[发明专利]反应性深黑颜料的一锅合成法

说明书

本发明涉及用于制备水性反应性黑颜料混合物的一锅合成法，其包括以下步骤a)至e)：a)将2‑[(4‑氨基苯基)磺酰基]乙磺酸(乙烯基砜对位酯)溶解在水中；b)使用过量的亚硝酸或使用过量的亚硝酸盐和酸将溶解的乙烯基砜对位酯重氮化，从而得到重氮盐和残留的亚硝酸；c)用氨基磺酸淬灭残留的亚硝酸；d)将步骤c)的重氮盐与4‑氨基‑5‑羟基‑2,7‑萘二磺酸(H‑酸)偶联，直到反应完全，从而得到反应性黑颜料5(RB 5)和残留的重氮盐，e)将残留的重氮盐与7‑乙酰氨基‑4‑羟基‑2‑萘磺酸(乙酰基‑J‑酸)偶联，直到反应完全，从而得到反应性橙颜料78(RO 78)；以及f)获得水性反应性黑颜料混合物，其中步骤a)至e)在无中间纯化的情况下进行，至少步骤d)和e)在高剪切混合条件下进行，以及在步骤e)结束时，RB 5和RO 78的组合浓度高于0.1mol/L。

技术领域

本发明涉及用于制备水性反应性黑颜料混合物的一锅合成法以及水性反应性黑颜料混合物用于喷墨印刷的用途。

背景技术

作为π离域的结果，芳基取代的偶氮化合物具有鲜艳的颜色，尤其是红色、橙色和黄色。因此，它们用作染料，通常被称为偶氮染料。

对于纺织品的印刷，已经开发了许多不同的偶氮染料。棉制品通常用反应性染料进行印刷。由于这些染料中存在反应性基团，因此它们能够与棉制品的纤维素中的羟基形成共价键。由于这种键，在洗涤过程中染料保持与纺织品的结合。

通常，偶氮染料通过首先使芳族胺与亚硝酸盐反应形成重氮盐来制备。这种重氮盐然后可以与偶联组分进行偶联从而形成偶氮染料。偶氮染料的浓缩溶液的制备不易，因为所需的重氮化和偶联反应产生非常粘的相，这导致严重的搅拌问题，或甚至使得搅拌完全不能进行。因此，实际上，重氮化和偶联反应通常在稀释的水溶液中进行，仅在这之后才浓缩染料含量。这样导致需要大型的设备和大量的水，之后需要将大量的水除去。从经济和环境的角度来看，这是不合需求的。

当前所使用的合成方法的另一个缺点是在合成过程中使用了大量且多种类型的无机盐，这些无机盐会作为无机杂质残留在染料中。对于作为数字纺织品印刷的油墨的应用，这些盐的存在是不合需求的。这些盐能够沉积在印刷头上，从而导致印刷质量下降。尽管可以例如通过反渗透从染料中很大程度地将盐除去，然而这导致了需要使用昂贵的设备和大量的水的额外工艺步骤。

除了盐以外，通过当前合成方法制备的染料中通常还存在有机杂质，例如得自合成步骤的副产物以及未反应的试剂。可能需要除去这些副产物，这样导致额外的工艺步骤，并且需要附加的材料和设备。即使不需要除去副产物，副产物的形成也是不合需求的，因为它降低了染料的产率。这不必要地增加了所用试剂的成本以达到一定的合成产率。

为了获得特定颜色(例如黑色)的所需色调，众所周知的是混合不同的偶氮化合物。混合物的颜色取决于具体使用的化合物以及它们的相对量。即使相对量略有偏差，例如将两种染料的比例从2.5:1改变为2.4:1，也可能导致人眼容易察觉到的色差。染料的混合物通常通过使独立制备的染料以所需的相对量混合来制备。当然，生产所需的染料混合物需要许多工艺和纯化步骤。所得的染料混合物通常含有盐形式的大量杂质以及有机杂质。

为了使合成更有效率，由无中间纯化步骤的通用单元来制备染料混合物是有利的。在同一反应容器中连续进行的此类反应工艺也被认为是一锅法。早已有这样的描述，即使用重氮组分和偶联组分的适当混合物经由一锅法制备染料混合物。例如，EP 0600322A2公开了这样的一锅法。因为用于合成染料混合物的反应步骤是连续进行的，意味着没有中间纯化步骤，所以减少了分离和纯化步骤的数量。这产生了更简单且更有效率的工艺。染料不必以分开的步骤生产，并且可以跳过按所需比例混合染料的步骤。但是，在这样的组合合成法中，粘性相的形成可能产生甚至更大的影响。

其中，US 5508389描述了向由无中间纯化步骤的通用单元制备染料混合物的反应中添加降粘剂。降粘剂的使用减轻了粘性相形成的问题。但是，这些降粘剂形成了在将染料用于喷墨印刷机之前需要被除去的杂质，因此它们的使用并不满足需求。