CN105694531B - 一种苝系颜料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种苝系颜料的制备方法。本发明通过控制有机溶剂与溶质的反应温度先在40‑60度预热，让样品充分混合，以反应完全，同时降低了温度的增长速度，减少团聚，利于结晶，同时便于清洗，节约清洗成本；当温度高于70度时，反应迅速发生，不利于反应物的充分反应，会导致出现很多未反应的物质，且不利于形成大小均匀的结晶体，会加剧团聚，制备出的产品会很粗，颗粒很大，而且团聚现象发生不利于清洗杂质。本发明提供的苝系颜料制备方法，省去球磨的后处理，环保，经济，且制备的苝系颜料晶粒均一，分散性好，遮盖力强，从而便于直接使用于涂料中。

Description

一种苝系颜料制备方法
技术领域
本发明涉及一种苝系颜料的制备方法，属于苝系颜料的制备技术。
背景技术
有机颜料作为颜料的一个组成部分，具备色彩明亮，高着色力，毒性小的特点。苝系颜料作为有机颜料的一个部分，除具备有机颜料的特性外，由于其宽的颜色范围，极高的热稳定性和耐有机溶剂性，耐气候稳定性和化学惰性被广泛应用在涂料中，尤其塑料着色和汽车面漆中。
苝系颜料基本都是苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺的N-和N’-进行取代的产物，其结构如下：
其中的R-包括脂肪或者芳香基。其中R＝苯乙基的苝酰衍生物在《染料索引》被登录为C.I.颜料黑31。R＝4-甲氧基苯甲基的苝酰衍生物在《染料索引》被登录为C.I.颜料黑32。
目前，制备苝系颜料的方法很多，按照其反应介质不同可以分为直接法，水介质法和有机溶剂介质法。其中，直接法因其工艺简单被广泛使用，但直接法需要消耗大量反应物质，增加成本；水介质法由于其反应慢，很多反应需要加压而受到限制；有机溶剂介质法可以在常压下进行，反应速度快，成本小受到大家关注。
苝系颜料制备已经经过很多年研究，在这些制备技术中大部分都先制备出粗品，然后再通过热处理，酸处理，球磨等方法进行颜料化过程，目前比较多采用的球磨方法中，需要经过分离，干燥，然后球磨，再用溶剂处理得到优异的颜料。但是这些方法基本都需要四到五步反应，成本高。同时在球磨过程中需要加入大量有机溶剂作为助剂，由于大量使用有机溶剂，必须回收，产生大量废水，对环境造成危害。
发明内容
针对上述存在问题或不足，本发明目的在于提供一种苝系颜料的制备方法，该方法简单，经济，环保，以克服现有技术中的不足。本发明通过在有机溶剂和介质反应时，控制反应温度，时间来制备优异产品。
本发明所述苝系颜料结构如下：
其中R-为苯甲基，苯乙基，4-甲氧基苯甲基。其制备方法，包括以下步骤：
步骤1：在有机溶剂中加入溶质，密闭，超声溶解30min后得到混合溶液；有机溶剂是沸点高于200℃的有机化合物，溶质为取代芳基的脂肪族伯胺，有机溶剂和溶质两者体积比为10-15:1；
步骤2：将步骤1所得混合溶液转移到40-60℃的不锈钢反应釜中，加入苝酐，在1000-1500转/分搅拌状态下加热20-60min，直至充分溶解，其中苝酐和溶质两者的摩尔比为1:2-5；
步骤3：将步骤2所得反应温度升至100-200℃后，依次密闭，回流，在2000-2500转/分搅拌下保温反应，直至苝酐耗尽；
步骤4：步骤3完成后，将反应温度调至40-60℃，自然冷却后，加入纯甲醇，其中甲醇与溶质质量比为3-6:1稀释后，依次水洗，过滤，在60℃干燥为止；
步骤5：将步骤4制得的干燥固体加入50-150ML质量分数10％Na2CO3中，超声溶解后，转移到40-60℃反应釜中回流反应1-2小时，自然冷却，水洗，在60-80℃干燥为止。
所述步骤1中沸点高于200℃的有机溶剂为丙三醇、N-甲基吡咯烷酮、二苯醚或六甲基亚磷酰三胺。
所述步骤1中取代芳基的脂肪族伯胺为苯甲胺、苯乙胺或4-甲氧基苯甲胺。
所述步骤2中苝酐为苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺。
本发明步骤2中的有机溶剂与溶质反应时：当温度高于70度时，会发现反应迅速发生，整个溶液从红色一下子变成黑色，这一点不利于反应物的充分反应，所以就会导致出现很多未反应的物质，同时由于制备的颜料是有结晶的，迅速的反应不利于形成大小均匀的结晶体，会加剧团聚，制备出的产品就会很粗，颗粒很大，而且团聚现象发生不利于清洗杂质。因此本发明中先在40-60度预热，让其充分混合，以反应完全，同时降低了温度的增长速度，减少团聚，利于结晶，同时便于清洗，节约清洗成本。这样制备出的产品就会结晶的晶粒均一，粒径小，就省去球磨将团聚的颗粒再分散开，也就省去球磨的后处理，省去四到五个步骤，便于直接使用。
综上所述，本发明的有益效果为：本发明提供一种苝系颜料的制备方法，其方法简单，环保，经济，且通过控制反应温度，时间，制备出晶粒均一，分散性好，遮盖力强的产品，从而便于直接使用于涂料中。
附图说明
图1为实施例1制得的苝系颜料的扫描电镜图片。
具体实施方式
下面结合实施例，详述本发明的技术方案。
实施例1
步骤1：在50ML丙三醇溶液中，加入4ML苯甲胺，密闭，超声30min得到混合溶液。
步骤2：将步骤1所得混合溶液转移到50℃的不锈钢反应釜中，加入5g苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺，在1000转/分搅拌状态下加热30min，苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺充分溶解，溶液呈红色。
步骤3：将步骤2所得反应温度升至140℃后，依次密闭，回流，在2000转/分搅拌下保温反应4h。
步骤4：步骤3完成后，将反应温度调至50℃，自然冷却后，加入25ML纯甲醇稀释后，依次水洗，过滤，在60℃干燥为止。
步骤5：将步骤4制得的干燥固体加入100ML质量分数10％Na2CO3中，超声溶解后，转移到50℃的反应釜中回流反应1h，再自然冷却后，水洗，在80℃干燥为止，得到暗红色固体粉末，即N,N’-二苯甲基苝四酸二酰亚胺，产率80％。
实施例2
步骤1：在50ML丙三醇溶液中，加入4ML苯乙胺，密闭，超声30min得到混合溶液。
步骤2：将步骤1所得混合溶液转移到40℃的不锈钢反应釜中，加入5g苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺，在1500转/分搅拌状态下加热30min，苯乙胺和苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺充分溶解，溶液呈红色。
步骤3：将步骤2所得反应温度升至140℃后，依次密闭，回流，在2000转/分搅拌下保温反应4h。
步骤4：步骤3完成后，将温度调至50℃，加入25ML纯甲醇稀释后，依次水洗，过滤，在60℃干燥为止。
步骤5：将步骤4制得的干燥固体加入100ML质量分数10％Na2CO3中，超声溶解后，转移到50℃的反应釜中回流反应1h，再自然冷却后，水洗，在80℃干燥为止，得到暗红色固体粉末，即N,N’-二苯乙基苝四酸二酰亚胺，产率88％。
实施例3
步骤1：在50ML丙三醇溶液中，加入5.2g 4-甲氧基苯甲胺，密闭，超声30min得到混合溶液。
步骤2：将步骤1所得混合溶液转移到50℃的不锈钢反应釜中，加入5g苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺，在1000转/分搅拌状态下加热30min，苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺和4-甲氧基苯甲胺 充分溶解，溶液呈红色。
步骤3：将步骤2所得反应温度升至140℃后，依次密闭，回流，在2500转/分搅拌下保温反应4h。
步骤4：步骤3完成后，将温度调至50℃，加入25ML纯甲醇稀释后，依次水洗，过滤，在60℃干燥为止。
步骤5：将步骤4制得的干燥固体加入100ML质量分数10％Na2CO3中，超声溶解后，转移到50℃的反应釜中回流反应1h，再自然冷却后，水洗，在80℃干燥为止，得到暗红色固体粉末，即N,N，-二(4，-甲氧基苯甲基)苝四酸二酰亚胺，产率90％。

