一種耐遷移紅色染料、制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐迀移紅色染料、制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，偶氮類染料在工業(yè)上應(yīng)用十分廣泛，它是分子中含有一個(gè)或多個(gè)偶氮基發(fā) 色基的染料。但是偶氮染料在應(yīng)用中還存在不耐高溫、價(jià)格較高、耐迀移性不夠好的技術(shù)問 題。
[0003] CN102516795A的發(fā)明專利公開了一種藍(lán)色染料的制備方法，包括兩次重氮化反 應(yīng)，將第一重氮產(chǎn)物與1-萘酚-5-磺酸溶液和丁酮混合進(jìn)行第一次偶合，然后將第二重氮 產(chǎn)物與N，N-二乙基-間羥基苯胺反應(yīng)得到第二偶合產(chǎn)物，將第一偶合產(chǎn)物與鉻化試劑進(jìn)行 絡(luò)合反應(yīng)，得到第一絡(luò)合產(chǎn)物，將所述第一絡(luò)合產(chǎn)物與所述第二偶合產(chǎn)物混合，進(jìn)行第二次 絡(luò)合反應(yīng)，得到非對(duì)稱藍(lán)色染料。但是這種制備方法比較麻煩，成本較高。
[0004] 除此以外，米用2-氨基_5_硝基苯酸（CAS: 121-88-0)、2_氨基苯酸_4_橫酰胺 (CAS: 98-32-8)、3- (4, 5-二氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺（CAS: 89-29-2) 等物質(zhì)制備偶氮染料的情況，也鮮有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種耐高溫、價(jià)格低廉、耐迀移性好的 紅色染料、制備方法及應(yīng)用。
[0006] -種耐迀移紅色染料的制備方法，包含下列步驟：
[0007] (a)重氮反應(yīng)
[0008] al)把2-氨基-5-硝基苯酚、2-氨基苯酚-4-磺酰胺加入水中，邊攪拌邊加入液 堿，維持液體pH = 12. 5-13,攪拌至2-氨基-5-硝基苯酚、2-氨基苯酚-4-磺酰胺完全溶 解；
[0009] a2)將亞硝酸鹽水溶液與鹽酸混合得到混合溶液，降溫至0_5°C，于此溫度下，將 步驟al)得到的溶液滴加至該混合溶液中，在0_5°C中進(jìn)行重氮化反應(yīng)，得到重氮產(chǎn)物；所 述滴加時(shí)間為1-2小時(shí)；
[0010] 此處將步驟al)得到的溶液滴加至混合溶液中，是為了在0-5°C更好更容易的進(jìn) 行重氮化反應(yīng)。
[0011] 其中，2-氨基-5-硝基苯酚、2-氨基苯酚-4-磺酰胺、亞硝酸鹽、鹽酸中氯化氫四 者的物質(zhì)的量之比為I. 〇 :1. 6 :2. 8 :12. 3 ;
[0012] (b)偶合反應(yīng)
[0013] 將步驟（a)所得到的重氮產(chǎn)物溫度調(diào)節(jié)至10_20°C，于此溫度下，將由3-(4, 5-二 氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺、液堿和水混合而成的溶液加入步驟（a) 所得到的重氮產(chǎn)物中進(jìn)行偶合反應(yīng)，得到偶合產(chǎn)物；其中，3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧 代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺和液堿中氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為1. 0:4. 1-4. 5 ;所述 3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺與2-氨基-5-硝基苯酚的物 質(zhì)的量之比為3. 2-3. 5:1.0 ;
[0014] (c)將堿式硫酸鉻與步驟（b)所得的偶合產(chǎn)物進(jìn)行鉻合反應(yīng)；其中，堿式硫酸鉻與 2_氨基-5-硝基苯酚物質(zhì)的量之比為2. 9:1. 0 ;
[0015] ⑷鉻合反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)后，將鉻合反應(yīng)所得到的產(chǎn)物與由甲酸、正十三胺和水混合 而成的混合液反應(yīng)；其中，甲酸和正十三胺的物質(zhì)的量之比為15. 7 :1. 0 ;正十三胺與2-氨 基-5-硝基苯酚物質(zhì)的量之比為I. 7:1. 0 ;
[0016] (e)反應(yīng)完成后，過濾，取濾渣干燥即可。
[0017] 上述反應(yīng)都是在反應(yīng)容器中，在攪拌的條件下進(jìn)行的。
[0018] 本發(fā)明由于步驟（C)在偏酸性條件下不反應(yīng)，故不用帶酸性鉻化物參與反應(yīng)。試 驗(yàn)中，采用硫酸鉻等物質(zhì)來代替本發(fā)明中的堿式硫酸鉻，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)根本不能進(jìn)行。
