Фталимидилазокрасители и их применение

Изобретение относится к дисперсным красителям, включающим N-метилфталимиддиазокомпонент и анилиновый компонент сочетания. Предложен краситель формулы

в которой R обозначает атом водорода или брома, R₁ обозначает водородный атом, метил или -NHCO-C₁-C₄алкил, R₂ обозначает C₁-C₄алкил, замещенный C₁-C₄алкоксигруппой, а R₃ независимо от R₂ имеет любое из значений R₂. Предложена смесь красителей, включающая по меньшей мере один азокраситель формулы (1) и по меньшей мере один азокраситель формулы

в которой R₁ обозначает водородный атом, метил или -NHCO-C₁-C₄алкил, R₂ обозначает C₁-C₄алкил, причем возможно, но необязательно, что алкильная цепь С₂- или с еще большим числом углеродных атомов прерывается кислородным атомом, а R₃ независимо от R₂ имеет любое из значений R₂. Также предложен способ окрашивания или печатания по полусинтетическим или синтетическим гидрофобным волокнистым материалам, в котором краситель формулы (1) или смесь красителей формулы (1) и (4) наносят на такие материалы или вводят в них. Технический результат - дисперсные красители, обеспечивающие окрашивание, характеризующиеся высокой степенью прочности к стирке и к поту. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к дисперсным красителям, включающим N-метилфталимиддиазокомпонент и анилиновый компонент сочетания, к способам получения таких красителей и к их применению при окрашивании или печатании на полусинтетических, а преимущественно синтетических гидрофобных волокнистых материалах, в частности на текстильных материалах.

Дисперсные азокрасители, включающие N-алкилфталимиддиазокомпонент и анилиновый компонент сочетания, известны в течение долгого времени, их используют при окрашивании гидрофобных волокнистых материалов. Однако было установлено, что окрашивание или печатание, осуществляемые с использованием известных в настоящее время красителей, не во всех случаях удовлетворяет современным требованиям, в особенности в отношении прочности к стирке и прочности к действию пота. Следовательно, существует потребность в новых красителях, которые обладают особенно хорошими свойствами прочности к стирке.

Было установлено, что красители в соответствии с изобретением в значительной степени удовлетворяют приведенным выше критериям.

Таким образом, объектом настоящего изобретения являются дисперсные красители, которые обеспечивают окрашивание, характеризующееся высокой степенью прочности к стирке и к поту, и которые, кроме того, обладают хорошими характеристиками накопления в процессах как выбирания красителя, так и "термозоль" и при печатании по ткани. Эти красители приемлемы также для вытравного печатания.

Красители в соответствии с изобретением отвечают формуле

в которой

R обозначает атом водорода или брома,

R₁ обозначает водородный атом, метил или -NHCO-C₁-C₄алкил,

R₂ обозначает C₁-C₄алкил, замещенный C₁-C₄алкоксигруппой,

R₃ независимо от R₂ имеет любое из значений R₂.

R₁ в предпочтительном варианте обозначает -NHCO-C₁-C₄алкил.

С₁-С₄алкил в радикале -NHCO-С₁-С₄алкил представляет собой метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил или трет-бутил, преимущественно метил.

R₂ и R₃ в качестве С₁-С₄алкила каждый независимо друг от друга обозначают метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил или трет-бутил.

R₂ и R₃ в предпочтительном варианте имеют одинаковые значения.

R₂ и R₃ каждый обозначает преимущественно этил.

С₁-С₄алкокси в качестве заместителя С₁-С₄алкила в R₂ и R₃ обозначает, например, метокси, этокси или пропокси, преимущественно метокси.

Особое предпочтение отдают красителям формул

Объектом настоящего изобретения является также способ получения красителей формулы (1) в соответствии с изобретением.

Такие красители получают, например, нитрованием фталимида формулы

при рН в кислом диапазоне, как это изложено, например, на с.459 в Organic Synthesis, Collective Volume 2 (переработанное издание ежегодных томов с Х по XIX), J.Wiley & Sons, последующим алкилированием полученного нитросоединения, например в соответствии с методом, описанным в Journal of Organic Chemistry 32 (1967) на с.1923, параграф 3, и, например, после восстановительной обработки, описанной в Bull.Soc.Chim. de France 1957 на с.569, превращением в промежуточный продукт формулы

С использованием общеизвестных методов этот промежуточный продукт формулы (51) моно- или дигалоидируют и затем полученное соединение в кислой среде диазотируют и проводят реакцию сочетания с соединением формулы

в которой R₁, R₂ и R₃ имеют значения и предпочтительные значения, приведенные выше.

