專利名稱：茜素紅稀土鉻染料制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種屬于金屬絡合染料制備方法技術領域。
背景技術：
金屬絡合染料是染料的主要種類之一，自二十世紀初至今已得到了迅速發(fā)展，它幾乎涉及到了整個染料領域，已用于各種面料的染色，所用金屬離子包括鉻、鈷、銅、鎳、鐵、錳、鋁等，其中以鉻為主，鉻、鈷、銅、鎳是染料及染色織物中嚴格按標準限量的金屬。鉻金屬絡合染料具有遮蓋性好、染色工藝簡單、染品的水洗和日曬牢度好的優(yōu)點；但其染色的不足是顏色暗舊，光澤度差。
自20世紀70年代末陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，稀土化合物在毛、絲綢、棉、麻、合成纖維及皮革等眾多產(chǎn)品的染色中具有良好的助染效果，可增加染色制品的鮮艷度，提高染色牢度，使染樣柔軟，并可提高染料的上染率，節(jié)約染料，減少媒染工藝中的重鉻酸鉀的使用量，減輕鉻的環(huán)境污染。
茜素紅主要用作酸性媒介染料，用于毛、絲織物的媒染染色，牢度好，但染色暗，對織物纖維的損傷大，并有嚴重的鉻(VI)污染。也可作酸性染料，雖然絲綢染色顏色鮮艷，但牢度不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種茜素紅稀土鉻染料的制備方法，它將稀土使染色增艷作用和鉻使染色增牢的作用統(tǒng)一在同一個染料里，制備一種顏色鮮艷、色光飽滿、各項染色牢度達國標的茜素紅稀土鉻染料，以彌補茜素紅媒染工藝、金屬鉻絡合染料染色暗和茜素紅染色牢度差的不足，減輕鉻的環(huán)境污染，簡化稀土使用工藝，提高紡織制品的染色質量。
本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案為一種茜素紅稀土鉻染料制備方法，其特征在于將下列結構式I的茜素紅加熱溶解于水中，用醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5-6，配制成0.02-0.1mol·L-1濃度范圍的茜素紅溶液；按稀土離子、鉻離子與染料茜素紅物質的量的比0.9-1.1∶0.9-1.1∶4.9-5.1或者是2.9-3.1∶0.9-1.1∶10.9-11.1向稀土離子、鉻離子的溶液中加入茜素紅溶液，同時攪拌加熱至沸，反應3-6小時后，冷卻，陳化6-12小時，過濾并水洗，將濾餅在60-85℃下干燥6-12小時，即得深淺略有不同的深紫紅色產(chǎn)品茜素紅稀土鉻染料。

茜素紅結構式I茜素紅染料結構中無結晶水或一個分子的結晶水。
非常有益的是，上述的稀土離子、鉻離子Cr3+與染料茜素紅物質的量的比1∶1∶5或者是3∶1∶11，它使產(chǎn)品染料能獲得良好的染色絲綢效果，它顏色鮮艷，色光飽滿。
所述的稀土離子為鑭元素、釹元素或釔元素的離子即La3+、Nd3+、Y3+。
本發(fā)明中用氯化稀土或者硝酸稀土的濃度為0.1-0.5mol/L范圍來配制稀土離子溶液，氯化稀土或者硝酸稀土可以是氯化鑭、氯化釹、氯化釔、硝酸鑭、硝酸釹、或者硝酸釔。
本發(fā)明中用氯化鉻或硝酸鉻的濃度為0.05-0.2mol/L范圍來配制溶液中鉻離子。
所述的水為蒸餾水或去離子水。
用所制備茜素紅稀土鉻染料進行了絲綢染色，其工藝為剪取適當大小的絲綢一塊，稱取其質量，再按照絲綢質量的1％-4％稱取本發(fā)明的染料。染色前將絲綢放在蒸餾水中，在30℃-50℃的水浴下浸濕10-20分鐘。稱好的染料按浴比1∶30-100(質量)溶于蒸餾水中，用NaAc-HAc緩沖溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值在4.0～5.0之間。放入浸濕的絲綢，在40℃始染，以1℃/min的速度染浴升溫至80-100℃，浸染45-55分鐘，邊染邊不停搖動，染完后降至20℃-50℃取出絲綢，用水充分清洗。該染色工藝簡單，易于工業(yè)化應用。
所得產(chǎn)品染色的絲綢顏色均勻，因稀土或組成的不同為紫紅色到棗紅色，色光飽滿，各項牢度符合GB/T15551-1995標準一等品或二等品的要求(見表1)。
表1茜素紅稀土鉻染料染色絲綢牢度測試結果


