直接耐晒大红F2G的主要制备方法

2019/12/30 8:54:58

背景及概述[1-2]

目前,直接染料行业的竞争日趋激烈,人们对纺织品色彩要求也在不断提高,对染料的要求也越来越高,色彩鲜艳、上染率高的环保染料、无盐液体染料倍受欢迎。直接染料的传统生产工艺中,一般经过盐析、过滤和浓缩等工艺过程;目的是脱盐,除去未反应的原料、中间体及副染料,脱去水分,以得到所需浓度和纯度的染料,然后进行烘箱干燥,制成粉状染料或直接制备成为液体染料。实践证明,合成和盐析过程中带来的杂质、盐分汇集了大量影响染料纯度、强度和溶解度的成分,只有减少染料中的杂质、盐分才能提高染料的着色强度及染料纯度等。目前,国内传统的染料生产工艺主要采用盐析或酸析分离染料成分,产品纯度不高,而且不同批次的产品质量一致性亦较差,使产品质量受到很大限制。再者由于在盐析过程使用了大量氯化钠,又会产生大量的废水,废水的排放不但使其中含有的化工原料及中间体等有用物质浪费掉,还会对环境造成极大的污染,严重制约着染料工业的可持续发展。例如,直接耐晒大红F2G是直接染料中重要的品种之一,也是一种应用范围比较广的染料。然而,作为一种典型的偶氮染料,传统生产工艺产生了大量废水,不经处理排放会造成严重的环境污染。而对工艺废水的处理会提高产品的成本。因此,如何简化生产工艺,将废水消耗在工艺中,提高染料品质,节能降耗、减少污染,是直接染料行业当前急需解决的问题之一。

制备[1-2]

一种简化生产工艺、提高染料质量、降低生产成本、净化生产环境的直接耐晒大红F2G无污染制备工艺。实施步骤如下:

(1)三聚氯氰打浆:在打浆罐中放水100ml,加入冰块、三聚氯氰18.4g,调整温度t=0~5℃,开动搅拌打浆30~35分钟备用;

(2)J-酸化料:化料罐中放水200~210ml,再加入J-酸23.9g,打浆45~60分钟,用纯碱调整pH=7~7.5;待全部溶解后停止搅拌备用;

(3)一次缩合:将溶解好的J-酸溶液于1~1.5小时加入到三聚氯氰中,加料过程中pH=1~2,温度t=0~5℃;加完后用刚果红试纸检测为蓝色,然后用20%纯碱溶液调pH=4.5~5作用4~4.5小时,得到的缩合液为透明液体;

(4)二次缩合:一次缩合终点后于30~35分钟升温至t=40~45℃,进行二次缩合,同时加入30g醋酸钠调整pH=5~5.5,作用4~4.5小时,反应液体积V=500ml,反应终点后降温至t=20~25℃备用;

(5)重氮化:重氮罐中放水100ml,加入对氨基苯甲醚-3-磺酸20.4g后用纯碱调pH=7~7.5,待全溶后加入冰及定量的盐酸28g,温度t=3~5℃;再于10~15分钟内加入亚硝酸钠7.1g,此时用刚果红试纸、碘化钾试纸检测为蓝色,温度控制t=10~12℃,作用2~2.5小时;反应终点后用氨基磺酸中和过量的亚硝酸;

(6)偶合:将重氮盐溶液快速加入到二次缩合物中,用纯碱调pH=8~8.5,保持温度在t=20~25℃,作用3.5~4小时;

(7)三次缩合:在反应完的偶合物中快速加入14g乙醇胺,并升温至90℃,控制pH=9~9.5,如果低于此范围加入纯碱;保持该条件作用5~5.5小时,终点后用回流水降温至t=45~50℃,加盐酸回调pH=6.5~7;物料直接送干燥塔喷雾干燥,设定进口温度:227℃,出口温度:103℃;制备成空心颗粒状固体染料,粒径为1~1.3mm。

有益效果是:该生产工艺,突出体现生产工艺中无废水排放的清洁化生产和节约能源。改变直接耐晒大红F2G传统生产工艺条件,主要去除盐析、压滤、打浆工序,采用原浆直接喷雾法。节省了原辅助材料,省掉传统方法按比例加入的10%~20%氯化钠;经喷雾干燥塔处理后产品的一致性好,既省时、省煤、省电、省蒸汽等。例如,一般直接染料生产300kg/h,本发明方法生产500kg/h~800kg/h。简化生产工艺,降低生产成本,有效提高了产品质量,增加了产品收率,扩大了生产能力,并从根本上解决了废水污染环境的问题。实践证明,染料的合成和盐析过程中带来的杂质、盐分会极大地影响染料的纯度、强度和溶解度,只有减少染料中的盐分才能提高染料的着色强度。水不溶物可达0.05%,大大优于传统工艺,可直接通过喷雾干燥塔连续化生产保持不同批次产品质量的一致性;消除盐析过程中产生的高浓度有色废水,并为添加辅助剂创造一个稳定的溶剂条件。省去传统的盐析、压滤工艺则从源头上减轻了染料废水的处理难度,有利于环保工作的顺利实施。

主要参考资料

[1] 精细化工辞典

[2] CN200910068316.3直接耐晒大红F2G无污染制备工艺

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