一种苝系颜料制备方法与流程

文档序号:12295414阅读:231来源:国知局
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。

技术实现要素:
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5.2g4-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%。
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