*R為茜素紅*牢度級別為1-5，級別越高牢度越好*前面系數(shù)是物質的量比例與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于將稀土使染色增艷作用和鉻使染色增牢的作用統(tǒng)一在同一個染料里，制備一種顏色鮮艷、色光飽滿、各項染色牢度達國標的茜素紅稀土鉻染料，彌補了茜素紅媒染工藝、金屬鉻絡合染料染色暗和茜素紅染色牢度差的不足，提高了絲綢的染色質量，減輕鉻的環(huán)境污染，簡化稀土使用工藝，合成方法簡單易行，反應條件較溫和，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
制備實例1.茜素紅鑭鉻染料115LaCrR的制備(1)配制鑭離子溶液稱取氧化鑭8.15g(鑭的物質的量為0.05mol)，用10ml蒸餾水潤濕，往潤濕的氧化鑭中緩慢加入濃度為3mol·L-1鹽酸，邊加入邊攪拌加熱，使氧化鑭與鹽酸充分反應，直至氧化鑭完全溶解。用0.5mol·L-1濃度的NaOH溶液調(diào)節(jié)鑭離子溶液的pH值到5-6，把所配的溶液定容于500ml的容量瓶中，配成濃度為0.1mol·L-1的La3+離子溶液。
(2)配制鉻離子溶液稱取CrCl3·6H2O 13.32g(鉻的物質的量為0.05mol)，用蒸餾水溶解，用1000ml容量瓶配制成濃度為0.05mol·L-1的Cr3+離子溶液(3)茜素紅染料溶液的配制稱取分子結構中帶有一分子結晶水茜素紅3.60g(0.01mol)，用蒸餾水加熱溶解，冷卻后定容于500ml容量瓶中。配成pH值為5-6、濃度為0.02mol·L-1的茜素紅溶液。
(4)茜素紅鑭鉻染料115LaCrR的合成向反應器中加入鑭離子溶液10ml(0.1mol·L-1)、鉻離子溶液20ml(0.05mol·L-1)，加熱攪拌，當溫度升至70℃時，將250ml(0.02mol·L-1)染料溶液加入反應器中，繼續(xù)攪拌加熱3小時。加熱畢，將反應液靜置，自然冷卻10小時，茜素紅鑭鉻染料沉淀析出，用布氏漏斗抽濾，水洗，將濾餅在80℃下干燥12小時，即得深紫紅色茜素紅鑭鉻染料115LaCrR。
制備實例2.茜素紅鑭鉻染料3111LaCrR的制備(1)配制鑭離子溶液稱取氧化鑭24.45g(鑭的物質的量為0.15mol)，按實例1方法，配制成pH值為5-6、濃度為0.3mol·L-1的La3+離子溶液。
(2)配制鉻離子溶液稱取CrCl3·6H2O 27.24g(鉻的物質的量為0.1mol)，按實例1方法配制成濃度為0.1mol·L-1的Cr3+離子溶液(3)茜素紅染料溶液的配制稱取分子結構中不帶結晶水的茜素紅10.27g(0.03mol)。按實例1配成pH值為5-6、濃度為0.06mol·L-1的茜素紅溶液。
(4)茜素紅鑭鉻染料3111LaCrR的合成向反應器中加入鑭離子溶液10ml(0.3mol·L-1)、鉻離子溶液10ml(0.1mol·L-1)，加熱攪拌，當溫度升至70℃時，將183ml(0.06mol·L-1)染料溶液加入反應器中，不斷攪拌加熱4小時。加熱畢，將反應液靜置，自然冷卻10小時，鑭鉻染料沉淀析出，用布氏漏斗抽濾，水洗，將濾餅在80℃下干燥10小時，即得深紫紅色茜素紅鑭鉻染料3111LaCrR。
制備實例3.茜素紅釹鉻染料115NdCrR的制備(1)配制釹離子溶液稱取氧化釹8.41g，其釹的物質的量均為0.05mol，按實例1方法配成pH值為5-6、濃度為0.1mol·L-1的Nd3+溶液。
(2)按實例1方法配制濃度為0.05mol·L-1的Cr3+溶液。
(3)按實例1方法配制pH值為5-6、濃度為0.02mol·L-1的茜素紅溶液。
(4)茜素紅釹鉻染料115NdCrR的合成向反應器中加入釹離子溶液10ml(0.1mol·L-1)、鉻離子溶液20ml(0.05mol·L-1)，加熱攪拌，當溫度升至70℃時，將250ml(0.02mol·L-1)染料溶液加入反應器中，加完后，繼續(xù)攪拌加熱3小時。加熱畢，將反應液靜置，自然冷卻10小時，釹鉻染料沉淀析出，用布氏漏斗抽濾，水洗，將濾餅在80℃下干燥12小時，即得深紫紅色茜素紅釹鉻染料115NdCrR。
制備實例4.茜素紅釹鉻染料3111NdCrR的制備(1)稱取氧化釹42.05g，釹的物質的量為0.25mol，按實例1方法配成pH值為5-6、濃度為0.5mol·L-1的Nd3+離子溶液。
(2)配制鉻離子溶液稱取CrCl3·6H2O 53.28g，鉻的物質的量為0.2mol，按實例1方法配成濃度為0.2mol·L-1的Cr3+離子溶液(3)茜素紅染料溶液的配制稱取分子結構中不帶結晶水的茜素紅17.11g(0.05mol)。按實例1方法配成pH值為5-6、濃度為0.1mol·L-1的茜素紅溶液。