[0019] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟（a)中：鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%;亞硝酸鹽水溶液為 質(zhì)量分?jǐn)?shù)是20-25%的亞硝酸鈉水溶液；所述步驟al)中攪拌時(shí)間為30-60分鐘；所述步驟 al)中水的質(zhì)量與2-氨基-5-硝基苯酚的質(zhì)量比為100-113:1 ;所述步驟a2)重氮化反應(yīng) 的時(shí)間為2-4小時(shí)。
[0020] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟（b)中：反應(yīng)溫度為10-20°C ;液堿為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30 %的氫氧化鈉；溶液中水的質(zhì)量（包含液堿中的水）與3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧 代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺的質(zhì)量比為48-58 :1。一般偶合反應(yīng)的時(shí)間為2. 5-5小時(shí) 即可。
[0021] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟（c)中：鉻合反應(yīng)的溫度為135-142Γ ;反應(yīng)時(shí)間為5-6 小時(shí)。將溫度設(shè)置為135-142Γ，是因?yàn)闇囟鹊陀?35°C時(shí)反應(yīng)不完全，溫度高于142°C會(huì) 有副反應(yīng)，影響物質(zhì)的純度。在反應(yīng)溫度中，優(yōu)選137-13%~，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)速度 快，副產(chǎn)物少。
[0022] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟（d)的具體過程為：鉻合反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)后，降溫至 50-55Γ，于此溫度下，將由甲酸、正十三胺和水混合而成的混合液滴加至鉻合反應(yīng)所得到 的產(chǎn)物中在50-55°C進(jìn)行反應(yīng)2-3. 5小時(shí)即可；一般滴加時(shí)間為1-1. 5小時(shí)，滴加完成后再 攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，從而總反應(yīng)時(shí)間在2-3. 5小時(shí)之間。之所以選擇將混合液滴加入鉻合 反應(yīng)所得到的產(chǎn)物中，是為了減少副反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而提高生成物的純度，從而染料應(yīng)用時(shí) 效果更好。
[0023] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述由甲酸、正十三胺和水混合而成的混合液中水的質(zhì)量與 甲酸和正十三胺的總質(zhì)量的比為10. 3 :1. 0 ;所述過濾是在常溫下進(jìn)行的。
[0024] 之所以要用由甲酸、正十三胺和水混合而成的混合液與鉻合反應(yīng)后得到的產(chǎn)物反 應(yīng)，是因?yàn)殂t合反應(yīng)所得到的產(chǎn)物，親水性太強(qiáng)，在應(yīng)用中不能很好的與油漆中其他物質(zhì)融 合在一起，接支正十三胺后，可以增強(qiáng)產(chǎn)物的油溶性，進(jìn)而便于應(yīng)用。不僅如此，由于油溶性 增強(qiáng)，產(chǎn)物很容易從水中分離后提取。另外，本發(fā)明也試過采用正十二胺、正十四胺等物質(zhì) 來代替正十三胺，但是制備的產(chǎn)品都不能得到很好的應(yīng)用。例如會(huì)出現(xiàn)不能與氨基樹脂、丁 酮等物質(zhì)很好的融合在一起的問題。
[0025] 另外，由于十三胺在水中不能很好的溶解，因此，加入甲酸使正十三胺溶解。實(shí)驗(yàn) 過程中，也試著采用乙酸等物質(zhì)來代替甲酸，但是最后都不能得到理想的耐迀移紅色染料。
[0026] -種由上述所述的方法制備的耐迀移紅色染料。
[0027] -種由上述所述的方法制備的耐迀移紅色染料在氨基樹脂油漆中的應(yīng)用。其具體 應(yīng)用方法為：將氨基樹脂50份、上述方法制備的耐迀移紅色染料10份、丁酮40份，配成氨 基樹脂油漆即可。具體配制過程可以選擇在常溫下，將氨基樹脂50份、上述方法制備的耐 迀移紅色染料10份、丁酮40份攪拌混合均勻即可。