Галоидирование проводят, например, реакцией соединения формулы (51) вначале с ацетатом натрия в уксусной кислоте, а затем с бромом в той же среде с получением соответствующего моно- или дибромированного соединения.

Подобным же образом диазотирование соединения формулы (51) проводят по методу, который известен, например, нитритом натрия в кислой, например включающей соляную кислоту или включающей серную кислоту, водной среде. Однако диазотирование можно также проводить с использованием других диазотирующих агентов, например нитрозилсерной кислоты. В процессе диазотирования в реакционной среде может находиться другая кислота, например фосфорная кислота, серная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, соляная кислота или смеси таких кислот, например смеси пропионовой кислоты и уксусной кислоты. Диазотирование целесообразно проводить при температурах от -10 до 30°С, например от -10°С до комнатной температуры.

Реакцию сочетания диазотированного соединения формулы (51) с компонентом сочетания формулы (52) аналогичным образом осуществляют по известному методу, например, в кислой, водной или водно-органической среде, целесообразно при температурах от -10 до 30°С, преимущественно ниже 10°С. Примерами используемых кислот являются соляная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, серная кислота и фосфорная кислота.

Диазокомпоненты формулы (51) и компоненты сочетания формулы (52) известны или могут быть получены по методу, который известен.

Объектом настоящего изобретения являются также смеси красителей, включающие по меньшей мере один азокраситель формулы (1) и по меньшей мере один азокраситель формулы

в которой

R₁ обозначает водородный атом, метил или -NHCO-C₁-C₄алкил,

R₂ обозначает C₁-C₄алкил, причем возможно, но необязательно, что алкильная цепь С₂- или с еще большим числом углеродных атомов прерывается кислородным атомом, а R₃ независимо от R₂ имеет любое из значений R₂.

Предпочтение отдают смесям красителей, которые включают по меньшей мере один азокраситель формулы (1) и азокрасители формул (5) и (6).

Особое предпочтение отдают смесям красителей, которые включают азокрасители формул (2), (5) и (6).

Азокрасители формул (1), (5) и (6) могут быть получены аналогично известным соединениям с применением общеизвестных методов.

Азокрасители формулы (4), используемые в соответствии с изобретением, получают, например, нитрованием фталимида формулы

при рН в кислом диапазоне, как это изложено, например, на с.459 в Organic Synthesis, Collective Volume 2 (переработанное издание ежегодных томов с Х по XIX), J.Wiley & Sons, последующим алкилированием полученного нитросоединения, например в соответствии с методом, описанным в Journal of Organic Chemistry 32 (1967) на с.1923, параграф 3, и, например, после восстановительной обработки, описанной на с.569 в Bull.Soc.Chim. de France 1957, превращением в промежуточный продукт формулы

С использованием общеизвестных методов этот промежуточный продукт формулы (53) дигалоидируют, а затем в кислой среде диазотируют и проводят реакцию сочетания с соединением формулы

в которой R₁, R₂ и R₃ имеют значения и предпочтительные значения, приведенные выше.

Реакцию с получением готовых красителей проводят замещением обоих атомов брома цианогруппами с применением методов, которые известны, например с использованием CuCN или смесей CuCN и цианида щелочного металла в растворителе, например в диметилформамиде, диметилсульфоксиде, диметилацетамиде, N-винилпирролидоне, сульфолане или пиридине.

Галоидирование проводят, например, реакцией соединения формулы (53) вначале с ацетатом натрия в уксусной кислоте, а затем с бромом в той же среде с получением соответствующего дибромированного соединения.

Подобным же образом диазотирование соединения формулы (53) проводят по методу, который известен, например, нитритом натрия в кислой, например включающей соляную кислоту или включающей серную кислоту, водной среде. Однако диазотирование можно также проводить с использованием других диазотирующих агентов, например нитрозилсерной кислоты. В процессе диазотирования в реакционной среде может находиться другая кислота, например фосфорная кислота, серная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, соляная кислота или смеси таких кислот, например смеси пропионовой кислоты и уксусной кислоты. Диазотирование целесообразно проводить при температурах от -10 до 30°С, например из -10°С до комнатной температуры.

Реакцию сочетания диазотированного соединения формулы (53) с компонентом сочетания формулы (54) аналогичным образом осуществляют по известному методу, например, в кислой, водной или водно-органической среде, целесообразно при температурах от -10 до 30°С, преимущественно ниже 10°С. Примерами используемых кислот являются соляная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, серная кислота и фосфорная кислота.

Диазокомпоненты формулы (53) и компоненты сочетания формулы (54) известны или могут быть получены по методу, который известен.

