CN108603040A - 用于制造偶氮颜料的方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的说明性实施方案，公开了一种用于制造偶氮颜料的方法。该方法包括生产偶氮颜料的浆料。浆料包含芳族伯胺(PAA)。该方法还包括衍生化浆料中的残留的PAA，随后封装浆料。浆料被酸化或碱化。最后对浆料进行进一步处理，从而形成无PAA迁移的偶氮颜料。衍生化和封装附加地或协同地降低PAA含量，从而抑制PAA从颜料迁移到其上负载颜料的基材中。
Description
发明领域
本发明大体上涉及用于制造偶氮颜料的方法。更具体地，本发明涉及用于制造无芳族伯胺(primary aromatic amine)(PAA)迁移的偶氮颜料的方法。
发明背景
随着消费行业中日益激烈的竞争，各公司正在对可食用产品的包装的不同特性进行大量投资，以成为对他们的消费者而言引入注目的东西。除了可食用产品之外，重点还放在其他产品的包装/外观上，例如绵纸、皮肤用纸巾(paper wipe intended for skin)、板材(board)、塑料(例如塑料儿童玩具)等。所追求的包装特性包括颜色活力(colorvibrancy)、颜色一致性、透明度、色调、饱和度、光泽度、保色性等。然而，这样的包装或外观涉及使用化学油墨，例如用偶氮颜料配制的化学油墨。偶氮颜料包含某些杂质例如芳族伯胺(PAA)，所述芳族伯胺(PAA)具有通过渗透穿过包装或通过经由接触迁移的蹭脏(set-off)而从包装迁移到产品的趋势。芳族伯胺作为残留的起始材料或起始材料的降解产物存在于颜料上。食品类型、印刷的包装类型、油墨类型、接触时间、接触温度和重复的使用的组合可导致芳族伯胺从包装迁移到食品中，潜在地危害最终消费者。
通过被称为PIM或塑料实施措施(Plastics Implementation Measure)的欧洲法规EU/10/2011的附件II，§1严格规定了通过芳族伯胺对来自包装的食品的污染，该欧洲法规要求与食品接触的塑料和多层塑料材料和制品不得向所述食品中释放芳族伯胺，其中每kg食品中0.01mg的芳族伯胺(作为其总和)的检测极限被视为检测极限。
瑞士政府还在瑞士法令SR817.023.21中对芳族伯胺的迁移实施了同样的限制，其中范围被进一步扩大到所有用于食物接触的材料，该材料并入例如油墨、纸张、板材、再生纤维素、有机硅，...
避免芳族伯胺迁移到食品中的常规技术之一是使用颜色指数，即既不具有作为起始材料的芳族伯胺也不具有通过降解释放芳族伯胺的化合物的非偶氮颜料。这些非偶氮颜料的一些实例包括二酮吡咯并吡咯(diketo-pyrrolopyrrole)(DPP)、喹酞酮(quinophtalone)或无机颜料。然而，这样的颜料常常不具有在偶氮颜料上发现的所需的色彩性能(coloristic properties)。例如，无机颜料通常具有低于偶氮颜料多达五倍的颜色强度，不能像偶氮颜料那样充分地覆盖宽的颜色空间，并且典型地但不是一般地具有相对于偶氮颜料的低色度和低透明度水平。此外，非偶氮颜料通常比偶氮颜料更贵。
另一种常规技术公开了UV可固化的低迁移油墨，例如SunCure(Sun ChemicalCorporation)。这样的方法包括使用先进的交联和结网(netting)来固定所有可迁移的杂质。然而，该方法目前将这样的油墨的适用性限制在适合于UV固化的基材上。而且，UV固化的产品不适合于用于婴幼儿食品的小包装，因为丙烯酸单体、光引发剂或其他杂质由于不完全聚合和随后固化而释放到婴幼儿食品中不能被保证。此外，UV可固化的油墨例如上述SunCure被限制用于需要与包装材料直接接触的微波或耐烘的消费品(ovenableconsumable good)或食品中。此外，前述方法被限于基材印刷，并且在例如大量彩色塑料(mass coloured plastics)例如但不限于母料中没有益处。
在WO2005105928A1(Clariant Produkte GmbH)中公开的另一个实例中，公开了通过使用微反应器，随后进行溶剂洗涤和膜微滤来制造高纯度萘酚AS颜料(naphtol ASpigment)。这样的方法虽然导致低残留的芳族伯胺含量，但每次颜料生产都需要定制的一组参数。此外，该方法涉及额外的生产成本，例如对微反应器的投资、用于纯化的膜和ATEX设备上的开支。该方法还需要额外的生产时间，因为该方法需要用于一些彻底步骤(thorough step)的有效性，例如通过溶剂切换洗涤附聚物、痕量溶剂去除、溶剂回收等。此外，所述方法仅适用于红色萘酚型偶氮颜料的制造。
根据如由WO2009129455A8(Sun Chemical Corp.)所公开的另一个实例，与C.I.颜料黄13和C.I.颜料黄83的单独的合成相比，C.I.颜料黄13和C.I.颜料黄83的固溶体的原位合成可以改善芳族伯胺的含量。然而，与朝向在用于食品接触应用的颜料上残留的芳族伯胺的低于20ppm的极限的一般趋势比较，以苯胺计算，PAA含量仍高达370ppm。