(4)茜素紅釹鉻染料3111NdCrR的合成向反應器中加入釹離子溶液12ml(0.5mol·L-1)、鉻離子溶液10ml(0.2mol·L-1)，加熱攪拌，當溫度升至70℃時，將220ml(0.1mol·L-1)染料溶液加入反應器中，不斷攪拌加熱3小時。加熱畢，將反應液靜置，自然冷卻10小時，鑭鉻染料沉淀析出，用布氏漏斗抽濾，水洗，將濾餅在80℃下干燥10小時，即得深紫紅色茜素紅釹鉻染料3111NdCrR。
應用實例5.茜素紅鑭鉻染料115LaCrR染色絲綢工藝剪取20*30cm的絲綢一塊，稱取其質量3.85g，再按照絲綢質量的2％稱取本發(fā)明染料0.074g。染色前將絲綢放在蒸餾水中，在40℃的水浴下浸濕10分鐘。稱好的染料按浴比1∶50溶于155ml蒸餾水中，加40ml pH值為4-5的NaAc-HAc緩沖溶液。放入浸濕的絲綢，在40℃始染，以1℃/min的速度染浴升溫至90℃，在90℃時浸染45分鐘，邊染邊不停搖動，染完后降至50℃，取出樣品絲綢用水充分清洗，涼干。樣品絲綢為顏色均勻的紫紅色。其各項牢度測試結果如表1，符合GB/T15551-1995標準一等品的要求。
應用實例6.茜素紅釹鉻染料3111NdCrR染色絲綢工藝剪取20*30cm的絲綢一塊，稱取其質量3.88g，再按照絲綢質量的2％稱取本發(fā)明染料0.076g。染色前將絲綢放在蒸餾水中，在40℃的水浴下浸濕10分鐘。稱好的染料按浴比1∶50溶于154ml蒸餾水中，加40mlpH值為4-5的NaAc-HAc緩沖溶液。放入染色樣品絲綢，在40℃始染，以1℃/min的速度染浴升溫至90℃，在90℃時浸染45分鐘，邊染邊不停搖動，染完后降至50℃取出樣品絲綢，用水充分清洗，涼干。樣品絲綢為顏色均勻鮮艷的紫紅色。其各項牢度測試結果如表1，符合GB/T15551-1995標準一等品的要求。
權利要求
1.一種茜素紅稀土鉻染料制備方法，其特征在于將下列結構式I的茜素紅加熱溶解于水中，用醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5-6，制成0.02-0.1mol·L-1濃度范圍的茜素紅溶液，按稀土離子、鉻離子與染料茜素紅物質的量的比0.9-1.1∶0.9-1.1∶4.9-5.1或者是2.9-3.1∶0.9-1.1∶10.9-11.1向pH值為5-6的含稀土離子、鉻離子的溶液中加入茜素紅溶液，同時攪拌加熱至沸，反應3-6小時后，冷卻，陳化6-12小時，過濾并水洗，將濾餅在60-85℃下干燥6-12小時，即得產(chǎn)品茜素紅稀土鉻染料。 茜素紅結構式I
2.根據(jù)權利要求1所述的茜素紅稀土鉻染料制備方法，其特征在于所述的稀土離子、鉻離子Cr3+與染料茜素紅物質的量的比1∶1∶5或者是3∶1∶11。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的茜素紅稀土鉻染料制備方法，其特征在于所述的稀土離子為鑭元素、釹元素或釔元素的離子。
4.根據(jù)權利要求1所述的茜素紅稀土鉻染料制備方法，其特征在于所述的含稀土離子的溶液是用氯化稀土或者硝酸稀土配制，氯化稀土或者硝酸稀土的濃度為0.1-0.5mol·L-1范圍。
5.根據(jù)權利要求1所述的茜素紅稀土鉻染料制備方法，其特征在于所述的含鉻離子的溶液是用氯化鉻或硝酸鉻配制，氯化鉻或硝酸鉻的濃度為0.05-0.2mol·L-1范圍。
6.根據(jù)權利要求1所述的茜素紅稀土鉻染料制備方法，其特征在于所述的水為蒸餾水或去離子水。
全文摘要
本發(fā)明以氯化稀土或硝酸稀土、氯化鉻或硝酸鉻、如圖結構式茜素紅染料為原料，以稀土∶鉻∶茜素紅的物質的量的比1∶1∶5或者3∶1∶11在PH值為5－6的溶液中，加熱反應一定時間制得了茜素紅稀土鉻染料，所得產(chǎn)品鉻離子含量少，顏色鮮艷，色光飽滿，各項牢度好，合成方法簡單易行，反應條件較溫和，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣闊的工業(yè)應用前景。
文檔編號C09B57/00GK1844257SQ20061004992
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月21日 優(yōu)先權日2006年3月21日
發(fā)明者王麗, 徐偉民, 李偉松 申請人:寧波大學