CN101974253A - 一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料，它由至少两种以上的化合物组合构成；主要包含如下结构式的化合物I：

以及如下结构式的化合物II：P-X_i该颜料的制备方法包括：一、将化合物I进行合成，得到颜料粗品，二、对所得到的红色颜料粗品进行颜料化加工。经过颜料化加工得到的颜料具有精细的规则粒子，粒子分布均匀，可以满足液晶显示器滤色器的显色材料着色，具有高的鲜艳度、高透明度、高对比度，其着色制备物具有好的流动性和稳定性。

Description

一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料及其制备方法

技术领域

本发明涉及滤色器的颜料技术领域，尤其涉及一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料及其制备方法。

背景技术

随着液晶显示技术的发展，彩色滤色器所使用的颜料需求量大幅提高。滤色器所用颜料在质量上有更高的要求，不仅要求颜料有高的耐光和耐热性，而且要求颜料具有高透明性、高对比度、高辉度。用颜料制作的着色剂分散体具有好的流动性和储存稳定性，保证滤色膜的涂布加工顺利，以得到高质量的滤色膜。常规的加工方法生产出的颜料，很难达到上述的质量要求。

现有技术中的一种颜料，为结构式如下的化合物I，

其颜料的索引号为C.I.Pigment Red 177，具有非常高的耐光和耐候性，以及好的热稳定性。液晶滤色器要求分散后的颜料粒子尺寸在几十纳米到一百纳米左右，一般的加工方法很难将颜料粒子稳定在这个尺寸范围，并能够保持良好的流动性和储存稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足或缺陷，提供一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料。

本发明的目的还在于，提供一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法。

与现有技术中的同类红色颜料相比，按照本发明方法制备出的红色颜料具有高的透明性、辉度和对比度，并在为滤色器着色的液状分散体中具有好的流动性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料组合物，它由至少两种以上的化合物组合构成；包含如下结构式的化合物I：

其特征在于，还包含化合物II：

P-X_i

以及如下结构式的化合物III：

其中，P代表化合物I，X代表-SO₃Y、-SO₂Y、-COY、-CH₂-Z；

或如下结构式的基团IV：

其中，i是1-4的整数；Y代表氢原子、含有3到24个碳原子的烷基胺类化合物、烷基二胺，或季铵盐化合物；

Z为如下结构式的基团V：

或烷基胺类化合物、烷基二胺、季铵盐；

其中，R代表1-22个碳原子的脂肪烃取代基，m是0-4的整数。

一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，

首先，对化合物I进行合成，过滤提纯，然后干燥，得到红色颜料粗品；

接着，对红色颜料粗品进行颜料化加工。

所述的颜料化加工包括以下工序：

一、红色颜料粗品的预研磨；

二、将预研磨后的红色颜料粗品进行颜料化后处理。

所述红色颜料粗品的预研磨包括以下步骤：

A、将所述化合物I的红色颜料粗品放入研磨设备中进行研磨；颜料粗品的加入量，依照研磨设备的容积适当加入，可以是5～30kg/100L；

B、研磨设备中加入占设备容积一定比例的研磨介质；同时，还可以适量加入可水溶的无机盐类助磨剂，助磨剂的加入量为颜料重量的5～50％；

C、适量加入化合物II，其加入量为颜料重量的0.5％～30％。

所述的颜料化后处理可采用溶剂处理法或捏合处理法。

所述的溶剂处理法，是将经过上述研磨的红色颜料粗品，放入一个含有机溶剂的容器中进行热处理，经冷却、过滤、干燥后得到红色颜料干粉。

所述的有机溶剂可以是含有1～8个碳原子的脂肪醇类、芳香烃类、带有卤原子取代基的芳香烃类，酮类、醚类、酯类以及上述化合物的混合物。

所述的捏合处理法，是在一个Z型桨捏合机中，投入所述的经过预研磨后的红色颜料粗品，并加入精细粉碎的无机盐助磨剂和有机溶剂；捏合温度控制在常温到130℃，捏合时间控制在3～20小时；

