几种常见的分散染料上

几种常见的分散染料上

4分散染料的发展4.1绿色环保涂料的开发4.1.1染料检测方法1994年7月15日，德国政府宣布了《第二部分条款》。六个问题的分散剂中含有暴露于芳胺的六个，影响最大的是分散的黄rgf（c.i.分散的黄23）。它由分散在红色3b和分散在蓝色2ln中的三个原材料组成。国内生产厂家超过40家,当时年产量3000t,最高产量5000t,它是受到致癌芳胺4-氨基偶氮苯作为重氮组份而被禁用的。生产工艺简单,系双偶氮分散染料,结构式:自2005年正式实施的GB18401-2003国家强制性标准后,染料生产厂和染料应用企业足够重视,2009~2010年间,纺织品服装出口检出固禁用染料不合格产品只占1%左右。但是,市场上仍有分散黄RGFL。2013年,上海出现“毒校服”,发现黑色布料上存在分散黄RGFL,这是由于不法染料生产商钻了检测方法的空子。过去使用§35LMBG、B82.02~1998和EN14362:2003检测方法,在还原裂解预处理时,因保险粉用量多,pH为弱酸性,还原温度高,2个偶氮基全部裂解,导致检不出。目前,广泛采用德国§64LFBG、B82.02-9SEP2006,保险粉为原来的1/3,pH=10,还原温度40℃,为温和还原,4-氨基偶氮苯可以局部保留C.I.分散黄23的代用品在1996年前已初步确定为3个类型。(1)双偶氮型,Foron黄RD-RGFL和分散黄棕3GL(C.I.分散橙29)。均为SE型染料,耐日晒色牢度达7级,耐升华色牢度明显提高,提升力和遮盖性好,染色工艺适应性强。(2)喹啉酞酮型,C.I.分散黄54、C.I.分散黄64(分子结构见前述)。这类染料色光鲜艳,和各种分散染料有良好的配伍性,属低温型分散染料。(3)吡啶酮型,以吡啶酮作为偶合组分,有C.I.分散黄134、黄114和黄221(分子结构见前述)。吸收强度高,耐碱性差。染色pH应控制在5以下。Oeko-TexStandard100的2003年修订版将9只染料列入致癌染料。其中,分散染料有C.I.分散蓝1、C.I.分散黄3和C.I.分散橙11,都是FIAT764的品种,是老旧淘汰产品,不需代用品。4.1.3偶氮分散染料Oeko-TexStandard100的2004年修订版规定有20只致敏分散染料。其中,最重要的是C.I.分散橙(或橙37,分子结构相似),它与C.I.分散紫93和C.I.分散蓝291复配形成产量最大的分散黑EX-SF300%。它的主要代用品为C.I.分散橙61。C.I.分散橙61与之化学结构很相近,因为Br代替Cl,色相偏红,竭尽率、提升力、相容性、覆盖性、染色参数相依性和染色牢度比较接近。其他取代染料还有C.I.分散橙163、橙29、橙30和橙44等。另外,有3只蓝色分散染料列为致敏染料。它们是C.I.分散蓝102、106、124,都是以2-氨基-5-硝基噻唑作为中间体的重氮组分代用品同样是2-氨基-5-硝基噻唑作为重氮组分的偶氮类分散染料。据日本特开昭58-215455(1982年申请)。比C.I.分散蓝106具有更好的染浴稳定性和提升力。又据日本特开昭59-91152(1982年申请)的染料:它比C.I.分散蓝106具有更好的耐热性和pH稳定性。另据日本特开晒59-12970(1982年申请)的染料:蒽醌类分散染料以其色光鲜艳和优良的耐晒色牢度在染料市场占有一定的优势。用量较大的C.I.分散红(分散红3B/FB)和C.I.分散蓝56(分散蓝2BLN)是传统的低温型色泽鲜艳的红色和蓝色分散染料。但是,它们的发色强度低(克分子消光系数),合成工艺复杂,而且存在废气、废液和废渣,造成严重的环境污染。因此,这类染料的取代是必然的,先从以上2只分散染料着手。根据资料推荐,一般都用芳胺类或杂环类单偶氮结构的分散染料取代。例如:以上4只分散染料的耐晒色牢度为6~7级,达到蒽醌类分散染料水平,水洗褪色牢度5级,沾色牢度4~5级或5级。噻二唑重氮组分的红色单偶分散染料与以上4个单偶氮红色分散染料相比,具有更鲜艳、更耐光的特性,发色强度(摩尔消光系数)更大。例如,C.I.分散红338的摩尔消光系数为5.5万L/(mol·cm),而多数蒽醌类分散染料的摩尔消光系数只有1.3~1.4万L/(mol·cm),前者为后者的4倍左右。它们是由2-氨基-5-硫乙基噻二唑重氮化后与不同组分偶合而成。用来取代蓝色蒽醌结构的分散染料如C.I.分散蓝56、C.I.分散蓝60和C.I.分散蓝73等。