CN102634241B - 一种复合改性氧化铁红染料及其制备方法 - Google Patents

一种复合改性氧化铁红染料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种复合改性氧化铁红染料，配合物以Fe3+为中心原子，选用的配体为优选的常见工业大宗有机化合物产品：三聚氰胺或尿素；优选尿素。配合物的制备方法包括以下过程：常温下，将尿素（CO(NH2)2）溶于水中，加入氯化铁，利用HCl和KOH将溶液pH调节到5左右，搅拌约8h，烘干制得金属配合物，加入国产氧化铁红，研磨并搅拌，使其充分混合，得到颜料，染料的颜色为红褐色或深红色。本发明制备出的无机/有机改性颜料，增强产品比表面积、提高粘接性、耐磨性、柔韧性、回弹性，改善聚氨酯本体耐化学腐蚀性、耐溶剂性、光泽性，提升产品的性能及附加值。

Description

一种复合改性氧化铁红染料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种染料及其制备方法，特别是涉及一种复合改性氧化铁红染料及其制备方法。 
背景技术
无机颜料中的红色颜料，主要是氧化铁红，是最常见的氧化铁系颜料。具有很好的遮盖力和着色力、耐化学性、保色性、分散性，价格较廉。氧化铁红用于生产地板漆、船舶漆，由于有显著的防锈性能，也是制作防锈漆和底漆的主要原料比使用有机染料有更好的保色性。现在, 我国氧化铁行业跟国外先进水平相比还有相当大的差距。国际著名氧化铁公司生产向大型化、高度自动化、精细化发展, 检测水平和工艺控制能力极高, 最先进的企业已实现网络、远程控制。虽然我国氧化铁系颜料2006 年产量已达到68.52万吨, 但品种单一, 质量档次不高, 有竞争力、有品牌影响力的产品甚少。初级品、大路货产品充满市场, 而高档、具有特殊功能的微细化、颗粒化、色浆化、无毒、耐热型品种很少, 高技术含量、高性能、高附加值的新材料发展缓慢, 导致企业低成本、低价格、低效益、低水平运营, 企业后劲不足。虽然我国氧化铁产品在产量上跃居前列, 但产品档次及质量与世界著名制造商还有较大差距, 企业科技投入不足, 自主开发能力弱, 各类高档品的专利权和新品均掌握在国外著名企业手中国外氧化铁行业始终以最大限度地满足客户需要为目标, 不断拓展应用领域, 朝着多功能的方向发展新品种, 这就是我们和国外先进水平的最大差距。中国涂料产业的飞速发展对铁系颜料提出了更高、更新的要求。如需要低吸油量、高强度、通过加工或添加助剂后易分散、难沉淀、耐高温、耐腐蚀等。 
近年来, 随着无机材料的各个方面的研究日趋成熟和完善，对于具有丰富种类及优异性质的有机及复合功能染料的研究已日益引起人们广泛的关注。本发明通过金属氧化物与有机配体的配位反应，形成三角锥、四面体和八面体等结构的化合物，分子之间通过氢键、π-π堆积、范德华力等弱作用构筑形成层状、网状等具有多孔结构的分子聚集体，制备出先进的无机/有机改性颜料，从而增强产品比表面积、提高粘接性、耐磨性、柔韧性、回弹性，改善聚氨酯本体耐化学腐蚀性、耐溶剂性、光泽性，提升产品的性能及附加值。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合改性氧化铁红染料及其制备方法，采用金属离子显色反应为原理，制备各类颜色丰富的配合物。配合物分子之间通过氢键、π-π 堆积、范德华力等弱作用，构筑形成层状、网状等具有多孔结构的分子聚集体，并与国产无机染料按质量比1：1充分共混，制备出无机/有机改性染料，达到既提高无机染料性能又降低原料成本的目的。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 
一种复合改性氧化铁红染料，用于改性氧化铁红的铁配合物，所述配合物以Fe3+为中心原子，结构如下式，式中L为选用配体：