根据又一常规实例，如WO2013066246A1(Xylophane Aktiebolag)中所公开的，屏障层可以被并入基材中以防止芳族伯胺的迁移，无论它是功能性屏障例如聚乙烯醇(PVOH)、乙烯乙烯醇(EVOH)或是绝对屏障例如铝箔或金属化塑料。而且，可以在印刷的表面上施加固定的顶涂层屏障例如Novast(Flint Group)，以消除通过蹭脏的接触迁移。然而，这样的屏障增加了总成本，并且仅限于塑料包装制造或层压的多层tetra-brik型容器。此外，如US5116649A(Westvaco Corporation)中所公开的，基于EVOH的屏障膜对除尼龙之外的大多数聚合物和纸张几乎没有粘附力，并且最后，EVOH树脂对湿气的影响敏感，这通过增加相对湿度导致降低的屏障性能。
发明US4643770描述了包括冲洗过程的对于油墨应用的颜料制剂上的游离脂族脂肪伯胺的减少。脂族脂肪胺尤其被用作表面活性剂，以改善含水颜料压滤饼与冲洗过程期间使用的有机相的相容性，并改善所述颜料的分散性，任选地通过由颜料的乙酰乙酰基部分形成长链开他敏。由于通常使用相对于颜料而言大摩尔当量过量的脂肪胺，该过程产生大量残留量的脂肪胺。本领域已知的是，过量的脂肪(二)胺对油墨制剂具有不利影响，或引起起泡。上述的专利通过在颜料合成之前仅将偶合剂的小部分(通常为5摩尔％)的乙酰乙酰基部分转化成开他敏来提供解决方案。然而，它只考虑脂族伯胺，并且所得颜料组合物仍然含有少于1％的残留的脂族胺，因此不提供用于来自颜料合成的处于百万分之几水平的痕量的芳族伯胺的解决方案。
综上所述，所述实例表明难以实现无PAA迁移的偶氮颜料(PAA migration freeazoic pigment)。
因此，存在对于开发成本节约且有效的用于制造没有PAA的迁移的偶氮颜料的方法的需求。
发明概述
本发明公开了用于制造偶氮颜料的方法。该方法包括获得由合成工艺随后是其任选的热处理而产生的偶氮颜料的浆料。浆料包含作为来自残留的起始材料的杂质和/或作为合成过程的副产物存在的芳族伯胺。该方法还包括衍生化浆料中包含的芳族伯胺，随后封装浆料中存在的颜料。然后任选地酸化或碱化浆料。最后，进一步处理浆料，从而形成具有非常低的残留的PAA水平的偶氮颜料。游离的残留的芳族胺(以下称为游离PAA)的衍生化和颜料的封装附加地或协同地降低了PAA含量，从而使PAA从颜料迁移到接触表面(surfacein contact)的风险最小化。
在实施方案中，提供了用于制造偶氮颜料的方法，该方法包括：
i)获得偶氮颜料的浆料，浆料包含残留的芳族伯胺(PAA)；
ii)通过向浆料中添加衍生剂(derivatization agent)来衍生化浆料中的残留的PAA；
iii)封装浆料中的颜料；
iv)浆料的最后处理，形成封装的无PAA迁移的偶氮颜料；
其中残留的游离PAA的衍生化和颜料的封装附加地或协同地降低PAA含量，从而抑制PAA从颜料迁移到接触表面。
该方法可以任选地包括浆料的酸化或碱化的步骤。该步骤可以在步骤i)之后、或者在步骤ii之后、或者在步骤iii之后进行。
此外，该方法可以任选地包括后处理(work up)浆料的方法，该方法包括以下步骤：过滤和洗涤颜料以获得颜料膏，并且通过添加一定量的溶剂再浆化(reslurry)颜料膏；在包含在10℃和180℃之间、优选地在15℃至60℃之间的温度范围搅拌所述分散体，直到达到粒度分布上的平衡。浆料的后处理可以在步骤ii)之前、或在步骤iii)之前进行。
在本发明的实施方案中，浆料的游离PAA的衍生化包括向浆料中添加衍生剂，其中衍生剂是醛、酮、酰卤、磺酰卤、有机酸酐、环氧化物、环氧蜡(epoxy wax)、异氰酸酯、(取代的)丙烯酸、(取代的)丙烯酸酯、(取代的)不饱和醛、(取代的)不饱和酮、(取代的)乙烯磺酸盐((substituted)ethylene sulfonate)、内酯、内酰胺、卤代烷或其组合。
在本发明的实施方案中，颜料的封装包括将单体或一组单体添加到浆料中用于封装。
这样的单体可以包括一种或更多种选自以下的官能的可聚合的基团：乙烯基基团、不饱和羧酸基团例如但不限于丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酸酯基团、不饱和磺酸基团(unsaturated sulfonic group)、有机硅烷基团、卤代硅烷基团、有机改性的硅氧烷基团、异氰酸酯基团、环氧基团、内酯、内酰胺或其任何组合或由其产生的双层的任何涂层(coating)。
所述一组单体包括[A]一种或更多种带有一种或更多种官能度(functionality)的单体，例如但不限于卤代烷、有机酸、酯、酰氯、有机酸酐、异氰酸酯，以及[B]一种或更多种带有一种或更多种官能度的单体，例如醇、胺、环氧化物或其任何组合或由其产生的双层的任何涂层。
在特定的实施方案中，用于与游离PAA反应的衍生剂可以是用于衍生化游离PAA以及封装颜料的双官能剂。
酸化/碱化是通过添加酸或碱来进行，酸选自以下的组：带有(Cl、Br、I)中的卤素的卤化氢、硫酸、亚硫酸、亚磷酸、磷酸、次磷酸、硝酸、氨基磺酸、羧酸、或有机磺酸例如甲磺酸；碱选自以下的组：苛性钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙或碳酸(氢)钠。