捏合处理结束后，将料团在水中打浆，然后过滤，将颜料和其它水溶性杂质分离，干燥粉碎即得到红色颜料干粉。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

红色颜料粗品在进行颜料化加工后，赋予了该颜料优良的着色性能。经过颜料化加工得到的颜料具有精细的规则粒子，粒子分布均匀，可以满足液晶显示器滤色器的显色材料着色，具有高的鲜艳度、高透明度、高对比度，其着色制备物具有好的流动性和稳定性。

附图说明

通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。附图中，

图1是本发明用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法的一个实施例(捏合法)的工艺流程框图；

图2是本发明用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法的另一个实施例(溶剂法)的工艺流程框图。

具体实施方式

一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料，它由至少两种以上的化合物组合构成；包含如下结构式的化合物I：

还包含如下结构式的化合物II：

P-X_i

以及如下结构式的化合物III：

其中，P代表化合物I；X代表-SO₃Y、-SO₂Y、-COY、-CH₂-Z，或基团IV：

其中，i是1-4的整数；Y代表氢原子、含有3到24个碳原子的烷基胺类化合物、烷基二胺，或季铵盐化合物；

Z为如下结构式的基团V：

或烷基胺类化合物、烷基二胺、季铵盐；

其中，R代表1-22个碳原子的脂肪烃取代基，m是0-4的整数。

本发明用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法大致如下：

参见图1、2，首先，按照传统方法合成化合物I：1-氨基-4-溴蒽醌-2-磺酸(溴氨酸)在稀硫酸中用细粒子的铜在75℃处理，通过Ullmann反应完成二聚。分离出中间体4，4’-二氨基-1，1’-二蒽醌-3，3’-二磺酸二钠盐，在80％硫酸中加热到135-140℃，来断开磺酸基。过滤提纯，然后干燥，得到一个蓝光红色颜料粗品。

接着，对颜料粗品按照以下工序进行颜料化加工，得到商业适用的颜料：

一、红色颜料粗品的预研磨；

二、将预研磨后的红色颜料粗品进行颜料化后处理。

本方法以合成后的颜料粗品为原料，还不具有作为颜料使用的性能，没有使用价值，必须进行颜料化加工，赋予颜料优良的着色性能。经过颜料化加工得到的颜料具有精细的规则粒子，粒子分布均匀，可以满足液晶显示器滤色器的显色材料着色，具有高的灰度、高透明度、高对比度，其着色制备物具有好的流动性和稳定性。

红色颜料粗品的预研磨包括以下步骤：

A、将所述化合物I的红色颜料粗品放入研磨设备中进行研磨；所采用的研磨设备可以是卧式球磨机、振动球磨机、立式搅拌球磨机，其中卧式球磨机可以采用较大型的设备，加工能力可以很大，振动球磨机可以实现连续化操作。颜料粗品的加入量，依照研磨设备的容积适当加入，可以是5～30kg/100L；最好在10～15kg/L。

B、研磨设备中加入占设备容积一定比例的研磨介质。研磨介质根据研磨效率确定最佳添加量。可以是钢球、也可以是无机研磨材料，如氧化锆珠、氧化铝珠等。最好采用钢球，硬度低于研磨设备内壁材料，这样可以降低设备的磨损。钢球的用量约占研磨机容积的30～80％，没有严格限制。为了增加研磨效果以及其他目的，可以加入助磨剂。助磨剂一般采用可以水溶的无机盐类，例如氯化钠、硫酸钠、无水氯化钙等。助磨剂的加入量为颜料重量的5～50％，最好在20～40％，按照研磨要达到的结果进行调整，例如颜料粒子的细度、颜料的结晶形态等。

