CN104513494A - 一种高着色强度颜料橙64的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高着色强度颜料橙64的制备方法,包括如下步骤:(1)将5-氨基-6甲基苯并咪唑酮溶解于水和质量浓度为30%的盐酸中,用质量浓度为40%的亚硝酸钠溶液重氮化,制得重氮盐溶液;(2)将巴比妥酸用碱水溶液溶解,制得偶合液;(3)将表面活性剂、缓冲剂溶解到水中,制得缓冲溶液;(4)将重氮盐溶液和偶合液同时加入到缓冲溶液中进行偶合反应,过滤,得到颜料橙64颜料粗品;(5)将上述颜料粗品加入到有机溶剂中,打浆,升温到70-120℃,保温1-8小时,抽滤、洗涤、烘干即得颜料橙64成品。该方法采用偶合时添加表面活性剂,优选偶合反应参数,颜料粗品滤饼在水与弱溶剂中颜料化制备高着色强度C.I.颜料橙64。

Description

一种高着色强度颜料橙64的制备方法
技术领域
本发明涉及颜料制备技术领域,具体是涉及一种高着色强度颜料橙64的制备方法。
背景技术
颜料橙64(中文名称:5-[(2,3-二氢-6-甲基-2-氧代-1H-苯并咪唑-5-基)偶氮]-2,4,6(1H,3H,5H)-嘧啶三酮)属于苯并咪唑酮类,是一种黄光橙色的高档有机颜料,具有如下分子结构:
该颜料品种是一种非常重要的橙色有机颜料,分子结构中由于含有环状酰胺取代基团(-NHCONH-),使其分子中的亚胺基(-NH-)与羰基(=O)之间形成颜料分子间氢键。一般偶氮颜料的耐溶剂、耐热性能较差,是因为它们的分子内不含有氢键,分子与分子间的距离较大,整个晶体的束缚力只有范德华力。苯并咪唑酮颜料分子间形成氢键,而且氢键是一维的,因而颜料分子在同一方向上连接形成分子带,分子带的每个分子都相互锁定,从分子结构来讲,苯并咪唑酮颜料代表了一种全新的偶氮颜料,其优异的应用性能正是源于这种奇特的结构。
现有文献报到了合成C.I.颜料橙64的方法:
一般偶氮类有机颜料的合成都是在水介质中完成的,最关键的是要控制好偶合反应的各项参数;高档偶氮类有机颜料在水介质中偶合得到的产物颗粒硬、着色强度低、色光较暗,不具有颜料的使用性能,必须通过颜料化处理,使其转变为高着色强度、色光鲜艳、粒子松软的产物,所以在合成过程中除了要选择合适的偶合反应参数,还必须要选择合适的颜料化加工工艺。
英国专利(GB1008166)公开了一种橙色苯并咪唑酮类有机颜料的合成方法,在颜料化加工时采用吡啶作为反应介质,可是吡啶不仅有毒而且有令人不愉快的臭味,对操作人员的身心健康有伤害;美国专利(US4870164)采用一种叫做蒙脱蜡的物质对偶合产物进行颜料化加工,可是这种蒙脱蜡在中国很难得到,因而没有普遍意义;专利CN1569968A公开了一种苯并咪唑酮C.I.P.O.36合成方法,使用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂进行颜料化加工,因为N,N-二甲基甲酰胺已被欧盟列入高关注度物质(SVHC),所以若使颜料中不含有此物质只能用大量的水漂洗,不仅浪废水资源,而且此污水中氨氮含量较高,较难生化处理,污水的处理成本也会相应提高;专利CN102391664A公开了一种颜料橙64的合成方法,是将重氮盐缓慢加入到偶合组份中,因为该重氮盐偶合能力差,反应过程中肯定会有大量的重氮盐处于过量状态,整个偶合反应是由强碱到弱酸性的过程,碱性条件下时重氮盐容易被破坏,而且反应过程中pH值变化较大,形成的产品颗粒状态不一,合成的产品着色力低;专利CN101955685A公开了一种颜料橙64的合成方法,是将重氮盐快速加入到偶合组份中,颜料粗品不经颜料化加工,只是用KOH调pH为12-14,然后再用盐酸快速析出,这样合成的产品不仅着色力低,而且色光较暗,不能用于高档产品着色。
发明内容
本发明提供了一种C.I.颜料橙64的制备方法,该方法采用偶合时添加表面活性剂,优选偶合反应参数,颜料粗品滤饼在水与弱溶剂中颜料化制备高着色强度C.I.颜料橙64。
一种高着色强度C.I.颜料橙64的制备方法,包括如下步骤:
(1)将5-氨基-6甲基苯并咪唑酮溶解于水和质量浓度为30%的盐酸中,降温到-2-5℃,用质量浓度为40%的亚硝酸钠溶液重氮化,制得重氮盐溶液;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:盐酸(氯化氢):亚硝酸钠摩尔比为1:2.1-3.0:0.99-1.05;
(2)将巴比妥酸用碱水溶液溶解,调整温度10-20℃,制得偶合液;
(3)将表面活性剂、缓冲剂溶解到水中,降温10-20℃,制得缓冲溶液;