用于再浆化颜料膏的溶剂是软化水、聚乙二醇的醚或聚乙二醇的酯。
再浆化可以在包含在10℃和180℃之间、优选地在15℃至60℃之间的温度范围进行，直到平衡时的粒度小于1μm、或小于2μm、或小于5μm。
在本发明的实施方案中，提供了从根据本发明的方法获得的偶氮基颜料，其中颜料中的芳族伯胺含量低于20ppm、优选地低于10ppm、更优选地低于1ppm。
根据本发明的颜料可以适合于在相对于油墨在按重量计0.1％-50％范围内被并入油墨中。这种油墨可以是但不限于水基丙烯酸油墨、矿物胶印油墨(mineral offsetink)、植物胶印油墨、聚酰胺油墨、聚乙烯醇缩丁醛油墨、聚氯乙烯油墨、溶剂基硝化纤维素油墨、醋酸纤维素油墨或UV可固化油墨中的一种。
根据本发明的颜料可适合于被装载到基材中。
这样的基材可以是但不限于纤维素型基材、或塑料基材、或特别是非纺织织物基材中的一种，所述纤维素型基材例如牛皮纸基材(Kraft substrate)/层状/餐纸(meatpaper)/再生纤维素/板材，所述塑料基材例如(L)LDPE/PP/醋酸纤维素/PET/PA/PVC/有机硅/...。
附图简述
当参考附图阅读时，从以下描述，本发明的其他目的、特征和优点将是明显的。在附图中，其中在若干视图中相同的参考数字指示相应的部分。
图1图示了描述根据本发明的说明性实施方案的用于制造偶氮颜料的方法的流程图；
图2图示了描述根据本发明的另一说明性实施方案的用于制造偶氮颜料的方法的流程图；以及
图3图示了描述根据本发明的又一说明性实施方案的用于制造偶氮颜料的方法的流程图；
图4图示了在本发明的不同实施方案中描述的封装的原理。
发明详述
偶氮颜料用作被包裹到可食用或非可食用的产品之上的包装材料的着色指数。偶氮颜料包含具有从颜料迁移到产品的趋势的芳族伯胺，从而潜在地对产品的消费者造成损害。已经开发了一些抑制迁移的方法；然而，这些方法是昂贵的，并且限制了颜料的适用性。因此，本发明公开了成本节约、环境友好、以及省时的用于制造无PAA迁移的偶氮颜料的方法。
本发明公开了根据如图1中所描绘的说明性实施方案的用于制造偶氮颜料的方法100。偶氮颜料的实例包括，但不限于C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄2、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄4、C.I.颜料黄5、C.I.颜料黄6、C.I.颜料黄9、C.I.颜料黄10、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄55、C.I.颜料黄61、C.I.颜料黄62、C.I.颜料黄62:1、C.I.颜料黄63、C.I.颜料黄65、C.I.颜料黄73、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄75、C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄87、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄95、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄100、C.I.颜料黄104、C.I.颜料黄105、C.I.颜料黄111、C.I.颜料黄116、C.I.颜料黄120、C.I.颜料黄126、C.I.颜料黄127、C.I.颜料黄127:1、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄130、C.I.颜料黄133、C.I.颜料黄134、C.I.颜料黄136、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄152、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄165、C.I.颜料黄166、C.I.颜料黄167、C.I.颜料黄168、C.I.颜料黄169、C.I.颜料黄170、C.I.颜料黄172、C.I.颜料黄174、C.I.颜料黄175、C.I.颜料黄176、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄181、C.I.颜料黄182、C.I.颜料黄183、C.I.颜料黄188、C.I.颜料黄190、C.I.颜料黄191、C.I.颜料黄191:1、C.I.颜料黄194、C.I.颜料黄198、C.I.颜料黄200、C.I.颜料黄203、C.I.颜料黄204、C.I.颜料黄205、C.I.颜料黄206、C.I.颜料黄213、C.I.颜料橙1、C.I.颜料橙2、C.I.颜料橙5、C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙16、C.I.颜料橙17、C.I.颜料橙19、C.I.颜料橙22、C.I.颜料橙24、C.I.