Способ получения катионных азокрасителей в жидкой выпускной форме Советский патент 1992 года по МПК C09B29/08 C09B67/34 

Изобретение относится к области ани- линокрасочной промышленности, в частности, к способу получения катионных азокрасителей в жидкой вь пускной форме, применяемых цля крашения волокна нитрон, ленты, объемной пряжи из полиакри- лонитрила, а также для крашения свежесформиооваиного полиакрилонит- рмльного жгута

Известен способ получения катионных красителей в жидкой выпускной форме путем алкилирорания моноэзокрасителя ди- метилсульфэтом в водной среде в присутствии оксида магния, изопропилово- го спирта и г.меси полиэтиленгликолевых эфиров ЭЛКИЛФРНОЛОВ.

Известный способ имеет ряд недостатков: краситель в растворе содержит метил- сульфонат-аиион, магниевую соль метилсерной кислоты, что снижает стабильность растворов при хранении в смесях с другими марками красителей.

Известен способ получения катионных красителей в жидкой форме путем выделения красителя в жидкой форме путем выделения красителя в бикарбонатной форме и растворением в уксусной кислоте.

Способ заключается в том, что раствор красителя после алкилирования моношэок- расителя обрабатывают бикарбонатом натрия до выделения красителя в виде бикарбоната красителя, который отделяют фильтрованием суспензии. Бикарбонат красителя после растворения в уксусной кислоте переходит в более растворимый ацетат красителя.

Недостаток способа - образуются сточные воды после фильтрования бикарбоната красителя, содержащие в своем составе карбонат натрия краситель.

Наиболее близким по существу к предложенному способу является способ получения катионных мокоазокраситолей, заключающийся в алкилировании моно- азокрасителя бензольного ряда окисью пропилена или окисью бутилена при 70 - 75°С в среде водноорганической и минеральной кислоты, например, при мольном соотношении моноазокрасителя на основе 2,6 дих- лор-4-нитроанилина уксусной кислоты

сл

с

00

hO

сл

00

окиси пропилена и воды, равном 1 : 7,9 : 88: :4,6 соответственно. В качестве кислотных добавок используют серную, соляную кислоты, в качестве растворителя - бутанол, ди- метилформамид.

Недостатком этого способа является низкая выбираемость растворов красителей волокном нитро - из-за содержания большого количества органического растворителя и минеральной кислоты.

Целью изобретения является получение жидкой формы катионных азокрасителей с хорошей выбираемостью и исключение сточных вод, нарушающих экологию.

Поставленная цель достигается тем. что в известном способе получения красителей в жидкой форме обработкой моноазосоеди- нения окисью алкилена в среде водных органической и минеральной кислот алкилирование ведут окисью этилена в среде уксусного ангидрида или уксусной кислоты при соотношении моноазосоедйнения. уксусного ангидрида или уксусной кислоты. окиси этилена и воды равном 1 : (3,7 - 4,2): (7,9 - 9,1): (1,5 - 5,9) для моноазокрасителя триазолового ряда; 1 : (10,5 - 11,9): (13,4 - 15,2) : (11,2 - 12,7) дяя моноазосоедйнения бензтиазолового ряда, 1 : (2,8 - 3,5): (4,5 - 6): (13 - 16) для моноазосоединений бензольного ряда.

Пример 1. Получение красителя красного 2 С.

В 9,4 (0,038 Мол) моноазокрасителя

формулы,.,.„.„

-гн5 г

N-C-N N- И

HCV j

N Н

вносят3 мл (0,16 Мол) воды. 15 мл (0,16 Мол) уксусного ангидрида, нагревают до температуры 60 - 65°С и пропускают в течение 5 часов 17,2 мп (0,34 Мол) оксида этилена. Соотношение моноазокрасителя, уксусного ангидрида, оксида этилена, воды 1:4,2:8,9: :4,2 соответственно. Получают 40 г жидкой формы красителя, выбираемость красителя волокном составляет 97% Выбираемость определяли фотометрически по остаточной концентрации красителя в ванне после крашения волокна нитрон.

П р и м е р 2. Получение красителя красного 19.

К 16 г (0,052 Мол) моноазокрасителя формулы

приливают 5.4 мл (0,3 Мол), воды, 21.2 мл (0,22 Мол) уксусного ангидрида, нагревают

до 70 - 75°С, пропускают 24 мл (0,47 Мол) оксида этилена в течение б часов. Соотношение моноазокрасителя, уксусного ангидрида, оксида этилена, воды, 1 : 4,2 : 9 : 5,8 соответственно. Получают 68 г раствора красителя, выбираемость волокном составляет 99%.