(4)将重氮盐溶液和偶合液同时加入到缓冲溶液中进行偶合反应,其中:5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:巴比妥酸摩尔比为1:0.98-1.05;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:表面活性剂:缓冲剂质量比为1:0.01-0.05:0.40-0.60;反应完全后即偶合结束后pH值为5.5-7.0,升温至90℃,保温2小时,过滤,得到颜料橙64颜料粗品;
(5)将颜料橙64颜料粗品加入到有机溶剂中,打浆,升温到70-120℃,保温1-8小时,抽滤、洗涤、烘干即得颜料橙64成品。
所述步骤(1)中,所述重氮化时反应温度为0-2℃;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:盐酸(氯化氢):亚硝酸钠摩尔比优选为1:2.22:1.02。
所述步骤(2)中,所述的碱水溶液为质量百分比浓度为1-5%的氢氧化钠的水溶液。
所述步骤(3)中,所述的表面活性剂为平平加O、乳化剂FM、非离子型表面活性剂OP-10中的一种或几种;所述的缓冲剂为醋酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或几种。
所述步骤(3)中,所述表面活性剂优选为乳化剂FM,缓冲剂优选为醋酸钠。
所述步骤(4)中,所述的偶合过程中加料时间为0.5-1.5小时;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:巴比妥酸摩尔比优选为1:0.99;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:表面活性剂:缓冲剂质量比为1:0.01:0.53。
所述步骤(4)中,所述的偶合结束后,反应后的溶液的pH为6.0-6.5。
所述步骤(4)中,所述的偶合温度为10-20℃,升温及保温温度优选90℃。
所述步骤(5)中,所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇中的一种或几种。
所述步骤(5)中,所述的颜料橙64颜料粗品与有机溶剂的质量百分比为3-10%。
所述步骤(5)中,有机溶剂优选为异丙醇。
其中重氮组分为5-氨基-6甲基苯并咪唑酮,其结构式:
其中偶合组分为巴比妥酸,其结构式:
其反应方程式为:
(1)重氮化反应
(2)偶合反应
与现有技术相比,本发明的有益效果体现在:
(1)、采用优选的表面活性剂,有利于偶合反应的进行,缩短了反应时间,提高收率,降低废水COD的排放;偶合反应pH值稳定,减少了重氮盐分解,提高了总收率,更有利于制备出高着色强度的C.I.颜料橙64。
(2)、颜料化时用异丙醇替代有毒有害的吡啶和DMF,减少对操作工的伤害,而且生产过程中产品的污水更易于处理;通过颜料化时间控制制备得到多种规格的产品,最终制得的C.I.颜料橙64粒径均匀、颗粒松软,且分散性优良,颜色鲜艳、着色强度高。
具体实施方式:
最佳实施例1:
将190kg 5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、414kg质量百分比浓度为30%的盐酸和1850kg水搅拌打浆,加1000kg冰降温至0-5℃,加入199kg质量百分比浓度40%的亚硝酸钠溶液重氮化,重氮结束消除多余的亚硝酸钠,得到重氮盐溶液。
将148kg巴比妥酸溶解于185.7kg质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液和2000kg水中,调整温度为15℃,得到偶合溶液。
将重氮盐溶液和偶合溶液同时加入到缓冲溶液中进行反应,该缓冲溶液由2000kg水、2kg乳化剂FM、100kg醋酸钠配制而成;偶合结束pH值为7,升温至90℃,保温2小时,过滤,得颜料粗品滤饼。
842.8kg含固量为40%的粗品颜料滤饼,加至3500kg异丙醇中打浆,在良好的搅拌下加热至回流、保温8小时、水洗、于85-90℃下烘干、粉碎得到335kg产品。
实施例2:
将190kg 5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、425kg质量百分比浓度为30%的盐酸和1850kg水搅拌打浆,加1000kg冰降温至0-5℃,加入200kg质量百分比浓度40%的亚硝酸钠溶液重氮化,重氮结束消除多余的亚硝酸钠,得到重氮盐溶液。
150kg巴比妥酸,溶解于185.7kg质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液和2000kg水中,调整温度为15℃,得到偶合溶液。