Claims (4)

1.一种苝系颜料制备方法，包括以下步骤：
步骤1：在有机溶剂中加入溶质，密闭，超声溶解30min后得到混合溶液；有机溶剂是沸点高于200℃的有机化合物，溶质为取代芳基的脂肪族伯胺，有机溶剂和溶质两者体积比为10-15:1；
步骤2：将步骤1所得混合溶液转移到40-60℃的不锈钢反应釜中，加入苝酐，在1000-1500转/分搅拌状态下加热20-60min，直至充分溶解，其中苝酐和溶质两者的摩尔比为1:2-5；
步骤3：将步骤2所得反应温度升至100-200℃后，依次密闭，回流，在2000-2500转/分搅拌下保温反应，直至苝酐耗尽；
步骤4：步骤3完成后，将反应温度调至40-60℃，自然冷却后，加入纯甲醇，其中甲醇与溶质质量比为3-6:1, 稀释后，依次水洗，过滤，在60℃干燥为止；
步骤5：将步骤4制得的干燥固体加入50-150mL 质量分数10％Na2CO3中，超声溶解后，转移到40-60℃反应釜中回流反应1-2小时，自然冷却，水洗，在60-80℃干燥为止。
2.如权利要求1所述苝系颜料制备方法，其特征在于：所述步骤1中沸点高于200℃的有机溶剂为丙三醇、N-甲基吡咯烷酮、二苯醚或六甲基亚磷酰三胺。
3.如权利要求1所述苝系颜料制备方法，其特征在于：所述步骤1中取代芳基的脂肪族伯胺为苯甲胺、苯乙胺或4-甲氧基苯甲胺。
4.如权利要求1所述苝系颜料制备方法，其特征在于：所述步骤2中苝酐为苝-3,4,9,10-四甲酰二亚胺。
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