П р и м е р 3 (условия прототипа). К 9,4 г ((Х038 Мол) моноазокрасителя формулы

N-C-N N-O-N(C2HS)2

HV

г.

приливают3 мл воды(0,17Мол), 17,5 мл(0,3 Мол) уксусной кислоты, нагревают до температуры 60 - 65°С и пропускают в течение 6-и часов 16,1 мл (0,32 Мол) оксида этилена. Соотношение моноазокрасителя, уксусной кислоты, оксида этилена, воды 1 ; 7,9 : 8,4 : 4,4 соответственно. Получают 46 г жидкой формы, выбираемость волокном составляет 73%.

Пример 12 получения красителя (синего 2К).

В 18,4 г (0,059 Мол) моноазокрасителя формулы

30

ЬКСО

N bHQ-N(

вносят 12 мл (0,66 Мол) воды, 60 мл (0,633 Мол) уксусного ангидрида, нагревают до температуры 70 - 75°С и пропускают в течение 6 ч 40 мл (0,79 Мол) оксида этилена, Соотношение моноязокрасителя, уксусного ангидрида, оксида этилена, воды 1 : 10,5 : 13,4 : 11,2. Получают 120 г жидкой формы красителя, выбираемость волокном составляет99%.

Пример13 (получение красителя синего 0).

В 18,4 г (0,052 Мол) моноазокрасителя

формулы

Н3СО

,АН5

вносят 12 мл (0,66 Мол) воды, 60 мл (0,622 Мол) уксусного ангидрида, нагревают до температуры 70 - 75°С и пропускают в течение 5 ч 40 мл (0,79 Мол) оксида этилена. Соотношение моноазокрасителя, уксусного

ангидрида, оксида этилена, воды 1 : 11,9 : 15,2 : 12,7. Получают 126 г жидкой формы красителя, выбираемость составляет 99%.

П р и м е р 14. Проводят алкилировэние аналогично примеру 13, используя тот же исходный моноазокраситель Соотношение

моноазокрасителя, уксусного ангидрида, оксида этилена, воды 1 : 11,2 : 1-4,3 : 12. Получают 125 г жидкой формы красителя, выбираемость 99%.

П р и м е р 15. Проводят алкилирование аналогично примеру 12, соотношение моноазокрасителя, уксусного ангридрида, оксида этилена, воды 1 : 10 14,3 : 11,9. Реакция не проходит до конца, в реакционной массе остается до 1 % моноазокрасителя.

П р и м е р 16. Проводят алкилирование аналогично примеру 12, соотношение моноазокрасителя уксусного ангидрида, оксида этилена, воды 10 : 10.5 : 13,5 : 11,2.

Реакция не проходит до конца, в реакционной массе остается до 1,5% моноазокрасителя.

Сравнительные данные по получению бензотиазоловых красителей алкилирова- нием оксидом этилена приведены в табл.2.

П р и м е р 23 (получение красителя красного 18).

В 18,93 г (0.05 Мол) моноазокрасителя формулы

OoN

СгН5 N-C2H4N(

вносят 13,3 мл воды (0,74 Мол). 9,04 г уксусной кислоты (0,15 Мол), нагревают при размешивании до 70 - 75°С и пропуска ют 3 часа оксида этилена 11,1 г (0,25 Мол) через реакционную массу, дают выдержку 1 час. Соотношение моноазокрасителя - уксусной кислоты - оксида этилена - воды 1 : 3 : 5 : 14,8. Получают 51,4 г жидкой формы красителя с концентрацией 110%, отвечающей всем требованиям ТУ.

П р и м е р 24. Проводят алкилирование аналогично примеру 23. используя тот же исходный моноазокраситель при Т 65 - 70°С. Соотношение моноазокрасителя, уксусной кислоты,оксида этилена,воды 1 :2,8 : 4,5 : 13. Получают 50 г жидкой формы красителя с колористической концентрацией 115%, отвечающей всем требованиям ТУ,

В жидкой форме содержится 0,6% моноазокрасителя.

Пример 25. Проводят алкилирование аналогично примеру 23, используя тот же исходный моноазокраситель при температуре 70 - 75°С. Соотношение моноазокрасителя, уксусной кислоты, оксида этилена, воды 1 : 3,5 : 6 16. Получают 53 г жидкой формы красителя с колористической концентрацией 105%, отвечающей всем требованиям ТУ . В жидкой форме остается 0,5% моноазокрасителя.