C、加入化合物II。

化合物II的可以在研磨之前加入，与颜料粗品一起进行研磨，也可以在第二步的后处理阶段加入，或后处理结束，在过滤之前加入。化合物II的加入量为颜料重量的0.5％～30％，最好在1％～10％。

本发明涉及的颜料化后处理可采用溶剂处理法或捏合处理法。

溶剂处理颜料化方法，将经过上述研磨的颜料，在一个有机溶剂中进行热处理。所采用的有机溶剂可以是水溶的，也可以不溶于水。在处理完颜料后，可以通过蒸馏等方法将有机溶剂回收，然后循环用于下一批次的颜料处理。有机溶剂可以是含有1～8个碳原子的脂肪醇类、芳香烃类、带有卤原子取代基的芳香烃类，以及酮类、醚类、酯类溶剂。这些溶剂可以单独使用，也可以是他们的混合物，还可以与水混合使用。这些溶剂在常温状态为液态，沸点一般在200℃以下，便于回收。

在溶剂处理之前，要进行酸处理，以除掉研磨时带入的杂质，然后调整pH值到中性。向料浆中加入有机溶剂，搅拌中升温到一定温度，如果需要可以密封加压，处理一定时间，然后常压蒸馏或采用真空蒸馏，回收有机溶剂。颜料的水性浆状混合物经过过滤，水洗掉杂质，然后经过不同的干燥等方式得到干品，可以经过各种粉碎方式得到颜料粉末。化合物II可以在溶剂处理之前或之后加入。

捏合处理法，是在一个Z型桨捏合机中，投入第一步骤所述的研磨颜料粗品，一般需要加入精细粉碎的无机助磨剂，如氯化钠、硫酸钠等。还需要加入溶剂，用来调整研磨料的粘稠状态，以得到最佳的研磨效果。所使用的溶剂一般为不易挥发液体，要有一定的粘度。为了与颜料便于分离，所使用的溶剂一般可以溶于水。所使用的溶剂主要为醇类、醇类的聚合物，例如二甘醇、聚乙二醇。以上颜料混合物在捏合机中进行研磨，温度控制在一定范围，一般在常温到130℃。捏合一定时间，一般3～20小时，最常在5～10小时。捏合结束，将料团在水中打浆，然后过滤，将颜料和其他水溶性杂质分离，干燥粉碎得到颜料干粉。

以上颜料化后处理得到的颜料滤饼，可以使用多种干燥方式，例如喷雾、沸腾干燥、闪蒸干燥等，直接得到颜料干粉。也可以使用烘箱烤干，然后粉碎成为粉末。

颜料粗品的较大的团聚体，粒子尺寸在几十微米以上，甚至到几百微米。在第一步的预研磨过程中，这种团聚体被打开，形成几十纳米，甚至更小的粒子，粒子的结晶形态发生改变。输入的能量使粒子的表面能量大大提高，这种很高的表面能使得这些精细的粒子重新发生凝聚，但是这种凝聚跟起初的团聚体不同。在溶剂处理或捏合中，预研磨的颜料团聚体被打开，颜料粒子得到一定的均化成长，结晶形态得到调整，粒子外貌更规则。加入的颜料衍生物，不仅能够对这种调整起到有效的控制作用，使颜料的粒子更加稳定，而且可以起到表面改性的作用，使颜料在应用体系中的流动性能得到提高和稳定。

实施例1

a)颜料粗品的预研磨

在一个10方的球磨机中，加入15直径为20mm的钢球，1200公斤的化合物I的红色颜料粗品、400公斤硫酸钠。启动研磨机研磨25小时，研磨中控制温度在60～80℃。

b)在一个捏合机中，投入100份的a)中的研磨料混合物、350份精细粉碎的氯化钠粉末、70份聚乙二醇，启动捏合机进行研磨，控制温度80～100℃。在捏合过程中，根据状态确定是否补加聚乙二醇，以得到最佳研磨效果。研磨8小时加入5份衍生物II之一的结构式如下的化合物VI：