颜料橙34、C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙46、C.I.颜料橙62、C.I.颜料橙64、C.I.颜料橙67、C.I.颜料橙72、C.I.颜料橙74、C.I.颜料橙79、C.I.颜料红266、C.I.颜料红267、C.I.颜料红268、C.I.颜料红269、C.I.颜料红273、C.I.颜料红274、C.I.颜料红276、C.I.颜料红277、C.I.颜料红278、C.I.颜料红280、C.I.颜料红281、C.I.颜料紫25、C.I.颜料紫32、C.I.颜料紫44、C.I.颜料紫50、C.I.颜料蓝25、C.I.颜料棕1、C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25或C.I.颜料棕42。
如图1中所示，方法100包括多个步骤，然而，为了本领域技术人员理解本发明，下文公开的方法步骤的顺序是示例性的。方法100开始于步骤102，在步骤102中通过原位工艺获得偶氮基颜料的浆料。优选地，浆料是通过合成偶氮基颜料的工艺随后是任选的热处理获得的。
根据一些实施方案，可以在50℃至100℃的温度范围加热浆料。浆料包含存在于其中的残留的PAA含量。
在获得颜料浆料之后，该方法继续进行到步骤104，在步骤104中进行游离PAA的衍生化。衍生化步骤104通过胺官能和衍生剂之间的化学反应将浆料中存在的不需要的残留的芳族伯胺转化为其无害的衍生物，如图4中所描绘的。根据一些实施方案，衍生化包括添加预定量的衍生剂。此外，在预定的温度范围以及预定的pH水平进行衍生化步骤104持续预定的时间段。
在本发明的实施方案中，在10℃至99℃的温度范围、在范围在4和13之间的pH值进行游离PAA的衍生化持续范围在0.01小时至4小时之间的时间段。
衍生剂产品家族可以包括但不限于醛、酮、酰卤、磺酰卤、有机酸酐、环氧化物、环氧蜡、异氰酸酯、异硫氰酸酯、(取代的)丙烯酸及其相应的酯、(取代的)丙烯酰胺、(取代的)不饱和醛、(取代的)不饱和酮、(取代的)乙烯磺酸盐、卤代烷、内酯、内酰胺、过氧化氢、有机过氧化物、亚硝酸钠、光气、亚硫酰氯、羰基二咪唑或其任何组合。优选地使用酰氯、磺酰氯、或乙烯磺酸的盐。
根据一些实施方案，衍生剂的浓度取决于浆料合成后容器中芳族伯胺的残留量，例如相对于偶氮颜料0.5摩尔％至20摩尔％的衍生剂。由衍生化步骤获得的衍生物的各种实例包括但不限于席夫碱、酰胺、磺酰胺、乙氧基化胺、氨基甲酸盐/酯(carbamate)、脲衍生物、脱氨基的胺(deaminated amine)、牛磺酸衍生物、通过氮杂-迈克尔加成(aza-Michaeladdition)的β-氨基酸或其相应的酯、β-氨基酰胺、β-氨基酮或其任何衍生物组合。在实例中，通过将从合成得到的偶氮基颜料浆料在剧烈搅拌下在40℃用28％苛性钠而置于pH 9来进行该浆料的衍生化。此后，向浆料中添加1％苯甲酰氯，并在40℃搅拌颜料浆料持续1小时至4小时。
根据本发明的一些实施方案，如果在步骤104中浆料的pH不在游离PAA衍生化所需的预定的pH条件范围内，则在衍生化之前校正pH。因此，可以在游离PAA衍生化之前进行pH校正步骤，以获得最佳的衍生化条件。酸化/碱化是通过添加酸或碱来进行，酸选自以下的组：带有(F、Cl、Br、I)中的卤素的卤化氢、硫酸、亚硫酸、亚磷酸、磷酸、次磷酸、硝酸、氨基磺酸、羧酸、或有机磺酸例如甲磺酸；碱选自以下的组：苛性钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙或碳酸(氢)钠。
方法100继续进行到步骤106，在步骤106中进行颜料的封装。根据一些实施方案，封装捕获浆料中的杂质，并且由于单体的恰当选择，可以通过原位聚合进行。聚合涉及合成不同的聚合物链，优选地获得了围绕颜料颗粒的均匀的壳，或者在没有均匀的壳的情况下获得了具有足够小以不通过网浸出杂质(PAA)的孔的网。
封装步骤包括在引发剂的存在下，在从10℃至100℃、优选地30℃至60℃的预定温度范围向浆料中添加单体或一组单体。
单体可以优选地包括一种或更多种可聚合的官能团，所述可聚合的官能团可以选自乙烯基基团、不饱和羧酸基团例如丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酸酯基团、不饱和酮、不饱和醛、不饱和磺酸基团、有机硅烷基团、卤代硅烷基团、有机改性的硅氧烷基团、环氧基团、内酯、内酰胺或其任何组合或由其产生的双层的任何涂层。
所述一组单体可以优选地包括[A]一种或更多种带有一种或更多种受体型官能团的单体，受体型官能团例如但不限于卤素离去基团、有机酸、酯、酰基卤化物、有机酸酐、磺酰卤、腈、异氰酸酯、异硫氰酸酯、酮、醛、环氧化物、有机硅烷、卤代硅烷、有机改性的硅氧烷、内酯、内酰胺、乙烯基，以及[B]一种或更多种带有一种或更多种供体型官能团的单体，供体型官能团例如但不限于醇、硫醇、胺或其任何组合或由其产生的双层的任何涂层。