Смеси красителей в соответствии с изобретением, включающие азокрасители, представленные в настоящем описании выше, могут быть приготовлены, например, просто смешением отдельных красителей, например смешением азокрасителей формул (2), (5) и (6).

Количества отдельных красителей в смесях красителей в соответствии с изобретением можно варьировать в широком интервале, например от 30 до 55 мас.ч., преимущественно от 34 до 50 мас.ч., азокрасителя формулы (1) и от 45 до 70 мас.ч., главным образом от 50 до 66 мас.ч., азокрасителя формулы (4), в пересчете на 100 мас.ч. смеси красителей в соответствии с изобретением.

Предпочтительные смеси красителей в соответствии с изобретением содержат от 34 до 50 мас.% азокрасителя формулы (2), от 25 до 33 мас.% азокрасителя формулы (5) и от 25 до 33 мас.% азокрасителя формулы (6) в пересчете на 100 мас.% смеси красителей в соответствии с изобретением.

Красители и смеси красителей в соответствии с изобретением можно использовать для окрашивания или печатания на полусинтетических, а преимущественно на синтетических гидрофобных волокнистых материалах, главным образом на текстильных материалах. Текстильные материалы, представляющие собой ткани из смешанных волокон, которые включают такие полусинтетические или синтетические гидрофобные волокнистые материалы, можно также окрашивать или на них можно печатать с использованием красителей или смесей красителей в соответствии с изобретением.

Полусинтетические волокнистые материалы, которые при этом принимают во внимание, представляют собой преимущественно, ацетил-2½ целлюлозу и триацетилцеллюлозу.

Синтетические гидрофобные волокнистые материалы состоят преимущественно из линейных ароматических сложных полиэфиров, например из полиэфиров терефталевой кислоты и гликолей, главным образом этиленгликоля, или продуктов реакций конденсации терефталевой кислоты и 1,4-бис(гидроксиметил)циклогексана; поликарбонатов, например поликарбонатов α,α-диметил-4,4-дигидроксидифенилметана и фосгена, и из волокон на основе поливинилхлорида и полиамида.

Обработку волокнистых материалов красителями и смесями красителей в соответствии с изобретением осуществляют в соответствии с известными методами окрашивания. Так, например, волокнистые материалы из сложных полиэфиров окрашивают по методу выбирания красителя с использованием водной дисперсии в присутствии обычных анионоактивных или неионогенных диспергаторов и необязательно обычных вызывающих набухание средств (носители красителей) при температурах от 80 до 140°С. В предпочтительном варианте ацетил-2½ целлюлозу окрашивают при температуре от 65 до 85°С, а триацетилцеллюлозу - при температурах от 65 до 115°С.

Красители и смеси красителей в соответствии с изобретением шерсть и хлопок, находящиеся одновременно в красильной ванне, обычно не окрашивают или обычно только слегка окрашивают такие материалы (очень хорошее резервирование), вследствие чего они могут быть также с успехом использованы при окрашивании тканей из смешанных сложных полиэфирных/шерстяных и сложных полиэфирных/целлюлозных волокон.

Красители и смеси красителей в соответствии с изобретением приемлемы для окрашивания в соответствии с "термозольным" методом, по методу выбирания красителя и методам крашения набивкой.

В таких методах упомянутые текстильные материалы могут находиться в различных технологических формах, например в виде волокон, пряжи или в виде нетканых, тканых или трикотажных полотен.

Красители или смеси красителей в соответствии с изобретением перед применением целесообразно превращать в красильный препарат. Для этого краситель измельчают таким образом, чтобы размер его частиц в среднем составлял от 0,1 до 10 мкм. Измельчение может быть осуществлено в присутствии диспергаторов. Так, например, высушенный краситель измельчают совместно с диспергатором или перемешивают совместно с диспергатором в пастообразном виде и затем сушат под вакуумом или распылением. Приготовленные таким образом препараты после добавления воды можно использовать для получения печатных паст и красильных ванн.

Для печатания используют обычные сгустители, например модифицированные или немодифицированные природные продукты, в частности альгинаты, декстрин, гуммиарабик, кристаллическую камедь, муку царьградского стручка, трагакант, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, крахмал или синтетические продукты, например полиакриламиды, полиакриловую кислоту или их сополимеры или поливиниловые спирты.