Пример 26, Проводят алкилирование аналогично примеру 23. Соотношение моноазокрасителя, уксусной кислоты, оксида этилена, воды 1 : 2,5 : 4 : 12,5. Получают 48 г

жидкой формы, красителя, в которой содержится 5,7 г исходного моноазокрасителя, т.е. реакция прошла на 70%, и раствор - нестабильный, из него выпадает осадок моноазокрасителя. Колористическая концентрация раствора 77%.

П р и м е р 27, Проводят алкилирование аналогично примеру 23. Соотношение моноазокрасителя, уксусной кислоты, оксида этилена, воды 1 : 4 : 6,5 : 16,5. Получают 54 г

жидкой формы красителя, в которой содержится 3,8 г моноазокрасителя, т.е. реакция прошла на 80%. Колористическая концентрация 83%.

Формула изобретения

1.Способ получения катионных азокра- сителей в жидкой выпускной форме путем взаимодействия моноазосоединения с окисью алкилена в среде водно-органического растворителя при 60 - 75°С в течение 3-6 ч, отличающийся тем, что, с целью повышения выбираемое™ красителя волокном и исключения сточных вод, в качестве моноазосоединения используют моноазосоединение триазолового, бензтиазолового или бензольного ряда, в качестве окиси алкилена - окись этилена и процесс ведут в среде водного уксусного ангидрида или уксусной кислоты при соотношении моноазосоединение : уксусный ангидрид или уксусная кислота: оксид этилена : вода, равном 1 :2,8 - 11,9 : 4,5 - 15,2 : 1.5 -16 соответственно.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при использовании в качестве моноазосоединения триазолового ряда процесс ведут при соотношении моноазосоединение: уксусная кислота окись этилена : вода, равном 1 : 8,7 - 4,2

7,9-9,1 : 1,5 - 5,9 соответственно.

3 Способ по п.1,отличающийся тем, что при использовании моноазосоединения бензтиазолового ряда процесс ведут при соотношении моноазосоединение : ук.сусный ангидрид : окись этилена : вода, равном 1 : 10,5 - 11,9 : 13,4 - 15,2 : 11,2 - 12,7 соответственно.

4. Способ по п.Т, отличающийся тем, что при использовании моноазосоединения бензольного ряда процесс ведут при соотношении моноазосоединение : уксусная кислота : окись этилена : вода, равном 1- 2,8-3,5 4,5 - 6 : 13 - 16 соответственно.

Та б л и ц а 1 Примеры алкилирования моноазокрасителей с разными соотношениями реагентов

Назначение: катионные красители три- азолового, бензтиазолового или бензольного ряда в жидкой выпускной форме для крашения полиакршшитрильного волокна Сущность изобретения: алкилирование мо- ноазокрасителя триазолового, бензтиазолового или бензольного ряда ведут оксидом этилена в среде водного уксусного ангидрида или водной уксусной кислоты, Выбирае- мость красителей волокном повышается до 97-99%, отсутствуют сточные воды. 3 з.п, ф-лы, 2 табл.

Молярное соотношение моноазок расителя, уксусного

ангидрида, оксида этилена,

воды

4 (Получение красителя красного)

5-- 6- (Получение красителя красного)

9 - 10(Получение красителя

красного 19)

11(Получение красителя

красного 20)

Таблица 2

Сравнительные данные по получению бензтиазоловых красителей алкилированием оксидом этилена Сокращение: АК - азокраситель

Качество красителя

:3,7:7,9:1,5

:4,2:8,1:5,9 :3:7,9:1,5

:5:9,1:5,9

:4,2:7,0:1,5 :3.7:9,1:5,9

1:4:8.5-3.7 :3,9:8,5:3,7

Подвижный раствор красителя, выбираемость волокном - 99% То же

Раствор не стабилен при хранении, выпадает осадок Подвижный, стабильный раствор красителя, но выбираемость снижается и составляет 90

Реакция не проходит до конца, в жидкой форме остается исходный моноазокраситель В растворе красителя из-за гидролиза оксида этилена образуется до 35% этиленгликоля, что снижает стабильность раствора при

хранении

Подвижный раствор красителя, выбираемость волокном

99%

Подвижный раствор красителя, выбираемость волокном 97%

Продолжение табл. 2