引发剂可以是例如过硫酸盐、偏亚硫酸氢盐、与过渡金属例如Fe2+结合的过氧化物、有机过氧化物例如过氧化二苯甲酰、偶氮(二)异丁腈，或光引发剂，例如双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(IRGACURE 819)。
在一些实施方案中，如图4中所描绘的，双官能剂可用于进行游离PAA的衍生化和进一步地颜料的封装两者，其中双官能剂包括[A]一种或更多种用于与芳族伯胺的胺官能度反应的官能团(例如与上述衍生剂类似的官能度)，以及[B]一种或更多种反应性单体，例如但不限于上述具有可聚合官能团的单体。
在一些实施方案中，衍生化和封装工艺步骤将同时发生(图4)，因为芳族伯胺与包含反应性官能团的衍生试剂的反应产物本身可以诱导与过量衍生试剂的自聚合，反应性官能团例如但不限于内酯、内酰胺或环氧化物，衍生剂也是单体。
在实例中，封装步骤106在衍生化步骤104之后通过首先在80℃加热浆料，然后添加10％二丙二醇二丙烯酸酯(相对于颜料，按重量计)来进行。添加10％过二硫酸铵(ammoniumperoxodisulfate)在水中的溶液作为引发剂，然后在80℃搅拌溶液持续2小时。
与衍生化步骤104期间添加的衍生剂的量相比，相对于偶氮颜料的重量，颜料的封装需要更多量的单体。例如，围绕500nm的颗粒的10nm均匀的、封闭的壳需要至少按重量计12％的涂层。颜料的密度限定涂层的密度。
在进行颜料的封装之后，如在步骤108所示的，方法100包括任选地进行浆料的酸化或碱化。酸化或碱化包括向浆料中分别添加酸或碱。酸的实例包括但不限于带有(F、Cl、Br、I)中卤素的卤化氢、硫酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、硝酸、氨基磺酸、羧酸、有机磺酸，例如但不限于甲磺酸。碱的实例包括但不限于苛性钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙或碳酸(氢)钠。
进行酸化以洗去痕量未反应的胺，而进行碱化以洗去痕量未反应的偶联剂。在实例中，当浆料的pH小于2时进行酸化，而当浆料的pH在10和12的范围内时进行碱化。
在步骤110，过滤浆料。浆料被进一步暴露于洗涤过程，由此形成颜料膏，如在步骤112所示的。洗涤过程可以用自来水、净化河水、反渗透水(RO-water)、软化水或其组合来进行。洗涤水可以是酸性、中性或苛性的。酸和碱的实例与酸化/碱化步骤108中使用的那些相同。酸或碱的浓度通常范围从0.1％至10％、优选地从0.2％至2％。洗涤水可以具有5℃至100℃的温度范围。在步骤114，将膏干燥并精细研磨成粉末，以提供封装的无PAA迁移的偶氮颜料，如在步骤116图示的。
然后，根据本发明的干燥的颜料可以被进一步分散在油墨制剂中。这样的油墨可以允许以每m2 0.1g至20g油墨的负载量被施加到基材上。
因此，由于衍生化之后浆料中的残留的PAA可能引发自聚合，或者示出与用于封装颜料的单体或一组单体的化学亲和力，衍生化和封装协同地或附加地降低了颜料上的PAA含量，这导致一系列的具有非常低的残留的PAA含量的偶氮颜料。这里公开的方法是环境友好的，并且与上述实例相比具有更低的成本。
根据本发明的一些实施方案，本发明还公开了用于制造偶氮颜料的方法200。除了几个步骤之外，该方法步骤的制备机制可以类似于方法100的上文所述的方法步骤的制备机制。
例如，在步骤202、212、214、216和218的浆料制备、游离PAA的衍生化、颜料的封装以及包括过滤、干燥和研磨的最后处理步骤类似于方法100的步骤102-116。然而，方法200包括进行另外的步骤204、206、208和210。
在本发明的实施方案中，该方法可以包括通过在步骤204进行浆料的任选的酸化/碱化来后处理浆料，以便在洗涤之前使芳族伯胺的残留量足够低。
此后，在步骤206过滤后处理过的浆料，随后在步骤208洗涤以产生颜料的膏。该方法继续进行到步骤210，在步骤210中制备颜料的再浆料(reslurry)。颜料的再浆料是通过首先在预定的温度范围向颜料膏中添加一定量的溶剂以形成分散体来制备的。搅拌如此形成的分散体直到达到粒度上的平衡。
例如，在后处理、过滤和洗涤之后的颜料膏在水(市政水、净化河水或反渗透水、或软化水)中被再浆化。也可以考虑其他溶剂：例如基于乙二醇的酯(参见Dowano范围)。优选地，使用软化水在10℃至180℃、优选地在15℃和60℃之间使用高剪切分散体系以1％至20％的干含量(dry content)来再浆化颜料膏，直到实现粒度分布上的平衡。
平衡时颜料膏的粒度可以<5μm、优选地<2μm、并且理想地<1μm。
在本发明的实施方案中，可以提供方法200，包括在步骤202颜料浆料的合成随后是任选的热处理，以及在步骤204任选的酸化或碱化。此后，在步骤206过滤浆料并在步骤208洗涤浆料，其中特征和要求与方法100的步骤110相同。在步骤210再浆化洗涤过的颜料膏，随后是分别在步骤212和步骤214游离PAA的衍生化以及颜料的封装。封装后，分别在步骤216和步骤218过滤和洗涤、干燥并精细研磨封装的颜料，从而在步骤220形成封装的无PAA迁移的偶氮颜料。
