Способ получения структурно-окрашенных аминосмол

 

Использование: отделка волокнистых материалов. Сущность изобретения: структурно-окрашенные аминокислоты получают конденсацией бензогуанамида с формальдегидом при нагревании в присутствии сульфаниловой и салициловой кислот при мольном соотношении бензогуанамина, сульфаниловой и салициловой кислот 1: 0,5 - 1,5 соответственно, затем вводят щелочь и краситель в количестве 7 - 14 % от массы бензогуанамина; краситель - анионный. При этом получают экологически чистые смолы (содержание свободного формальдегида составляет 0,1 - 0,4 %) улучшенного качества. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения конденсационных полимеров альдегидов с двумя мономерами, содержащими водород, связанный с азотом, и может быть использовано при отделке волокнистых материалов.

Известен способ получения структурно-окрашенных аминосмол поликонденсацией смеси гексаметилендиамина и карбамида в присутствии 0,0005 - 0,6% аминопроизводных антрахинона при 250^oC в течение 2 6 ч, причем в зависимости от природы антрахинонового компонента аминосмолы окрашены в красный, красно-оранжевый или желтый цвет [1] Недостатками данного способа являются высокая температура конденсации, что требует наличия сложного оборудования, и ограниченный ассортимент получаемых окрасок.

Наиболее близким к изобретению является способ получения окрашенных аминосмол путем конденсации меламина и формальдегида, взятых в соотношении 1: 6 в присутствии красителя. По данному способу формальдегид предварительно нейтрализуют до pH 7,5 8,0, затем вводят меламин и краситель в количестве 15 25 мас. меламина и конденсацию проводят в течение 20 25 мин при 75 - 80^oC [2] Недостатком указанного способа является относительно низкое количество полученной смолы из-за большого количества несвязанного красителя и свободного токсичного формальдегида, содержащихся в готовом продукте, что ограничивает использование этих смол в промышленности.

Задача изобретения получение экологически чистых, структурно-окрашенных аминосмол и улучшение их качества.

Задача решается тем, что в способе получения структурно-окрашенных аминосмол путем конденсации аминосоединения с формальдегидом в присутствии анионного красителя и щелочи при нагревании в качестве аминосоединения используют бензогуанамин, и конденсацию ведут в присутствии сульфаниловой и салициловой кислот при их мольном соотношении 1:0,5 1,5 соответственно, а краситель вводят в количестве 7 14 мас. бензогуанамина, после полного растворения всех компонентов.

Содержание красителя в реакционной смеси в пределах 7 14 обусловлено возможностью реакции между амино- и метилольными группами продуктов конденсации аминосоединений и красителя.

Время введения красителя в реакционную систему обусловлено тем, что процесс образования метилольных производных бензогуанамина сопровождается переходом нерастворимого соединения в раствор. При этом образуются олигомерные продукты взаимодействия бензогуанамина, формальдегида, сульфаниловой и салициловой кислот, содержащие в своем составе реакционноспособные группы, которые вступают во взаимодействие с амино- и метилольными группами модифицированного формальдегидом красителя.

При этом свободный формальдегид, содержащийся в реакционной системе, выбирается более полно, что приводит к улучшению экологических характеристик окрашенных бензогуанаминоформальдегидных олигомеров ОБГАФ.

Использование салициловой кислоты в процессе поликонденсации позволяет повысить текучесть смолы и предотвратить ее желатинизацию за счет улучшения поверхностно-активных свойств продуктов олигомеризации, что способствует увеличению срока хранения готового продукта и улучшает его технологические свойства.

Необходимо строго выдерживать мольное соотношение бензогуанамина, сульфаниловой и салициловой кислоты, равное 1:0,5 1,5, поскольку это влияет на экологические характеристики БГАФолигомера, в частности на содержание свободного формальдегида, а также на качество продукта. Так, при снижении количества сульфаниловой кислоты в реакционной смеси уменьшается растворимость олигомера в воде вплоть до образования осадка, увеличение количества сульфаниловой кислоты свыше 0,5М приводит к снижению молекулярной массы продуктов конденсации и потере пленкообразующих свойств. Снижение количества салициловой кислоты сказывается на уменьшении содержания основного вещества в олигомере, а больший расход не обеспечивает требуемой вязкости БГАФолигомера.

Расход красителя менее 7% не обеспечивает получения насыщенных цветов окрашенных материалов. Увеличение расхода красителя свыше 14% приводит к тому, что часть несвязанного в полимерной матрице красителя не только не улучшает цветовые характеристики ОБГАФ, но склонен к миграции. Кроме того, это являеся нецелесообразным с экономической точки зрения.

Пример 1. В реактор загружают 50 г бензогуанамина, 22,3 г сульфаниловой кислоты, 55 г салициловой кислоты и 54 мл 37-ного раствора формальдегида. pH смеси при перемешивании доводят с помощью 10-ного раствора щелочи до значения 8,0 8,5. Реакционную массу нагревают до полного растворения компонентов, через 30 минут после этого вводят 3,5 г красителя черного С, устанавливают температуру 80 85^oC и продолжают конденсацию в течение 120 мин.

Продукт после охлаждения до комнатной температуры представляет собой текучую жидкость черного цвета.

Пример 2. Технология синтеза аналогична примеру 1 с тем отличием, что расход красителя анионного красного составляет 7 г. Продукт после охлаждения представляет собой жидкость красного цвета.

Пример 3. Синтез проводили по примеру 1, однако, расход красителя кислотного коричневого 2К составлял 5,25 г. После охлаждения реакционной массы до комнатной температуры получен продукт-жидкость коричневого цвета.

Пример 4. Синтез проводили по примеру 1, но с тем отличием, что расход красителя анионного голубого уменьшен до 2,5 г.

Пример 5. Синтез проводили по примеру 2, с тем отличием, что расход красителя увеличен до 7,5 г.

Аналитические показатели полученных окрашенных бензогуанамино-формальдегидных смол представлены в таблице. В той же таблице приведены колористические характеристики ОБГАФ.

Доказательством структурного окрашивания смолы является сдвиг максимальной длины волны поглощения (λ_max) окрашенного продукта по отношению к красителю, что обусловлено изменением характера цепи, связанной с хромофорной группой. Так, для продуктов окрашенных с применением красителя черного С (пример 1), максимум поглощения смещается в длинноволновую область на 33 нм, для олигомеров, окрашенных красителем черным Н (пример 5) на 8 нм, окрашенных красителем анионным красным (пример 2) на 20 нм.

Образование окрашенных осадков при обесцвечивании водных растворов ОБГАФ олигомеров также служит доказательством встряхивания молекулы красителя в цепочку олигомера.

Формула изобретения

Способ получения структурно-окрашенных аминосмол путем конденсации аминосоединения с формальдегидом в присутствии анионного красителя и щелочи при нагревании, отличающийся тем, что в качестве аминосоединения используют бензогуанамин и конденсацию ведут в присутствии сульфаниловой и салициловой кислот при их мольном соотношении 1 0,5 1,5 соответственно, а краситель вводят в количестве 7 14% от массы бензогуанамина после полного растворения всех компонентов.

РИСУНКИ

Рисунок 1