[0028] 所述油漆可以涂覆于金屬管件等金屬表面上。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0030] 1)本發(fā)明廣品米用2_氛基_5_硝基苯酸、2_氛基苯酸_4_橫醜胺、3_(4, 5_二 氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺等物質(zhì)制備，價(jià)格低廉，國(guó)內(nèi)容易購(gòu)買得 到 (平均100元/KG);而國(guó)外汽巴公司同類產(chǎn)品使用的原料4-特戊基-2-氨基-6-硝基 苯酚（CAS:83488-02-2)，不易采購(gòu)，并且成本較高（500元/KG)。本發(fā)明的產(chǎn)品極大的節(jié)省 了成本。
[0031] 2)本發(fā)明所制備的產(chǎn)品，具有分子量大、酰胺基團(tuán)容易與氨基樹脂在一定溫度下 能形成交鏈結(jié)構(gòu)，且與氨基樹脂油漆中其他物質(zhì)相容性好等優(yōu)點(diǎn)，使得應(yīng)用后，耐迀移性 好。
[0032] 3)本發(fā)明所得的耐迀移紅色染料，可以耐200°C的高溫。
[0033] 4)由于本發(fā)明制備紅色染料工藝簡(jiǎn)單，因此可以極大的節(jié)省成本。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 耐迀移紅色染料的制備方法，包含下列步驟：
[0036] (a)重氮反應(yīng)
[0037] al)把2-氨基-5-硝基苯酚、2-氨基苯酚-4-磺酰胺加入水中，邊攪拌邊加入質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為30%的液堿，維持液體pH = 12. 5-13,攪拌至2-氨基-5-硝基苯酚、2-氨基苯 酚-4-磺酰胺完全溶解；此步驟中水的質(zhì)量與2-氨基-5-硝基苯酚的質(zhì)量比為113:1 ;
[0038] a2)將25%的亞硝酸鈉水溶液與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%鹽酸混合得到混合溶液，降溫至 〇-5°C，于此溫度下，將步驟al)得到的溶液滴加至該混合溶液中，在0-5°C中進(jìn)行重氮化反 應(yīng)，得到重氮產(chǎn)物；所述滴加時(shí)間為1-2小時(shí)；采用滴加的方式，是為了保持溫度為0_5°C， 減少副反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)，滴加時(shí)間不能太長(zhǎng)，太長(zhǎng)也容易有副反應(yīng)發(fā)生。滴加完成后測(cè)定 反應(yīng)終點(diǎn)，終點(diǎn)到后即可。一般滴加時(shí)間為1-2小時(shí)，滴加完成后再攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)即可 完成反應(yīng)，從而總的反應(yīng)時(shí)間為2-4小時(shí)。
[0039] 其中，2-氨基-5-硝基苯酚、2-氨基苯酚-4-磺酰胺、亞硝酸鈉、鹽酸中氯化氫四 者的物質(zhì)的量之比為I. 〇 :1. 6 :2. 8 :12. 3 ;
[0040] (b)將步驟（a)所得到的重氮產(chǎn)物溫度調(diào)節(jié)至10-20°C，于此溫度下，將由 3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化 鈉溶液和水混合而成的混合溶液加入該重氮產(chǎn)物中，在10-20°C的溫度下與步驟（a)所得 到的重氮產(chǎn)物進(jìn)行偶合反應(yīng)，得到偶合產(chǎn)物；將由3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡 唑-1-基）苯磺酰胺、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化鈉溶液和水混合而成的混合溶液加入該重 氮產(chǎn)物中可以米用滴加的方式，一般1-2小時(shí)內(nèi)滴加完成后，隔一段時(shí)間（例如半小時(shí)） 測(cè)定反應(yīng)終點(diǎn)一次，終點(diǎn)到后，再攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)即可。一般偶合反應(yīng)的總時(shí)間（從開 始滴加到反應(yīng)結(jié)束）為2. 5-5小時(shí)。此步驟中，3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡 唑-1-基）苯磺酰胺與液堿中氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為1. 0:4. 5 ;溶液中水的質(zhì)量（包 含液堿中的水）與3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺的質(zhì)量比 為58 :1。此外，3-(4, 5-二氫-3-甲基-5-氧代-IH-吡唑-1-基）苯磺酰胺與步驟（a)中 2_氨基-5-硝基苯酚的物質(zhì)的量之比為3. 2:1. 0。
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