1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29615
(51) C09B 49/04 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0239.1
(22) 28.02.2014
(45) 16.03.2015, бюл. №3
(72) Мамутова Алуа Асабаевна; Анарбаева Акмарал
Талғатқызы; Бимбетова Гаухар Талгатовна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный университет им. аль-Фараби"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) SU 1796645 A1, 23.02.1993г
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНИСТЫХ
КРАСИТЕЛЕЙ
(57) Настоящее изобретение относится к анилино-
красочной промышленности, в частности, к способу
получения сернистых красителей, применяемых для
крашения изделий из хлопка. Сернистые красители
дают достаточно прочные окраски и оттенки, а
окрашенные с их помощью материалы обладают
хорошей прочностью и стабильностью хранения.
Задачей предлагаемого изобретения является
разработка промышленного способа получения
сернистых красителей, по качеству не уступающих
существующим, однако менее вредного для
здоровья людей, работающих на производстве, за
счет исключения из химического процесса сульфида
натрия и его производных, или замены их менее
токсичными аналогами.
Техническим результатом изобретения является
способ получения сернистых красителей, менее
вредный для здоровья человека, и расширение
ассортимента получаемых сернистых красителей за
счет красителей, полученных предлагаемым
способом.
Сернистые черный и коричневый красители
получают сплавлением нафтиламина и серы в
течение 8-10 ч. при 200-205°С с присутствием и в
отсутствие пиколина, затем проводят нагревание
при перемешивании с щелочами в течение не менее
чем 7 ч. при 100-105°С.
Краситель обеспечивает получение интенсивной
окраски, устойчивой к физико-химическим
воздействиям.
(19)KZ(13)A4(11)29615

2. 29615
2
Настоящее изобретение относится к анилино-
красочной промышленности, в частности, к способу
получения сернистых красителей, применяемых для
крашения изделий из хлопка. Сернистые красители
дают достаточно прочные окраски и оттенки, а
окрашенные с их помощью материалы обладают
хорошей прочностью и стабильностью хранения.
В технике изготовления сернистых красителей
известно применение жирных или ароматических
кислот при сплавлении различных ароматических
соединений с сульфидами или с полисульфидами.
Известен способ получения сернистых красителей
(А.с. СССР №50611, МПК6
С09В 49/10, опубл.
31.03.1937г.). Сущность данного способа
заключается в том, что сплавление индофенолов с
полисульфидами ведется в присутствии солей ртути
или металлической ртути. Недостатком данного
способа является то, что в процессе осернения
используется такое высокотоксичное
легкоиспаряющееся вещество, как ртуть, в связи с
чем возникают проблемы обеспечения безопасности
труда и утилизации ртутьсодержащих отходов
производства.
Известен способ получения сернистых
красителей на основе 2,4-толуилендиамина (А.с.
СССР №1407939, МПК6 С09В 49/04, опубл.
07.07.1988г.). Сущность данного способа
заключается в следующем: смесь серы с 2,4-
толуилендиамином и 4-аминофенолом, или с 2,4-
толуилендиамином и 4-нитроанилином, или с 2,4-
толуилендиамином и дифталоил-1,4-
фенилеидиамином размешивают в безводном
этиленгликоле при массовом соотношении массы
органического вещества и этиленгликоля 1:1-1:3.
Полученный раствор нагревают до 170-195°С и
перемешивают при этой температуре 12-20 ч. до
достижения нужного цвета и оттенка получаемого
красителя. В ходе процесса осернения краситель
начинает выделяться в виде хорошо
перемешиваемой массы. Далее массу охлаждают до
130-140°С, чтобы не было энергичного вскипания и
выброса реакционной массы, добавляют водный
раствор едкого натра, и добавлением водного
раствора сульфида натрия до постоянного значения
редокс-потенциала системы, равного 600-710 мВ,
получают готовые к употреблению растворы
красителей, содержащие кроме красителей сульфид
натрия, воду и этиленгликоль. При получении
концентрированных растворов красителя
применяют концентрированные растворы едкого
натра (40-50%) и восстановителя, в качестве
которых можно использовать сульфид,
сульфогидрат или дитионит натрия, ронгалит С или
их смеси. При получении красителя в виде порошка
массу после осернения обрабатывают водным
раствором едкого натра до полного растворения
избытка серы. Краситель выделяют продувкой
воздухом или обработкой минеральной кислотой
обычным способом, фильтруют и сушат.
К недостаткам данного способа относится
большой расход этиленгликоля, невозможность
интенсифицировать процесс путем повышения
температуры, так как температура кипения
этиленгликоля 198°С, ограниченность исходного
сырья и, следовательно, цветовой гаммы
получаемых красителей, а также то, что в процессах
осернения ароматических аминов и их
последующего восстановления используются такие
опасные высокоядовитые вещества, как сульфид
натрия и его производные (полисульфид,
сульфогидрат, дитионит и др.), следовательно, не
исключена опасность вдыхания их паров и пыли,
попадания на кожу и т.д.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому
способу является способ получения сернистых
красителей (А.с. СССР №1796645, МПК5
С09В
49/04, опубл. 23.02.1993г, бюлл. №7). Получение
сернистых красителей достигается взаимодействием
серы с ароматическими амино- или
аминооксисоединениями или их смесью проводят в
среде безводного ди- или триэтиленгликоля или их
смеси с этиленгликолем в соотношении 3:7 при
температуре 196-245°С и соотношении массы
органического вещества и растворителя, равном
1:0,6-0,9. Смесь нагревается до выбранной
температуры в пределах 196-245°С, затем
размешивание продолжают при заданной
температуре до достижения нужного цвета и
интенсивности окраски. Далее массу охлаждают до
130-140°С и добавляют раствор едкого натра и
растворителя в том случае, если хотят получить
краситель в жидкой форме, либо разбавляют водой
и выделяют обычным способом. Данный способ
преодолевает такие недостатки получения
сернистых красителей по приведенному выше
способу по А.с. СССР №1407939, как высокий
расход этиленгликоля и скудная цветовая гамма,
однако продолжается использование реагентов с
высокой поражающей способностью (сульфид
натрия и др.) в процессе получения сернистых
красителей.