根据一些实施方案，可以避免在封装或衍生化之后的酸化或碱化，因为通过再浆化和衍生化/封装，胺的残留量是可忽略不计的。因此，在衍生化/封装之后的酸化或碱化可以对成本有负面影响。
根据本发明的又一实施方案，公开了用于制备偶氮颜料的方法300。除了以下步骤之外，每个方法步骤的机制可以类似于方法200的上文所述的方法步骤的机制。例如，在步骤302、步骤306、步骤314、步骤312、步骤310、步骤308、步骤316和步骤318的浆料制备、游离PAA的衍生化、颜料的封装、再浆料制备、颜料膏的形成以及包括过滤、干燥和研磨的最后处理步骤分别类似于方法200的步骤202-220。然而，方法步骤的排列可以不同。方法300包括在步骤302的浆料的合成，随后是在步骤304的衍生化。
在游离PAA的衍生化之后，可以在步骤306通过任选的酸化或碱化来后处理颜料浆料，以便确保未溶解的残留的胺将被溶解，然后在步骤308过滤浆料。如通过步骤310所示的，用酸或苛性温水(caustic warm water)洗涤浆料，这形成颜料膏。在步骤312再浆化洗涤过的颜料膏，然后在步骤314封装。此后，在步骤316过滤封装的颜料。
最后，在步骤318洗涤、干燥并精细研磨颜料，从而形成封装的无PAA迁移的偶氮颜料。
尽管本发明的优选的实施方案及其优点已在上文的详述中被公开，但本发明不限于此，而是仅由所附权利要求的范围限定。如对于本领域技术人员来说将容易地明显的是，本发明可以容易地以其它特定形式产生，而不偏离其基本特征。因此，本实施方案将被认为仅是说明性的而非限制性的，本发明的范围由权利要求书而不是前述描述来指示，并且因此落入其中的所有变化都旨在被包含在其中。
实施例
实施例1(比较实施例)
通过常规技术，由50份3,3-二氯联苯胺盐酸盐水合物制备的、四氮化的3,3-二氯联苯胺(缩写为DCB)的水溶液在pH 4至pH 6.5与由60份乙酰乙酰基-2,4-二甲基苯胺和苛性钠制备的、偶联剂的水溶液反应，得到偶氮颜料浆料。
将浆料的温度调节到80℃。将浆料在80℃搅拌持续2小时并过滤。将过滤的颜料膏进一步洗涤、干燥以及精细研磨，以提供C.I.颜料黄13。
实施例2(方法100)
通过常规技术，由50份3,3-二氯联苯胺盐酸盐水合物制备的、四氮化的3,3-二氯联苯胺的水溶液在pH 4至pH 6.5与由60份乙酰乙酰基-2,4-二甲基苯胺和苛性钠制备的、偶联剂的水溶液反应，得到偶氮颜料浆料。
用稀氢氧化钠将浆料的pH校正至pH 9，并将温度校正至40℃。向浆料中添加1份苯甲酰氯，并在40℃搅拌浆料持续1小时。
将20份二丙二醇二丙烯酸酯添加到颜料浆料中，然后在40℃添加0.6份10％过二硫酸铵在水中的水溶液。在40℃搅拌持续1小时后，将浆料在80℃加热，并在80℃搅拌持续另外2小时。
过滤所得浆料。将过滤的颜料膏进一步洗涤、干燥以及精细研磨，以提供化学纯的C.I.颜料黄13。
实施例3(方法200)
如在上述的实施例1中由50份3,3-二氯联苯胺盐酸盐水合物和60份乙酰乙酰基-2,4-二甲基苯胺所制备的C.I.颜料黄13的颜料浆料在合成之后，在80℃被加热并在80℃被搅拌持续2小时。过滤浆料并通过软化水来洗涤。
借助于高剪切分散体系在40℃以10％干含量在软化水中再浆化颜料膏，直到找到粒度分布上的平衡，并且平均粒度至少低于5μm。
用稀氢氧化钠使pH处于pH 9，然后向浆料中添加1份苯甲酰氯。在40℃搅拌浆料持续1小时。
将20份二丙二醇二丙烯酸酯添加到颜料浆料中，然后在40℃添加0.6份10％过二硫酸铵在水中的溶液。在40℃搅拌持续1小时后，将浆料在80℃加热，并在80℃搅拌持续另外2小时。将浆料过滤、洗涤、干燥以及精细研磨以提供化学纯的C.I.颜料黄13。
实施例4(方法300)
如在上述的实施例1中由50份3,3-二氯联苯胺盐酸盐水合物和60份乙酰乙酰基-2,4-二甲基苯胺所制备的C.I.颜料黄13的颜料浆料在合成之后，用稀氢氧化钠使其处于pH9，并且将温度校正到40℃。将1份苯甲酰氯添加到浆料中并将浆料在40℃搅拌持续1小时。将浆料在80℃加热并在80℃搅拌持续2小时。过滤浆料并通过软化水来洗涤。
借助于高剪切分散体系在40℃以10％干含量在软化水中再浆化颜料膏，直到找到粒度分布上的平衡，并且平均粒度至少低于5μm。
将20份二丙二醇二丙烯酸酯添加到颜料浆料中，然后在40℃添加0.6份10％过二硫酸铵在水中的溶液。在40℃搅拌之后，将浆料在80℃加热，并在80℃搅拌持续另外2小时。将浆料过滤、洗涤、干燥以及精细研磨以提供化学纯的C.I.颜料黄13。
实施例5(方法200)
如在上述的实施例1中由50份3,3-二氯联苯胺盐酸盐水合物和60份乙酰乙酰基-2,4-二甲基苯胺所制备的C.I.颜料黄13的颜料浆料在合成之后，在80℃被加热并在80℃被搅拌持续2小时。过滤浆料并通过软化水来洗涤。
借助于高剪切分散体系在60℃以10％干含量在软化水中再浆化颜料膏，直到找到粒度分布上的平衡，并且平均粒度至少低于5μm。
向浆料中添加1份苯甲酰氯，并在60℃搅拌浆料持续1小时，然后在pH 5进行pH校正。向颜料浆料中添加8.6份20％溴化钾水溶液，然后在60℃滴加20份双酚A二缩水甘油醚。在60℃搅拌持续1小时后，将浆料在90℃加热，并在90℃搅拌持续1小时。使浆料的pH处于1.8，并且在90℃搅拌持续另外1小时。将浆料过滤、洗涤、干燥以及精细研磨以提供化学纯的C.I.颜料黄13。
实施例6(方法200)
如在上述的实施例1中由50份3,3-二氯联苯胺盐酸盐水合物和60份乙酰乙酰基-2,4-二甲基苯胺所制备的C.I.颜料黄13的颜料浆料在合成之后，在80℃被加热并在80℃被搅拌持续2小时。过滤浆料并通过软化水来洗涤。
借助于高剪切分散体系在40℃以10％干含量在软化水中再浆化颜料膏，直到找到粒度分布上的平衡，并且平均粒度至少低于5μm。
向浆料中添加1份苯甲酰氯，并在40℃搅拌浆料持续1小时。向颜料浆料中添加20份脂肪酸改性的聚酯六丙烯酸酯，然后在40℃添加0.6份10％过二硫酸铵在水中的溶液。在40℃搅拌持续1小时后，在80℃加热浆料，并在80℃搅拌持续1小时。使浆料的pH至1.8，并且在80℃搅拌持续另外1小时。然后将浆料过滤、洗涤、干燥以及精细研磨以提供化学纯的C.I.颜料黄13。
实施例7(比较实施例)
通过常规技术，用66.6份3-氨基-4-甲氧基苯甲酰苯胺、87份浓盐酸以及12.3份亚硝酸钠按通常的方式制备重氮化的3-氨基-4-甲氧基苯甲酰苯胺(或快红KD碱(Fast RedKD Base))的水溶液。使冷却的重氮盐在pH 8至pH 9与由49.7份N-(5-氯-2-甲基苯基)-3-羟基萘-2-甲酰胺、6.3份N-(4-氯-2,5-二甲氧基苯基)-3-羟基萘-2-甲酰胺和苛性钠制备的偶联剂的水溶液反应，得到偶氮颜料浆料。
将浆料的温度调节到85℃。将浆料在85℃搅拌持续3小时并过滤。将过滤的颜料膏进一步洗涤、干燥以及精细研磨，以提供C.I.颜料红184。
实施例8(方法200)
如在上述的实施例7中制备的C.I.颜料红184的颜料膏在过滤以及洗涤后，借助于高剪切分散体系在40℃以10％干含量在软化水中再浆化，直到找到粒度分布上的平衡，并且平均粒度至少低于5μm。
用稀氢氧化钠使pH处于pH 9，然后向浆料中添加1份苯甲酰氯。在40℃搅拌浆料持续1小时。
将20份二丙二醇二丙烯酸酯添加到颜料浆料中，然后在40℃添加0.6份10％过二硫酸铵在水中的溶液。在40℃搅拌持续1小时后，将浆料在80℃加热，并在80℃搅拌持续另外2小时。将浆料过滤、洗涤、干燥以及精细研磨以提供化学纯的C.I.颜料红184。
实施例9(方法200)
如在上述的实施例7中制备的C.I.颜料红184的颜料膏在过滤以及洗涤后，借助于高剪切分散体系在40℃以10％干含量在软化水中再浆化，直到找到粒度分布上的平衡，并且平均粒度至少低于5μm。向浆料中添加1份苯甲酰氯，并在60℃搅拌浆料持续1小时，然后在pH 5进行pH校正。向颜料浆料中添加8.6份20％溴化钾水溶液，然后在60℃滴加20份双酚A二缩水甘油醚。在60℃搅拌持续1小时后，将浆料在90℃加热，并在90℃搅拌持续1小时。使浆料的pH处于1.8，并且在90℃搅拌持续另外1小时。将浆料过滤、洗涤、干燥以及精细研磨以提供化学纯的C.I.颜料红184。
实施例10(方法200)
如在上述的实施例7中制备的C.I.颜料红184的颜料膏在过滤以及洗涤后，借助于高剪切分散体系在40℃以10％干含量在软化水中再浆化，直到找到粒度分布上的平衡，并且平均粒度至少低于5μm。
向浆料中添加1份苯甲酰氯，并在40℃搅拌浆料持续1小时。向颜料浆料中添加20份脂肪酸改性的聚酯六丙烯酸酯，然后在40℃添加0.6份10％过二硫酸铵在水中的溶液。在40℃搅拌持续1小时后，在80℃加热浆料，并在80℃搅拌持续1小时。使浆料的pH处于1.8，并且在80℃搅拌持续另外1小时。然后将浆料过滤、洗涤、干燥以及精细研磨以提供化学纯的C.I.颜料红184。
实施例11：水基油墨中颜料的控制方法
根据以下组成制备液体柔版丙烯酸油墨(flexo-acrylic ink)：
用浓氨水溶液将柔版丙烯酸油墨的pH调节在pH 9和pH 9.2之间。对于根据上述实施例制备的每种颜料，根据下表制备2种油墨(样品和参照)：
将制备的油墨在skandex型分散器上研磨持续60分钟。在Kromekote型纸上使用棒式涂布机(barcoater)n°2以12μm的湿膜厚度制图。用分光光度计、使用10°的测量角和标准光源D65对所得的图关于它们的CIELa*b*比色特性ΔΕ-ΔL-ΔC-ΔΗ进行色彩评估。
表1总结了上述样品C.I.颜料黄13-参照：主基准Cappelle Diacetanil黄GR1318C的色彩性能。表1
表2总结了上述样品C.I.颜料红184-参照：主基准Cappelle萘酚胭脂红6B 8438C的色彩性能。表2
实施例12：颜料上残留的游离胺定量
在玻璃烧瓶中将约50mg的颜料称重至0.1mg的精度。添加20±0.2g的玻璃珠，然后添加50mL的LC/MS级甲醇。将烧瓶在skandex型分散器上摇动持续1小时。通过0.2μm注射器式过滤器过滤提取物的等分试样。
将过滤的提取物用在MQ水中的100mM甲酸铵缓冲液稀释10倍。优选地，通过UPLC/MS-MS在BEH柱(长度＝50mm，直径＝2.1mm)上使用由Milli-Q型水和LC-MS级甲醇组成的流动相梯度以0.42mL/min的总流量进行分析。定量的极限为1mg/kg颜料。
表3总结了在上述样品中合成的C.I.颜料黄13上的残留的游离芳族胺。表3
表4总结了在上述样品中合成的C.I.颜料红PR184上的残留的游离芳族胺。表4
Claims (15)
1.一种用于制造偶氮颜料的方法，所述方法包括以下步骤：
获得所述偶氮颜料的浆料，所述浆料包含残留的芳族伯胺(PAA)；
通过向所述浆料中添加衍生剂来衍生化所述浆料中的所述残留的PAA；
封装所述浆料中的颜料；
所述浆料的最后处理，形成封装的无PAA迁移的偶氮颜料；
其中所述衍生化和封装附加地或协同地降低PAA含量，从而抑制PAA从所述颜料迁移到接触表面。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法任选地包括所述浆料的酸化或碱化。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述方法任选地包括后处理所述浆料的方法，所述方法包括以下步骤：过滤和洗涤所述颜料以获得颜料膏，以及通过添加一定量的溶剂来再浆化所述颜料膏；在包含在10℃和100℃之间、优选地在15℃至60℃之间的温度范围搅拌所述分散体，直到达到粒度分布上的平衡。
4.如权利要求3所述的方法，其中在步骤ii)之前进行所述浆料的所述后处理。
5.如权利要求3所述的方法，其中在步骤iii)之前进行所述浆料的所述后处理。
6.如权利要求2至5中任一项所述的方法，其中在步骤i)之后、或在步骤ii)之后或在步骤iii)之后进行所述酸化/碱化步骤。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述浆料中存在的所述残留的游离PAA的所述衍生化包括向所述浆料中添加衍生剂，其中所述衍生剂是卤代烷、醛、酮、酰卤、磺酰卤、有机酸酐、环氧化物、环氧蜡、异氰酸酯、异硫氰酸酯、(取代的)丙烯酸、(取代的)丙烯酸酯、(取代的)丙烯酰胺、(取代的)不饱和醛、(取代的)不饱和酮、(取代的)乙烯磺酸盐、内酯、内酰胺、卤代烷、过氧化氢、亚硝酸钠、有机过氧化物、光气、亚硫酰氯、羰基二咪唑或其任何组合。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述颜料的封装包括向所述浆料中添加单体或者一组单体。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述单体包括一种或更多种选自以下的官能的可聚合的基团：乙烯基基团、不饱和羧酸基团例如但不限于丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酸酯基团、不饱和磺酸基团、有机硅烷基团、卤代硅烷基团、有机改性的硅氧烷基团、异氰酸酯基团、环氧基团、内酯、内酰胺或其任何组合或由其产生的双层的任何涂层，或者其中所述一组单体包括[A]一种或更多种带有一种或更多种受体型基团的单体，所述受体型基团例如但不限于卤素离去基团、有机酸、酯、酰基卤化物、有机酸酐、磺酰卤、腈、异氰酸酯、异硫氰酸酯、酮、醛、环氧化物、有机硅烷、卤代硅烷、有机改性的硅氧烷、内酯、内酰胺、乙烯基基团，以及[B]一种或更多种带有一种或更多种供体型官能团的单体，所述供体型官能团例如但不限于醇、硫醇、胺或其任何组合或由其产生的双层的任何涂层。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述衍生剂是用于衍生化和封装的双官能剂。
11.如权利要求2至10中任一项所述的方法，其中酸化/碱化是通过添加酸或碱来进行，所述酸选自以下的组：带有(F、Cl、Br、I)中的卤素的卤化氢、硫酸、亚硫酸、亚磷酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、硝酸、氨基磺酸、羧酸、或有机磺酸例如但不限于甲磺酸；所述碱选自以下的组：苛性钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙或碳酸(氢)钠。
12.如权利要求6所述的方法，其中偶氮基颜料的所述再浆化在包含在10℃和180℃之间、优选地在15℃至60℃之间的温度范围进行，直到所述颜料膏的平衡时的粒度小于5μm。
13.从前述权利要求中任一项所述的方法获得的所述颜料，适合于在相对于油墨按重量计0.1％-50％范围内被并入所述油墨中。
14.从权利要求1至12中任一项所述的方法获得的所述颜料，适合于被并入水基丙烯酸油墨、矿物胶印油墨、植物胶印油墨、聚酰胺油墨、聚乙烯醇缩丁醛油墨、聚氯乙烯油墨、溶剂基硝化纤维素油墨、醋酸纤维素油墨或UV可固化油墨中。
15.从权利要求1至12中任一项所述的方法获得的所述颜料，适合于被装载到纤维素型基材或塑料型基材或非纺织织物，或其任何组合，或由其产生的任何组合的任何多层材料之中或之上。
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