本发明涉及一种偶氮分散染料,具体而言是涉及一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、涤纶织物是市场上用量最大的纺织纤维，涤纶纤维具有优良性能，如断裂强度和弹性模量高，耐热性和耐光性好，具有良好的耐腐蚀性和洗可穿性，成为聚酯纤维中发展最快，产量最高的品种之一。涤纶是二元酸和二元醇缩聚得到的高分子物，基本链节之间通过酯基连接，分子链上没有亲水性基团，且缺乏能与染料结合的活性基团，只能通过分散染料对其染色。
2、分散染料是涤纶织物的专用染料，分散染料结构简单，染色时以分子状态扩散进纤维内部和间隙中，在范德华力、氢键和偶极力的作用下固着在涤纶上。对于常规的偶氮分散染料，其结构主要可以分为两个部分：重氮组分和偶合组分，其中重氮组分主要影响染料色相，偶合组分影响染料的染色应用性能，偶合组分上很小的一点结构变化可能会引起整个染料染色性能、扩散机理、附着能力等的巨大改变，从而大大影响涤纶染色过程中的工艺控制、废液处理等。此外，具有新结构的分散染料的性能表现也为未来研究染料构效关系提供了理论基础与实践经验。因此，发现并研究具有新结构的偶合组分的分散染料是十分具有意义的。
技术实现思路
1、本发明第一方面是提供一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其结构通式如式1或式2所示：
2、
3、
4、式中：
5、ar为染料重氮组分，包括但不限于式(a)-(l)的任意一种：
6、
7、r0为c1-c4的烷基或其衍生物；
8、r1为h，卤素原子，c1-c4的烷基或烷氧基；
9、r2为h，卤素原子，c1-c4的烷基或-nhcor8(其中r8为未被取代或被一个以至于多个取代的c1-c4的烷基或烷氧基、芳基、羟基、氨基或卤素原子)，未被取代或被一个以至于多个取代的芳香基(芳香基的取代基可以是c1-c4的烷氧基、羟基、氨基或卤素原子)。
10、r3为未被取代或被一个以至于多个取代的c1-c4的烷烃，羟基，氨基，-coor8、-ocor8(其中r8为未被取代或被一个以至于多个取代的c1-c4的烷基或烷氧基、芳基、羟基、氨基或卤素原子)；
11、r4为h或c1-c4的烷烃；
12、x为o或s；
13、n为0或1；
14、m为1-5；
15、当n＝0，m＝1时，r2不是o或甲基；
16、r5、r6和r7为互相独立的、苯环任何取代位置上的h，c1-c4的烷基或烷氧基，-cn，-no2，oh，cf3，-coor9或-conhr9(其中r9为c1-c4的烷烃或芳基)，或杂环取代基；所述杂环取代基优选含有4或5个碳原子和来自o、s和n基团的1或2个杂原子，例如，吡咯基、呋喃基、噻吩基、噁唑基、噻唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、吡啶基、吲哚基、嘌呤基或喹啉基。
17、r10为c1-c4的烷烃，c1-c4的烷氧基或c1-c4的含氰烷基。
18、m1、m2和m3为互相独立的h、br、cl、cn、oh、no2、cf3或c1-c4的烷烃。
19、m4和m5为互相独立的h、br、cl、氰基、羟基、硝基或三氟甲基。
20、m6为氰基、硝基或c1-c4的烷烃。
21、m7为h、br、cl、c1-c4的烷氧基、含有5-30个c芳环基或含有6-30个c的芳烷基。
22、m8为h、氰基、硝基或-cor4(r4为h或c1-c4的烷烃)。
23、进一步地：
24、前述的取代基为芳基时，最好具有5～24个碳原子，特别是具有6～14个碳原子。优选为以下取代基的任意一种：苯基、甲酰苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、2-羟基苯基、4-羟基苯基、2-氯苯基、4-氯苯基、2,6-二氯苯基、2-氨基苯基、3-氨基苯基、4-氨基苯基、4-甲氧基苯基、4-乙氧基苯基、萘基和苯酚。
25、前述的取代基为烷基时，可以是直链或支链的烷基。优选为以下取代基的任意一种：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、正癸基和正十二烷基。
26、当前述的取代基为取代烷基时，优选为以下取代基的任意一种：2-羟乙基、2-羟丙基、4-羟丁基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、4-氨基丁基、氰乙基、2-氰乙基、2-氯乙基、2-溴乙基和4-氯丁基。
27、当前述的取代基为烷氧基时，优选为以下取代基的任意一种：甲氧基、乙氧基、正丙基、异丙基、正丁氧基、异丁氧基、正丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、正癸基、正十二氧基。
28、卤素优选为f、cl或br，特别是cl或br。
29、本发明的第二方面是提供一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
30、(1)以二酸酐和氨基化合物为原料，经偶联反应生成偶合组分(式3或式4)；
31、
32、(2)以重氮盐与步骤(1)合成的偶合组分为原料，经偶联反应合成新型二甲酰亚胺类单偶氮分散染料。
33、进一步的设置如下：
34、步骤(1)中：
35、所述二酸酐选自式6或式7所示化合物的一种；所述氨基化合物选自式5所示化合物的一种：
36、
37、步骤(2)中：
38、所述的重氮盐可采用市售产品，也可以采用现有已知重氮化反应合成，例如：含盐酸或含硫酸的水介质中使用亚硝酸钠。此外，重氮化也可以使用其他重氮化剂进行，例如使用亚硝基硫酸。在重氮化中，在反应介质中可以存在额外的酸，例如磷酸、硫酸、乙酸、丙酸或盐酸或这些酸的混合物，例如丙酸和醋酸的混合物。重氮化有利地在-10～30℃的温度下进行。
39、步骤(2)中，所述重氮盐与式(3)、(4)的偶合组分进行偶联反应，所述偶联反应优选在酸性或有机水介质中进行，使用的酸选自盐酸、乙酸、丙酸、硫酸和磷酸的任意一种；反应温度优选为-10～30℃下进行。
40、
41、所述偶合组分与重氮盐反应结束后，需通过碱性物质调整溶液ph到7-8，例如加入na2co3或naoh，使过量的未反应完全的酸酐水解。
42、上述步骤结束后，通过常规后处理得到新分散染料纯品，后处理包括：过滤、烘干、重结晶。
43、本发明的第三方面是提供一种所述二甲酰亚胺类单偶氮分散染料在疏水性纤维染色中的应用。
44、根据本发明的染料特性，可以应用于常见疏水性纤维的染色、印花、拼色等，疏水性纤维包括但不限于：涤纶、涤棉混纺纤维、醋酯纤维。疏水性纤维可以有多种加工形式，例如：纤维、纱线卷，非织造布的形式，或针织、机织织物。
45、染色流程遵循常见分散染料染色过程，例如：在分散剂或载体的存在下采用80-140℃的温度下进行染色。适用的染色方法包括但不限于：热熔染色、高温高压染色、载体染色、印花法染色、超临界co2染色。
46、染料母液的配置采用常见方式，例如：染料与分散剂1:1研磨均匀，配置成2g/l的染料母液。
47、对于印花，使用常见的增稠剂，例如改性或未改性的天然产品，或合成产品。
48、本发明的有益效果如下：
49、本发明合成了一种新的二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，根据本发明的染料结构和染料特性，在应用于疏水性纤维染色中，特别是涤纶纤维，具有非常好的使用牢度，表现出良好的耐光性、耐热迁移性，耐水泡、耐汗性和耐洗色牢度以及耐摩擦牢度好。
50、以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
1.一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其结构通式如式1或式2所示：
2.根据权利要求1所述的一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其特征在于：前述的取代基为芳基时，所述芳基具有6～14个碳原子。
3.根据权利要求2所述的一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其特征在于：前述的取代基为芳基时，选自以下取代基的任意一种：苯基、甲酰苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、2-羟基苯基、4-羟基苯基、2-氯苯基、4-氯苯基、2,6-二氯苯基、2-氨基苯基、3-氨基苯基、4-氨基苯基、4-甲氧基苯基、4-乙氧基苯基、萘基和苯酚。
4.根据权利要求1所述的一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其特征在于：前述的取代基为烷基时，可以是直链或支链的烷基。
5.根据权利要求4所述的一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其特征在于：前述的取代基为烷基时，选自以下取代基的任意一种：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、正癸基和正十二烷基。
6.根据权利要求1所述的一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其特征在于：前述的取代基为取代烷基时，选自以下取代基的任意一种：2-羟乙基、2-羟丙基、4-羟丁基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、4-氨基丁基、氰乙基、2-氰乙基、2-氯乙基、2-溴乙基和4-氯丁基。
7.根据权利要求1所述的一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料，其特征在于：前述的取代基为烷氧基时，选自以下取代基的任意一种：甲氧基、乙氧基、正丙基、异丙基、正丁氧基、异丁氧基、正丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、正癸基、正十二氧基。
8.一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种二甲酰亚胺类单偶氮分散染料的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述二酸酐选自式6或式7所示化合物的一种；所述氨基化合物选自式5所示化合物的一种：
10.一种权利要求1所述二甲酰亚胺类单偶氮分散染料在疏水性纤维染色中的应用。