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE002
其配合物的颜色是：红色或红棕色。
所述的一种复合改性氧化铁红染料及其制备方法，其所述选用的配体为优选的常见工业大宗有机化合物产品：三聚氰胺或尿素；优选尿素。 
一种复合改性氧化铁红染料的制备方法，配合物的制备方法包括以下过程：常温下，将尿素（CO(NH2)2）溶于水中，加入氯化铁，利用HCl和KOH将溶液PH调节到5左右，搅拌约8h，烘干制得金属配合物，加入国产氧化铁红，研磨并搅拌，使其充分混合，得到颜料，染料的颜色为红褐色或深红色。 
本发明的优点与效果是：
本发明通过金属氧化物与有机配体的配位反应，形成三角锥、四面体和八面体等结构的化合物，分子之间通过氢键、π-π堆积、范德华力等弱作用构筑形成层状、网状等具有多孔结构的分子聚集体，从而增强产品比表面积、提高粘接性、耐磨性、柔韧性、回弹性，改善聚氨酯本体耐化学腐蚀性、耐溶剂性、光泽性，提升产品的性能及附加值。
本发明采用常见工业大宗化工产品做为配位分子，以金属离子显色反应为原理，制备各类颜色丰富的配合物。并与国产无机染料按质量比1：1充分共混，制备出无机/有机改性染料，达到既提高无机染料性能又降低原料成本，用于实际生产中效果良好。 
附图说明
图1为本发明配合物结构图； 
图2为本发明选用配体的配合物结构图；
图3为本发明粒度分析测试曲线图；
图4为本发明聚氨酯使用未改性染料染色后6个月对比示意照片；
图5为本发明聚氨酯使用改性染料染色后6个月对比示意照片。
注：本发明的图3—图5为产物状态的分析示意图或照片，图中文字或影像不清晰并不影响对本发明技术方案的理解。 
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细说明。 
见图1，本发明采用常见工业大宗化工产品做为配位分子，以金属离子显色反应为原理，制备各类颜色丰富的配合物。这些配合物分子之间通过氢键、π-π 堆积、范德华力等弱作用，构筑形成层状、网状等具有多孔结构的分子聚集体，并与国产无机染料按质量比1：1充分共混，制备出无机/有机改性染料。 
见图2，本发明的无机/有机复合氧化铁红染料中的铁（Ⅲ）配合物分子式为，式中L为选用配体：配体为选用的配体为本发明优选的常见工业大宗有机化合物产品：三聚氰胺、尿素。经本发明最终优选为：尿素。 
以制备1kg染料为例。常温下，将346.2g尿素（CO(NH2)2）溶于350ml水中，加入153.8g氯化铁，利用HCl和KOH将溶液PH调节到5左右，搅拌约8h，烘干制得金属配合物，加入500g国产氧化铁红，研磨并搅拌，使其充分混合，得到颜料1kg。 
测试方法：以制备1kg新型染料为例。常温下，将346.2g尿素（CO(NH2)2）溶于350ml水中，加入153.8g氯化铁，利用HCl和KOH将溶液PH调节到5左右，搅拌约8h，烘干制得金属配合物，加入500g国产氧化铁红，研磨并搅拌，使其充分混合，得到颜料1kg。 
粒度分析：使用粒度分析仪测试得到结果见图3 
改性染料平均粒度测试结果为：742nm。新旧染料对聚氨酯进行着色对比及长时间耐久测试图4为聚氨酯使用未改性染料染色后6个月，图5为聚氨酯使用改性染料染色后6个月。从图4、5看出改性染料性能良好，色泽鲜艳。

Claims (2)

1.一种复合改性氧化铁红染料，含有改性氧化铁红的铁配合物，其特征在于，所述配合物以Fe3+为中心原子，结构如下图，式中L为选用配体：
所述选用配体为尿素。
2.一种复合改性氧化铁红染料的制备方法，其特征在于，配合物的制备方法包括以下过程：常温下，将尿素（CO(NH2)2）溶于水中，加入氯化铁，利用HCl和KOH将溶液pH调节到5，搅拌8h，烘干制得金属配合物，加入国产氧化铁红，研磨并搅拌，使其充分混合，得到染料，染料的颜色为红褐色或深红色。
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