将重氮盐溶液和偶合溶液同时加入到缓冲溶液中进行反应,该缓冲溶液由2000kg水、2kg乳化剂OP-10、100kg醋酸钠配制而成,偶合结束pH值为6.5,升温至90℃,保温2小时,过滤,得颜料粗品滤饼。
846.8kg含固量为40%的粗品颜料滤饼,加至3500kg异丙醇中打浆,在良好的搅拌下加热至回流、保温8小时、水洗、于85-90℃下烘干、粉碎得到338kg产品。
实施例3:
将190kg 5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、414kg质量百分比浓度为30%的盐酸和1850kg水搅拌打浆,加1000kg冰降温至0-5℃,加入199kg质量百分比浓度40%的亚硝酸钠溶液重氮化,重氮结束消除多余的亚硝酸钠,得到重氮盐溶液。
148kg巴比妥酸,溶解于185.7kg质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液和2000kg水中,调整温度为15℃,得到偶合溶液。
将重氮盐溶液和偶合溶液同时加入到缓冲溶液中进行反应,该缓冲溶液由2000kg水、2kg平平加O、100kg碳酸氢钠和50kg醋酸钠配制而成,偶合结束pH值为7,升温至90℃,保温2小时,过滤,得颜料粗品滤饼。
843.5kg含固量为40%的粗品颜料滤饼,加至3500kg异丁醇中打浆,在良好的搅拌下加热至回流、保温8小时、水洗、于85-90℃下烘干、粉碎得到336kg产品。
实施例4:
将190kg 5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、415kg质量百分比浓度为30%的盐酸和1850kg水搅拌打浆,加1000kg冰降温至0-2℃,加入200kg质量百分比浓度40%的亚硝酸钠溶液重氮化,重氮结束消除多余的亚硝酸钠,得到重氮盐溶液。
149kg巴比妥酸,溶解于185.7kg质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液和2000kg水中,调整温度为15℃,得到偶合溶液。
将重氮盐溶液和偶合溶液同时加入到缓冲溶液中进行反应,该缓冲溶液由2000kg水、2kg乳化剂FM、100kg醋酸钠配制而成,偶合结束pH值为7,升温至90℃,保温2小时,过滤,得颜料粗品滤饼。
850.8kg含固量为40%的粗品颜料滤饼,加至3500kg异丙醇中打浆,在良好的搅拌下加热至回流、保温8小时、水洗、于85-90℃下烘干、粉碎得到339kg产品。
实施例5:
将190kg 5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、414kg质量百分比浓度为30%的盐酸和1850kg水搅拌打浆,加1000kg冰降温至0-2℃,加入199kg质量百分比浓度40%的亚硝酸钠溶液重氮化,重氮结束消除多余的亚硝酸钠,得到重氮盐溶液。
148kg巴比妥酸,溶解于185.7kg质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液和2000kg水中,调整温度为15℃,得到偶合溶液。
将重氮盐溶液和偶合溶液同时加入到缓冲溶液中进行反应,该缓冲溶液由2000kg水、2kg乳化剂FM、100kg醋酸钠和50kg碳酸钠配制而成,偶合结束pH值为6.5,升温至90℃,保温2小时,过滤,得颜料粗品滤饼。
841.6kg含固量为40%的粗品颜料滤饼,加至3500kg异丙醇中打浆,在良好的搅拌下加热至回流、保温8小时、水洗、于85-90℃下烘干、粉碎得到335kg产品。
对比例1:
将190kg 5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、414kg质量百分比浓度为30%的盐酸和1850kg水搅拌打浆,加1000kg冰降温至0-5℃,加入199kg质量百分比浓度40%的亚硝酸钠溶液重氮化,重氮结束消除多余的亚硝酸钠,得到重氮盐溶液。
148kg巴比妥酸,溶解于185.7kg质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液和2000kg水中,调整温度为15℃,得到偶合溶液。
然后将重氮盐溶液滴加到偶合溶液中进行反应,偶合结束pH值为2.5,升温至90℃,保温2小时,过滤,得颜料粗品滤饼。
712.5kg含固量为45%的粗品颜料滤饼,加至3500kg异丙醇中打浆,在良好的搅拌下加热至回流、保温8小时、水洗、于85-90℃下烘干、粉碎得到315kg产品。
对比例2:
将190kg 5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮、414kg质量百分比浓度为30%的盐酸和1850kg水搅拌打浆,加1000kg冰降温至0-5℃,加入199kg质量百分比浓度40%的亚硝酸钠溶液重氮化,重氮结束消除多余的亚硝酸钠,得到重氮盐溶液。