Красители и смеси красителей в соответствии с изобретением сообщают упомянутым материалам, в особенности полиэфирным материалам, равномерные цветовые оттенки, обладающие очень хорошими эксплуатационными свойствами прочности, в частности такими, как хорошая светопрочность, устойчивость к термофиксации, устойчивость к плиссировке, стойкость к действию хлора и влагостойкость, например стойкость к действию воды, к поту и стирке; окрашивание в окончательном виде дополнительно характеризуется хорошей устойчивостью к истиранию. Необходимо особо подчеркнуть хорошие свойства прочности достигаемого окрашивания в отношении пота, в особенности к стирке.

Красители или смеси красителей в соответствии с изобретением могут быть также с успехом использованы при получении совместно с другими красителями комбинированных оттенков.

Более того, красители и смеси красителей в соответствии с изобретением также хорошо подходят для окрашивания гидрофобных волокнистых материалов от суперкритического СО₂.

Объектом настоящего изобретения являются вышеупомянутое применение красителей и смесей красителей в соответствии с изобретением, а также способ окрашивания или печатания по полусинтетическим или синтетическим гидрофобным волокнистым материалам, преимущественно текстильным материалам, причем в этом способе краситель в соответствии с изобретением наносят на такие материалы или вводят в них. В предпочтительном варианте упомянутые гидрофобные волокнистые материалы представляют собой текстильные полиэфирные материалы. Другие материалы, которые могут быть обработаны по способу в соответствии с изобретением, и предпочтительные технологические условия можно обнаружить выше в более подробном описании применения красителей в соответствии с изобретением.

Объектом изобретения являются также гидрофобные волокнистые материалы, предпочтительно полиэфирные текстильные материалы, окрашенные или изготовленные печатанием по упомянутому способу.

Кроме того, красители в соответствии с изобретением могут быть использованы в современных процессах копирования, например печатания с использованием термопереноса.

Изобретение проиллюстрировано примерами, приведенным ниже. Во всех случаях, если не указано иное, части являются массовыми и проценты являются массовыми. Температура указана в градусах Цельсия. Массовые части соотносятся с объемными частями так же, как граммы соотносятся с кубическими сантиметрами.

Пример 1

В лабораторный реактор загружают 26,25 г ледяной уксусной кислоты и в течение 3 мин при комнатной температуре вводят 1,67 г соединения формулы

Образовавшуюся зеленоватую суспензию перемешивают в течение 5 мин, а затем в течение 7 мин добавляют 0,54 г 98%-ной серной кислоты; смесь перемешивают в течение 10 мин. Далее в течение 20 мин с охлаждением (при температуре от 15 до 20°С) в реакционную смесь по каплям добавляют 1,86 г 40%-ной нитрозилсерной кислоты и при этой температуре перемешивание продолжают в течение 1 ч. После завершения реакции по каплям в течение 10 мин эту смесь добавляют при температуре от 0 до 5°С в смесь, включающую 6,30 г ледяной уксусной кислоты, 0,58 г 32%-ной соляной кислоты, 11,00 г смеси воды со льдом и 5,00 г водного раствора концентрацией 31,1% соединения формулы

и перемешивают в течение 120 мин. Затем в течение 10 мин добавляют по каплям 15,00 г охлажденной льдом воды; образовавшуюся красную суспензию фильтруют под вакуумом, промывают деионизированной водой и сушат.

В результате получают 2,10 г красителя формулы

который окрашивает сложный полиэфир в красно-коричневый цвет.

Пример 2

1 мас.ч. красителя формулы

в песочной мельнице измельчают совместно с 17 мас.ч. воды и 2 мас.ч. технически доступного диспергатора динафтилметандисульфонатного типа и превращают в 5%-ную водную дисперсию.

С использованием этой композиции по высокотемпературному методу выбирания красителя (при 130°С) осуществляют 1%-ное окрашивание (в пересчете на краситель и подложку) тканого полиэфирного полотна и его восстановительную очистку. Достигнутое таким путем окрашивание в красно-коричневый цвет характеризуется очень хорошими эксплуатационными свойствами прочности, в особенности превосходной прочностью к стирке.

Таких же хороших свойств прочности можно добиться, когда тканое полиэфирное полотно окрашивают в процессе "термозоль" (10 г/л красителя, 50%-ное впитывание раствора из ванны, температура фиксации: 210°С).

Пример 3

1 мас.ч. смеси красителей, включающей 0,42 мас.ч. красителя формулы

0,29 мас.ч. красителя формулы

0,29 мас.ч. красителя формулы

измельчают в песочной мельнице совместно с 17 мас.ч. воды и 2 мас.ч. технически доступного диспергатора динафтилметандисульфонатного типа и превращают в 5%-ную водную дисперсию.