其中A为结构式为IV的基团，n＝0，m＝1。继续捏合半小时。

捏合结束，将料团取出，用4000份水打浆，加入硫酸50份，搅拌升温到80℃，保温搅拌2小时，过滤水洗到去掉全部盐分，喷雾干燥得到红色颜料干粉。

实施例2

a)颜料粗品的预研磨

在一个10方的球磨机中，加入占容积75％的钢球，1500公斤化合物I红色颜料粗品、500公斤硫酸钠。启动研磨机研磨40小时，研磨中控制温度在90～110℃。

b)溶剂后处理

在一个20方的热压釜中，加入异丁醇2000公斤，水2000升。将a)中的研磨过的混合物投入，搅匀，加入100公斤结构式如下的衍生物：

其中m＝1，n＝0

加热升温到140℃，保温5小时，然后冷却，真空蒸馏回收异丁醇，补水保持浆状。温度降低到70℃，加入40公斤十二烷基三甲基氯化铵，保温搅拌2小时，过滤水洗去掉盐分，喷雾干燥得到红色颜料干粉。

Claims (8)

1.一种用于彩色液晶滤色器的红色颜料，它由至少两种以上的化合物组合构成；包含如下结构式的化合物I：

其特征在于，还包含如下结构式的化合物II：

P-X_i

以及如下结构式的化合物III：

其中，P代表化合物I，X代表-SO₃Y、-SO₂Y、-COY、-CH₂-Z；

或如下结构式的基团IV：

其中，i是1-4的整数；Y代表氢原子、含有3到24个碳原子的烷基胺类化合物、烷基二胺，或季铵盐化合物；

Z为如下结构式的基团V：

或烷基胺类化合物、烷基二胺、季铵盐；

其中，R代表1-22个碳原子的脂肪烃取代基，m是0-4的整数。

2.根据权利要求1所述用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，

首先，对化合物I进行合成，过滤提纯，然后干燥，得到红色颜料粗品；

接着，对红色颜料粗品进行颜料化加工。

3.根据权利要求2所述的用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，所述的颜料化加工包括以下工序：

一、红色颜料粗品的预研磨；

二、将预研磨后的红色颜料粗品进行颜料化后处理。

4.根据权利要求3所述的用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，所述红色颜料粗品的预研磨包括以下步骤：

A、将所述化合物I的红色颜料粗品放入研磨设备中进行研磨；颜料粗品的加入量，依照研磨设备的容积适当加入，可以是5～30kg/100L；

B、研磨设备中加入占设备容积一定比例的研磨介质；同时，还可以适量加入可水溶的无机盐类助磨剂，助磨剂的加入量为颜料重量的5～50％；

C、适量加入化合物II，其加入量为颜料重量的0.5％～30％。

5.根据权利要求3所述的用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，所述的颜料化后处理可采用溶剂处理法或捏合处理法。

6.根据权利要求5所述的用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，所述的溶剂处理法，是将经过上述研磨的红色颜料粗品，放入一个含有机溶剂的容器中进行热处理，经冷却、过滤、干燥后得到红色颜料干粉。

7.根据权利要求6所述的用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂可以是含有1～8个碳原子的脂肪醇类、芳香烃类、带有卤原子取代基的芳香烃类，酮类、醚类、酯类以及上述化合物的混合物。

8.根据权利要求5所述的用于彩色液晶滤色器的红色颜料的制备方法，其特征在于，所述的捏合处理法，是在一个Z型桨捏合机中，投入所述的经过预研磨后的红色颜料粗品，并加入精细粉碎的无机盐助磨剂和有机溶剂；捏合温度控制在常温到130℃，捏合时间控制在3～20小时；

捏合处理结束后，将料团在水中打浆，然后过滤，将颜料和其它水溶性杂质分离，干燥粉碎即得到红色颜料干粉。

Images