以上3只蓝色单偶氮染料的重氮组分都在重氮基乙或2,6位上引入氰基,改进了耐晒和耐升华色牢度,色泽向红移,而且摩尔消光系数大大提高,显示优异的发色强度。C.I.分散蓝337的摩尔消光系数达到7.2万L/(mol·cm),要比蓝色蒽醌结构的分散染料高3倍左右。近年,又开发了苯并二呋喃酮的红色与蓝色分散染料,具有很高的摩尔消光系数,比C.I.分散红60高3倍左右。耐日晒、耐洗色牢度较好,耐热迁移性也好,染色后不需要还原清洗。x为给电子基时是蓝色苯并二呋喃分散染料,分子结构如下。5复配增效作用20世纪70年代,在科研和生产中多组分分散染料越来越引起人们的注意。在某些情况下,复配染料的色光、色牢度和应用性能均优于单一组分的分散染料。这种能提高色牢度和应用性能的作用称为复配增效作用。多组分复配分散杂料是指色相接近、化学结构大体相同的分散染料的混合物,但不包括染料制备过程中产生的副产物。5.1复配染料的组分(1)2种分散杂料混合在一起,利用两物质在特定的比例下存在最低共熔点的特性,可改善热溶染色温度的敏感性,降低热溶温度,使上染率曲线趋于平坦,有利于匀染性,也有利于竭染匀染和提高染料对纤维的亲和力,具有更好的染色性能。这2种染料混合在一起,在涤纶纤维中形成最低共熔点,独立结晶,区别于2种分散染料混合后形成混晶。例如:(2)分散染料上染聚酯纤维时,符合物质在2种溶剂间的分配定律,即在染色介质中的染料和进入纤维的染料之间存在平衡关系。从分配定律可知,2种不同的染料对聚酯上染饱和值有一定的加和性,2种不同的染料在一起,各自的饱和值等於单一染料染色时的数值。利用这种特性,几种结构相似而又不同的染料在一起染色可使上染的染料总量增加,得到较深色泽,从而提高染料的固色率和提升率。(3)化学结构相似或不同的分散染料,其最高吸收波长接近或者略有差异,如果复配得好,会使颜色相互补充,使复配染料色泽丰满。(4)由于2种物质混合可以改变熔点及蒸汽压,就可按人们的要求,改善染料的耐升华色牢度和耐热迁移性能。早期的复配分散染料例如分散蓝BBLSN(C.I.分散蓝165∶2,ResolinBlueBBLSN)(1972年DE2234465),是因为分散蓝BBLS(C.I.分散蓝165),色光艳丽、提升力高,耐日晒和耐升华色牢度都较好,适用于纯涤纶高温高压染色和涤/棉热熔轧染。但缺点是上染曲线较陡,不利于匀染。拼了一个结构相似的组分,即在偶合组分的N-二乙基上增加了一个N-二丙基,改进了上染快的缺点,提升力也比单一组分高出30%。C.I.分散蓝73(分散蓝S-BGL,DisperseBlueS-BGL)是一个双组分复配染料,染浴的适宜pH为3~9,在染色和印花中能耐弱碱,色光鲜艳,各项色牢度较好,在酷纤和锦纶上染色,其色光与涤纶相似。分子结构如下。2个不同结构的新杂环红色发色体分散染料复配组成一个新品种,如下列分子结构式。5.2中温型se型分散染料低温型(E型)分散染料匀染性好,但耐升华色牢度差,“老三样”(分散黄RGFL,红3B,蓝2BLN)属于这一类。高温型(S型)分散染料耐升华色牢度好,但匀染性差,“新四样”(分散黄棕S-2RFL,红玉S-2GFL,蓝S-2GFL,藏青H-GL)属于这一类,另一缺点是固色率低,例如分散蓝S-2GFL的固色率只有70%左右。因此,分散染料的发展倾向于提高固色率、匀染性和遮盖性,符合这些要求最好的是中温型(SE型)分散染料。中温型染料的染色质量好,上染曲线平坦,热熔轧染染色温度可稍降低,耐升华色牢度一般。中温型分散染料有单一染料。如ForonBlueSE-2R(C.I.分散蓝183)、ForonRedSE-ST(C.I.分散红152),也有许多是复配而成的。(1)ForonYellowSE-R是由3个染料拼混:ForonBrillYellowS-5GL(C.I.分散黄126),ForonBrillYellowE-3GFL(C.I.分散黄54),ForonYellowE-RGFL(C.I.分散黄23)(已禁用)。但并非是由E型和S型染料拼混成SE型染料。(2)ForonNavyBlueSE-BL:蓝色主组分ForonBlueSE-ZR(C.I.分散蓝183),ForonBrillOrangeE-RL(C.I.分散橙25),少量分散黄RGFL和ForonBlueS-BGL(C.I.分散蓝73)。(3)DianixNavyBlueZR-SE:耐日晒色牢度为5~6级,熨烫褪色5级,沾色4~5级,水洗褪色5级,沾色5级。5.3foron系列染料20世纪60年代,溢流染色机问世,竭染染色中染液和布料由静态变为动态,升温速度加快,染色周期缩短。70年代以来,能源危机席卷世界,出现了小浴比快速染色技术,而且浴比正在进一步缩小。国家规定浴比>10∶1的设备要被淘汰,随之研发了快速染色的分散染料。日本化药公司(Kayaku)根据从界面移染理论(InterfacialMigration,简称IM),从现有的分散染料中筛选出一套快速型染色用分散染料。分散染料进行高温高压竭染染色时,从理论上讲,染色速率主要取决於染料向纤维内部的扩散速率,而且也与染料对纤维的亲和力有很大的关系。在染色体系中,染料染浴相被吸收转移到纤维相,这种趋势的推动力称为亲和力。如果染料在染浴的化学位M如果无限提高吸附速率,这种染色不匀情况更易发生,其结果只能延长保温时间,从而减慢整个染色过程。从快速染色所需染料来考虑,应选择那些化学位M移染率(IM)=C/B×100%,式中,B为染色织物经移染试验后残留的染料量;C为白布经移染试验后上染的染料量。日本化药公司从KayalonPolyester染料109个品种中筛选出IM>60的单一染料:KayalonPolyesterYellowBRL-S(C.I.分散黄163)、YellowBrown3RL200(C.I.分散橙37)、Ruline3GL-S(C.I.分散红258)、RulineGL-SE(C.I.分散红73)和NavyBlue2G-SF200(C.I.分散蓝270)。Clarint公司的Foron系列染料中筛选出来的单一品种有ForonYellowRD-4GRL(C.I.分散黄235)、RulineRD-GFL等。但是,大部分快速型分散染料都是多种染料拼混而成的。例如:(1)ForonOrangeRD-2RL:分散橙S-2RFL(C.I.分散橙30)、MiketonPolyesterOrangeSF(C.I.分散橙49)。(2)ForonRulineRD-FGL:分散红玉SE-GFL(C.I.分散红73)、分散红玉FL(C.I.分散红72)、分散红S-3GL(C.I.分散红177)。(3)ForonScarletRD-2GL:分散大红S-GFL(C.I.分散红54)、分散大红S-BWFL(C.I.分散红74)、分散红3GL(C.I.分散红177)。(4)ForonBlueRD-RFL:分散深蓝HGL(C.I.分散蓝79)、分散蓝BBLS(C.I.分散蓝165)。(5)ForonNavyRD-2RE:(6)ForonNavyRD-2RL:分散黄棕S-2RFL(C.I.分散橙30)、分散藏青S-2GL(C.I.分散蓝79)、ForonSE-2R(C.I.分散蓝183)。(7)ForonBlackRD-SE:ForonNavyRD-2RE、ForonScarletS-3GFL(C.I.分散红54)。(8)ForonBlackRD-RL:分散黄棕S-2RFL(C.I.分散橙30)、分散红玉S-2GFL(C.I.分散红167)、分散蓝SE-2R(C.I.分散蓝183)、分散藏青S-2GL(C.I.分散蓝79)。利用这些拼混染料在不同温度的上染性能而达到快速均匀杂色,染色时间可缩短2/3。从这些染料可以看出,大都不是新的分子结构,不少是从现在使用的传统分散染料中甚至是淘汰的分散染料中筛选出来的。龙盛集团的EE系列也是一类快速型分散染料。20世纪80年代,聚酯纤维差别化之一的超细纤维得到开发并进入市场。超细涤纶纤维除具有普通聚酯纤维的洗可穿、尺寸稳定性等特点之外,还兼有天然纤维手感柔软、悬垂性好的优点。由于超细纤维不同于常规纤维,在织造和染整加工过程中都要求特殊处理,对染料和助剂的要求也不同。由于超细纤维的比表面积非常大,并随纤度变细而增大(见图3),使纤维表面不规则的漫反射增加,染色物表观给色量(K/S值)直线下降,见图4和图5,图5中染色条件为130℃×30min,浴比1∶50,C.I.分散蓝73。染色深度下降,同样,深色所用染料成倍增加。不同纤度染色时,纤维吸收染料的速度也不同。在相同染色条件下,同一种染料,上染速度随单丝纤度变细而加快,见图6。从图6可见,上染速率随单丝纤度变细而加快,造成染色不匀。纤维的纤度微细化使比表面积增大,与外界接触面也大,吸收的染料量增加。故使用同一种染料染成同一深度,染色牢度有所下降,特别是深浓色,色牢度一般下降0.5~1.0级,尤以耐光及耐升华色牢度随纤度下降较多,