148kg巴比妥酸,溶解于185.7kg质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液和2000kg水中,调整温度为15℃,得到偶合溶液。
然后将重氮盐快速加入到偶合组份中进行反应,偶合结束pH值为2.5,用KOH调pH为12-14,然后再用盐酸快速析出,过滤,得颜料粗品滤饼。于85-90℃下烘干、粉碎得到325kg产品。
实施例1-5与对比例1-2的性能对比如表1所示:
表1
编号 外观 色光 着色力% 得量(kg)
实施例1 颗粒均匀、松软 鲜艳 110±5 335
实施例2 颗粒均匀、松软 鲜艳 108±5 338
实施例3 颗粒均匀、松软 鲜艳 106±5 336
实施例4 颗粒均匀、松软 鲜艳 111±5 339
实施例5 颗粒均匀、松软 鲜艳 104±5 335
对比例1 颗粒较硬 较暗 97±5 315
对比例2 颗粒较硬 较暗 95±5 325

Claims (10)

1.一种高着色强度颜料橙64的制备方法,包括如下步骤:
(1)将5-氨基-6甲基苯并咪唑酮溶解于水和质量浓度为30%的盐酸中,降温到-2-5℃,用质量浓度为40%的亚硝酸钠溶液重氮化,制得重氮盐溶液;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:盐酸(氯化氢):亚硝酸钠摩尔比为1:2.1-3.0:0.99-1.05;
(2)将巴比妥酸用碱水溶液溶解,调整温度10-20℃,制得偶合液;
(3)将表面活性剂、缓冲剂溶解到水中,降温10-20℃,制得缓冲溶液;
(4)将重氮盐溶液和偶合液同时加入到缓冲溶液中进行偶合反应,其中:5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:巴比妥酸摩尔比为1:0.98-1.05;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:表面活性剂:缓冲剂质量比为1:0.01-0.05:0.40-0.60;反应完全后即偶合结束后pH值为5.5-7.0,升温至90℃,保温2小时,过滤,得到颜料橙64颜料粗品;
(5)将颜料橙64颜料粗品加入到有机溶剂中,打浆,升温到70-120℃,保温1-8小时,抽滤、洗涤、烘干即得颜料橙64成品。
2.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述重氮化时反应温度为0-2℃;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:盐酸(氯化氢):亚硝酸钠摩尔比优选为1:2.22:1.02。
3.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的碱水溶液为质量百分比浓度为1-5%的氢氧化钠的水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述的表面活性剂为平平加O、乳化剂FM、非离子型表面活性剂OP-10中的一种或几种;所述的缓冲剂为醋酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述表面活性剂优选为乳化剂FM,缓冲剂优选为醋酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述的偶合过程中加料时间为0.5-1.5小时;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:巴比妥酸摩尔比优选为1:0.99;5-氨基-6甲基苯并咪唑酮:表面活性剂:缓冲剂质量比为1:0.01:0.53。
7.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述的偶合结束后,反应后的溶液的pH为6.0-6.5。
8.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述的偶合温度为10-20℃,升温及保温温度优选90℃。
9.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的一种高着色强度颜料橙64的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述的颜料橙64颜料粗品与有机溶剂的质量百分比为3-10%。
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