С использованием этой композиции по высокотемпературному методу выбирания красителя (при 130°С) осуществляют 1%-ное окрашивание (в пересчете на краситель и подложку) тканого полиэфирного полотна и его восстановительную очистку. Достигнутое таким путем окрашивание в красно-коричневый цвет характеризуется очень хорошими эксплуатационными свойствами прочности, в особенности превосходной прочностью к стирке.

Таких же хороших свойств прочности можно добиться, когда тканое полиэфирное полотно окрашивают в процессе "термозоль" (10 г/л красителя, 50%-ное впитывание раствора из ванны, температура фиксации: 210°С).

Использовали следующие красящие вещества

Краситель А согласно предложенному изобретению

Краситель В согласно примеру 10 US 3980634

Краситель С согласно примеру 53, US 3980634

1. Устойчивочть к стирке

1 мас.ч. красителя формулы А, В и С соответственно измельчали в песчаной мельнице вместе с 17 мас.ч. воды и 2 мас.ч. имеющегося в продаже дисперсанта динафтилметандисульфонатного типа. В результате получали 5%-ную водную дисперсию.

Используя полученный состав, проводили 1%-ное окрашивание (в расчете на массу красителя и субстрата) смешанного волокна, состоящего из полиэфира и хлопка (1:1), путем высокотемпературного процесса выбирания красителя при температуре 135°С.

Окрашенное волокно подвергали последующей обработке при температуре 60°С без восстановительной очистки.

Затем проводили термическую фиксацию окраски (180°С/30 с).

Устойчивость к стирке определяли в соответствии с методом ААТСС 61 (USA 2А 49°С) путем оценки степени потери цвета (линька), то есть степени окрашивания прежде не окрашенной части волокна в течение процесса стирки.

Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 Прочность к стирке в соответствии с ААТСС 61
Краситель	СА	СО	PA	PES	PAN	WO
А (предложенный)	5	5	4-5	5	5	5
В (известный)	4-5	4-5	3-4	4-5	4-5	4-5
С (известный)	4	4-5	3	3-4	4-5	4
СА: ацетат целлюлозы
СО: хлопок
РА: полиамид
РЕС: полиэфир
PAN: полиакрилонитрил
WO: шерсть

2. Характеристики накопления

В нижеследующей процедуре окрашивания использовали различные количества красителей (А), (В) и (С) для получения окрашивания приблизительно той же насыщенности, которая соответствует стандартной шкале ISO-105-A-1984(E).

Образец полиэфирного волокна (Tersuisse 5-4204) помещали при температуре 80°С в водную красильную ванну с красящим раствором (соотношение 1:20), содержащим Х% (см. ниже) красителя А, В или С соответственно. Температуру ванны поднимали до 135°С в течение 30 минут и проводили окрашивание в течение 30 минут при температуре 135°С. Затем красильную ванну охлаждали до 80°С, после чего окрашенный материал удаляли из красящего раствора, прополаскивали теплой водой и холодной водой и сушили. Насыщенность цвета, приведенную в стандартных единицах интенсивности, оценивали с использованием обычного колориметрического оборудования в соответствии с методикой ISO-105-A-1984(E). Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики накопления
Краситель	Количество используемого красителя SD 1/1	Количество используемого красителя SD 2/1
А (предложенный)	0,42%	0,84%
В (известный)	0,42%	Не достигается
С (известный)	0,63% (насыщение без увеличения накопления)	Не достигается

1. Краситель формулы

в которой R обозначает атом водорода или брома, R₁ обозначает водородный атом, метил или -NHCO-C₁-C₄алкил, R₁ обозначает C₁-C₄алкил, замещенный C₁-C₄алкоксигруппой, а R₃ независимо от R₂ имеет любое из значений R₂.

2. Краситель по п.1, где R₁ обозначает -NHCO-C₁-C₄алкил.

3. Краситель по п.1 или 2, где R₂ и R₃ имеют одинаковые значения и обозначают радикал -СН₂СН₂-ОСН₃.

4. Краситель по п.1 формулы

5. Краситель по п.1 формулы

6. Смесь красителей, включающая по меньшей мере один азокраситель формулы (1) по п.1 и по меньшей мере один азокраситель формулы

в которой R₁ обозначает водородный атом, метил или -NHCO-C₁-C₄алкил, R₂ обозначает C₁-C₄алкил, причем возможно, но необязательно, что алкильная цепь С₂- или с еще большим числом углеродных атомов прерывается кислородным атомом, а R₃ независимо от R₂ имеет любое из значений R₂.

7. Способ окрашивания или печатания по полусинтетическим или синтетическим гидрофобным волокнистым материалам, в котором краситель формулы (1) по п.1 или смесь красителей по п.6 наносят на такие материалы или вводят в них.