Задачей предлагаемого изобретения является
разработка промышленного способа получения
сернистых красителей, по качеству не уступающих
существующим, однако менее вредного для
здоровья людей, работающих на производстве, за
счет исключения из химического процесса сульфида
натрия и его производных, или замены их менее
токсичными аналогами.
Техническим результатом изобретения является
способ получения сернистых красителей, менее
вредный для здоровья человека, и расширение
ассортимента получаемых сернистых красителей за
счет красителей, полученных предлагаемым
способом.
Технический результат достигается заменой
традиционно применяемого сульфида натрия
(предельно допустимая концентрация - 0,2 мг на
кубический метр воздуха) пиколином (предельно
допустимая концентрация - 5 мг на кубический метр
воздуха). Смесь нафтиламина, серы и пиколина
сначала сплавляется в течение 8-10 ч. при
температуре 200-205°С, после чего плав
охлаждается до комнатной температуры,
измельчается, растирается в порошок, затем
кипятится со щелочами не менее 7 ч. при

3. 29615
3
температуре 100-105°С. По завершении реакции
добавляем воду, перемешиваем и отфильтровываем
краситель. Полученный краситель используется в
процессе крашения.
Предложенный способ получения сернистого
красителя может осуществляться и без добавления
пиколина, при этом ткань, окрашенная красителем
на основе нафтиламина, пиколина и серы, дает
прочный черный цвет. Краситель на основе
нафтиламина без пиколина дает коричневый цвет.
Пример 1. В фарфоровой ступке тщательно
затирают до образования однородной смеси 12,83 г
(0,4 моль) серы, 4,20 мл (0,04 моль) пиколина и 5,73
г (0,04 моль) нафтиламина. Полученную смесь серы,
пиколина и нафтиламина загружают в фарфоровую
чашку и доводят температуру до 200- 205°С. Массу
сплавляют при этой температуре в течение 10 часов,
после чего дают охладиться до комнатной
температуры. Плав измельчают, а затем растирают в
порошок в фарфоровой ступке. Получают 8,325 г
порошка темно-коричневого цвета. Затем двугорлую
круглодонную колбу на 250 мл снабжают обратным
холодильником, мешалкой и нагревают до 200°С.
Загружают растертый в порошок плав, добавляют
10 мл 40% гидроксида натрия и кипятят 7 часов при
перемешивании. Вносят 25 мл воды, удаляют
мешалку, обратный холодильник. Краситель
отфильтровывают, получают фильтрат черного
цвета. Осадок отжимают, промывают на фильтре 3
раза теплой водой по 7-10 мл, вновь отжимают,
переносят в чашку Петри и сушат в сушильном
шкафу при 80-90°С. Выход полученного продукта
составляет 4,22 г.
Пример 2. Готовится красильный раствор - на
50 мл воды берется 5 г сернистого красителя, 2,5 г
глюкозы, 0,5 г NaOH и 0,25 г NaCl. В
приготовленный раствор загружаются образцы
хлопчатобумажной и полухлопчатобумажной ткани.
Раствор с тканями выдерживается 30 минут при
температуре 70-80°С. Далее образцы ткани
вынимают из раствора и оставляют их на воздухе.
Окисление происходит под воздействием кислорода
воздуха. Отличие метода от классического
заключается в использовании глюкозы вместо Na2S
в качестве восстановителя.
Определение устойчивости окраски к различным
физико-химическим воздействиям проводилось
согласно общепринятым методике нескольких
путем:
а) Прочность к стирке: окрашенная ткань вместе
с неокрашенной помешается в течении 15-30 минут
при температуре 50-100°С в чистую воду и водный
раствор мыла (2 г мыла на 1 л воды). После этого
ткань сушат на воздухе.
б) Прочность к действию кислот: нагревают в
течении 1 часа окрашенную ткань совместно с
неокрашенной в ванне, содержащей 4% серной
кислоты и 10% глауберовой соли по отношению к
весу взятой ткани.
в) Устойчивость к действию дистилированной
воды. Образец окрашенной ткани помещают между
двумя стеклянными пластинами. Перед этим
образец смачивают дистилированной водой.
Образец выдерживают в термостате при
температуре 37°С в течение 4 часов.
Принятая устойчивость окрасок определяется в
стандартных условиях по методике по пятибалльной
шкале.
Таблица 1
Устойчивость окрасок сернистых красителей на хлопчатобумажных тканях
Показатель устойчивости в баллах
Прочность к стирке
Номер опыта
В чистой воде В растворе мыла
К дистиллированной
воде
К действию 10%-ного раствора
серной кислоты
1 5/5 5/5 5/5 4/5
2 5/5 5/5 5/5 4/5
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения черного сернистого
красителя, включающий осернение ароматических
аминосоединений с последующим восстановлением
до нейтрального рН, отличающийся тем, что
вместо сульфида натрия в реакционную смесь серы
и нафтиламина добавляется пиколин, смесь
реагентов сначала сплавляют в течение 8-10 ч. при
температуре 200-205°С, после чего плав охлаждают
до комнатной температуры, измельчают, растирают
в порошок, затем кипятят со щелочами не менее 7 ч.
при температуре 100-105°С.
2. Способ получения коричневого сернистого
красителя по п.1, отличающийся тем, что
получение сернистого красителя ведут в отсутствии
пиколина.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова