CN1303160C - 水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法，属于苝系颜料粗品制备技术。该方法包括以下过程：将苝四甲酸酐与伯胺加入水介质中，加入聚合类脂肪醇催化下进行反应，第一阶段在常压下于-5℃～20℃下开环反应；第二阶段在在常压下于40℃～80℃下反应；第三阶段在0.4～0.5MPa于130℃～150℃反应，保持3-9小时，过滤滤饼加入盐酸水溶液中，95℃-100℃，保持15-60分钟，洗至中性；滤饼再加入氢氧化钠水溶液，95℃-100℃，保持15-60分钟，洗至无碱，干燥，得到苝系粗品颜料。本发明的优点在于，获得的苝系颜料粗品纯度和收率高，而且易于采用捏合法进行颜料化处理，易于得到色光鲜艳、着色力高的颜料。
Description
技术领域
本发明涉及一种水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法，属于苝系颜料粗品制备技术。
背景技术
红色至褐色的苝系颜料是一类高性能有机颜料，具有极高的耐有机溶剂性和热稳定性，优异的耐光牢度、耐气候牢度、耐渗色性、以及优异的耐迁移牢度等高性能。被广泛的应用于高档的工业涂料，如汽车原始面漆和修补漆以及高档塑料，如乙烯基聚合物、聚乙烯、聚丙烯以及纤维素塑料的着色应用。
苝颜料几乎全部是苝颜料几乎全部是苝-3，4，9，10-四甲酰二亚胺的N-和N‘-位置进行取代，其结构式为：
式中：R代表H、CH3或者取代的苯环，苯环上的取代基包括甲基、甲氧基、乙氧基。
苝，包括苝-3，4，9，10-四羧酸的二酰亚胺可以用本领域己知的方法制备，例如W.Herbst and K.Hunger的Industrial Organic Pigments(New York：VCHPublisher，Inc.，1997)，第9和476-479页；Heinrich Zollinger的Color Chemistry(VCH Publisher，Inc.，2003)，第298-300页；而苝系颜料中N，N’-二(3，5’-二甲基苯基)苝二酰亚胺的合成相对比较困难，见US2905685，US4404385，US4404386。全部需要在溶剂中进行，而且需要高沸点的溶剂，例如喹啉，对环境污染非常大，在实际生产中无法操作。
苝系颜料粗品的合成分为两条工艺路线。一种以水为介质，在压力(或回流)下使苝四甲酸酐与脂肪族(或芳香族)伯胺反应，在反应中先将苝四甲酸酐在碱性环境下溶解，再倒入酸性水介质中反应，酸为甲酸或冰醋酸等，例如US2543747，US3554776。而中国专利CN1310203提到的在压力下加入脂肪酸类催化剂，实质与US2543747反应一样进行的。US2543747报道可以用在整个苝系列中，而CN1310203报道可以用在颜料红179和颜料红149上。但是对于颜料红178和颜料红149应该都无法达到溶剂法的纯度和收率，使最终颜料化后的商品也无法达到应用要求。而US2905685，US4404385，US4405386采用溶剂法，就可以得到非常高纯度的粗品颜料，而且收率几乎可以达到100％，但是采用溶剂法会用到喹啉，对环境有极大的污染，而且对人体也有巨大的伤害，真正工业上很难采用此法。而在合成N，N’-二(3，5’-二甲基苯基)苝二酰亚胺时也可以用3，5-二甲基苯胺自己为溶剂，需要大过量的3，5-二甲基苯胺。由于3，5-二甲基苯胺的价格相当昂贵，又不易回收，势必造成非常高的成本，工业化也很难实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法，按照此方法制备的苝系颜料粗品具有纯度和收率高的特点，而且避免了对环境的污染。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法，其特征在于包括以下过程：
将苝四甲酸酐与脂肪族或芳香族的伯胺以摩尔比1∶(4～8)，加入水介质中，再加入颜料质量的3-20％聚合类脂肪醇催化下于pH为5-5.8进行三个阶段反应，第一阶段在常压下于-5℃～20℃下开环反应；第二阶段在在常压下于40℃～80℃下反应；第三阶段在0.4～0.5MPa于130℃～150℃反应，保持3-9小时，保温完毕，过滤。将滤饼加入到2-5％的盐酸水溶液中，升温至95℃-100℃，保持15-60分钟，过滤水洗至中性。将滤饼加入到2.5-5.5％的氢氧化钠水溶液，升温至95℃-100℃，保持15-60分钟，过滤、水洗至无碱，80℃干燥，得到苝系粗品颜料。
上述的脂肪族或芳香族伯胺选自甲胺、对氨基偶氮苯、3，5-二甲基苯胺、对氯苯胺、对甲氧基苯胺或对乙氧基苯胺。
上述的聚合类脂肪醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇1000。
上述的苝四甲酸酐与脂肪族或芳香族的伯胺反应，第一阶段反应温度为0℃～3℃；第二阶段反应温度为40℃～80℃；第三阶段反应温度为140℃～145℃。
本发明的优点在于，所获得的苝系颜料粗品具有非常高的纯度和收率，而且易于采用捏合法进行颜料化处理，可以很容易得到色光鲜艳、着色力高的颜料。
具体实施方式
实施例一
将29.4克(0.075mol)苝四甲酸酐、25克氢氧化钾与400克冰水在0℃～2℃搅拌45分钟，调整pH为5.5～5.8，加入18.6克3，5-二甲基苯胺(0.158mol)，3.5克聚乙二醇400，在0℃～2℃搅拌保温2小时，用60分钟缓慢升温至60℃～62℃，保温30分钟，用30分钟再次升温至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保温搅拌5小时，保温毕。降温至90℃以下，过滤水洗至中性。将滤饼加入到1000克水中打浆，再加入约62.5克盐酸(32％)调至pH值为1.5-2.0，加热至沸腾，保持15分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无酸。再将滤饼加入到1000克水中打浆，加入50克氢氧化钠(50％)加热至沸腾，保持15分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无碱。80℃干燥，得到44.1颜料红149的粗品颜料，收率98％。
实施例二
将19.6克(0.05mol)苝四甲酸酐、16克氢氧化钾与300克冰水在0～2℃搅拌20分钟，调整pH为5.5～5.8，加入25克对氨基偶氮苯(0.12mol)，3.2克聚乙二醇400，在0～2℃搅拌保温2小时，用60分钟缓慢升温至82℃，保温30分钟，用30分钟再次升温至143℃～145℃，0.4～0.5MPa下保温搅拌9小时，保温毕。降温至90℃以下，过滤水洗至中性。将滤饼加入到1000克水中打浆，再加入约65克盐酸(32％)调至pH值为1.5-2.0，加热至沸腾，保持30分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无酸。再将滤饼加入到1000克水中打浆，加入60克氢氧化钠(50％)加热至沸腾，保持15分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无碱。80℃干燥，得到37.5克颜料红178的粗品颜料，收率96％。
实施例三
采用与实施例二相同的方法，以聚乙二醇1000取代聚乙二醇400，得到38.3克颜料红178的粗品颜料，收率98％。
实施例四
将39.2克(0.1mol)苝四甲酸酐、22.5克氢氧化钾与450克冰水在0℃～2℃搅拌30分钟，调整pH为5.5～5.8，加入38.75克40％一甲胺水溶液(0.5mol)，1.6克聚乙二醇200，在0℃～2℃搅拌保温30小时，用60分钟缓慢升温至80℃～82℃，保温2小时，用30分钟再次升温至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保温搅拌1小时，保温毕。降温至90℃以下，过滤水洗至中性。将滤饼加入到1000克水中打浆，再加入约62.5克盐酸(32％)调至pH值为1.5-2.0，加热至沸腾，保持45分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无酸。再将滤饼加入到1000克水中打浆，加入56克氢氧化钠(50％)加热至沸腾，保持15分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无碱。80℃干燥，得到41.2克颜料红179的粗品颜料，收率98.5％。
实施例五
将19.6克(0.05mol)苝四甲酸酐、19克氢氧化钾与350克冰水在0℃～2℃搅拌45分钟，调整pH为5.5～5.8，加入15.1克对氨基苯乙醚(0.11mol)，2.75克聚乙二醇400，在0～2℃搅拌保温2小时，用60分钟缓慢升温至70℃～75℃，保温30分钟，用30分钟再次升温至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保温搅拌6小时，保温毕。降温至90℃以下，过滤水洗至中性。将滤饼加入到1000克水中打浆，再加入约62.5克盐酸(32％)调至pH值为1.5-2.0，加热至沸腾，保持30分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无酸。再将滤饼加入到1000克水中打浆，加入50g氢氧化钠(50％)加热至沸腾，保持15分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无碱，80℃干燥，得到30.71颜料红123的粗品颜料，收率97.5％。
实施例六
将19.6克(0.05mol)苝四甲酸酐、22.5克氢氧化钾与400克冰水在0℃～2℃搅拌30分钟，调整pH为5.5～5.8，加入14.8克对氨基苯甲醚(0.12mol)，2克聚乙二醇400，在0℃～2℃搅拌保温2小时，用60分钟缓慢升温至70℃～75℃，保温30分钟，用30分钟再次升温至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保温搅拌6小时，保温毕。降温至90℃以下，过滤水洗至中性。将滤饼加入到1000克水中打浆，再加入约70克盐酸(32％)调至pH值为1.5-2.0，加热至沸腾，保持60分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无酸。再将滤饼加入到1000克水中打浆，加入75克氢氧化钠(50％)加热至沸腾，保持15分钟，降温至60℃，过滤、水洗至无碱，80℃干燥，得到29.2克颜料红190的粗品颜料，收率97.5％。
Claims (3)
1.一种水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法，其特征在于包括以下过程：将苝四甲酸酐与脂肪族或芳香族的伯胺以摩尔比1∶(4～8)，加入水介质中，再加入颜料质量的3-20％的聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇1000催化下于pH为5-5.8进行三个阶段反应，第一阶段在常压下于-5℃～20℃下开环反应；第二阶段在在常压下于40℃～80℃下反应；第三阶段在0.4～0.5MPa于130℃～150℃反应，保持3-9小时，保温完毕，过滤，将滤饼加入到2-5％的盐酸水溶液中，升温至95℃-100℃，保持15-60分钟，过滤水洗至中性；将滤饼加入到2.5-5.5％的氢氧化钠水溶液，升温至95℃-100℃，保持15-60分钟，过滤、水洗至无碱，80℃干燥，得到苝系粗品颜料。
2.按权利要求1所述的水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法，其特征在于：脂肪族或芳香族伯胺选自甲胺、对氨基偶氮苯、3，5-二甲基苯胺、对氯苯胺、对甲氧基苯胺或对乙氧基苯胺。
3.按权利要求1所述的水介质中脂肪醇催化制备苝系颜料粗品的方法，其特征在于：四甲酸酐与脂肪族或芳香族的伯胺反应，第一阶段反应温度为0℃～3℃；第二阶段反应温度为40℃～80℃；第三阶段反应温度为140℃～145℃。
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