和/或，用小苏打调控偶合反应的ph值至6.0～6.5之间；

35、和/或，通过渗圈法检测偶合反应，并以重氮盐b的消失为反应终点。

36、与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

37、1、本发明中的活性染料是以1-(2’,5’-二氯-4’-磺酸苯基)-3-羧基-5-吡唑啉酮为偶合组分，以含乙烯砜硫酸酯的芳胺为重氮盐所制备的单偶氮类kn型活性染料。与目前不含氯原子的第一类吡唑啉酮类偶合组分的染料相比，该类染料的偶合组分中含有两个氯原子，由于两个氯原子具有较大的电负性，具有吸电子效应，通常吸电子基团会使染料分子π-π*跃迁能级降低，染料分子的吸收光谱发生红移。由于这两个氯原子在苯环上，离吡唑环有一定的空间距离，且苯环与吡唑环通过单键连接，弱化了电子的传递效应，因此总的结果是使染料分子可见吸收光谱发生轻微的红移现象(约8-10nm)，最终染料染色布样后，染色布样的颜色为染料的反射光谱，由于染料可见吸收光谱发生轻微的红移，反射光谱必然偏黄艳，因此，最终染色织物的色光偏黄艳。

38、2、与第二类含氯原子的吡唑啉酮类偶合组分染料相比，本发明中的黄色活性染料的偶合组分中除含有1个磺酸基外，还含有1个羧基。与含有乙烯砜硫酸酯活性基的芳胺重氮盐后所制备的黄色活性染料含有3个阴离子基团，即使在染色应用时，暂溶性乙烯砜硫酸酯脱去硫酸酯基生成疏水性的乙烯砜基，但是偶合组分中仍然含有羧基和磺酸基这2个阴离子基团，此时这两个水溶性基团也会使染料在水中保持高的溶解性，因此具有优异的耐碱稳定性能。

39、因此，本发明提供的黄色活性染料既满足了染料具有高的耐碱稳定性，也确保了染色织物的色光偏黄艳。