一种二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物及颜料组合物和其应用的制作方法

本发明涉及一种二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物及颜料组合物和其应用，属于光刻胶组合物。

背景技术：

1、目前，着色材料，尤其是有机着色材料被广泛的应用于涂料、印刷油墨、纤维用着色剂、树脂用着色剂、彩色滤光片、喷墨打印和调色剂等领域。着色材料因其在溶剂中的溶解性不同大致可以分为染料和颜料。

2、二苯基吡咯并吡咯二酮颜料是一种色值高、色泽鲜艳、具有优良的耐候性、流动性、遮盖能力、耐化学品能力和出色的热稳定性的高性能颜料，是常用的有机着色剂，亦可用作彩色滤光片的红色像素部中。由于二苯基吡咯并吡咯二酮的合成方法和后处理方法的限制，其在彩色滤光片中的对比度相对较低，限制了其应用。

3、公开号为wo2004007604a1的发明专利申请公开了采用苯硫基取代和磺化二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物的蓝光红色颜料，其在pvc中提供透明的蓝色红光。该衍生物可以与二氢喹吖啶酮衍生物和solsperse 22000黄色颜料衍生物复配生产具有高色点透射率的滤色器。

4、公开号为wo2005040284a1的发明专利申请公开了一种合成含有硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物的方法，其公开的方法为使用0.5mol的对苯硫基苄腈和0.005mol的对十八烷硫代苄腈为反应初始原料，制备了具有着色强的红色颜料混合物。

5、公告号为cn112313290b的中国发明专利公开了滤色器用红色颜料组合物，具体公开了一系列芳香硫基或杂芳族硫基取代的二苯基吡咯并吡咯二酮颜料衍生物。其采用物理干混的方式将不同的二苯基吡咯并吡咯二酮颜料衍生物混合后，再与efka px 4700丙烯酸系列嵌段共聚物的溶剂型分散剂、丙二醇单甲醚乙酸酯混合后，以甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸羟乙酯6：1的共聚物作为粘合剂，经氧化锆珠球磨分散后得到了可以用作红色滤色器的色浆。

6、然而，一方面，采用上述苯硫基取代的二苯基吡咯并吡咯二酮颜料制备的颜料组合物成本较高，另一方面，干混等操作方式很难实现产品批次间的稳定性，从而不能很好的满足滤色器应用所需的高质量和稳定性等的需求。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物及颜料组合物和其应用，使用烷硫基或芳硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮上的卤素后，再利用吡咯环上的n-h键在碱性条件下具有较高反应活性，可以发生迈克尔加成反应的特性，在吡咯环上引入结构稳定的基团，从而可以进一步降低红色颜料衍生物的成本，通过调整引入基团的碳链的长度和种类以控制产物结构的亲疏水性能，从而改善其在颜料组合物中的分散性能，得到高稳定性和分散性用二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物及其颜料组合物，从而达到滤色器使用的高色彩饱和度、高透射率、精确色点、高对比率、加工容易性、热稳定性等性能要求。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物，其特征在于，具有以下式ⅰ所示结构：

4、

5、其中，

6、y是o原子或者n原子；

7、r1是苯基、取代苯基或者c2-c18的烷基中的任意一种；

8、r2是甲基或者氢原子；

9、r3是c1-c18的烷基、苯基或者取代苯基、环烷烃或者其衍生物中的任意一种。

10、在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下的改进：

11、进一步，所述二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物的制备方法是：使用烷硫基或者芳硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮上的卤素，再采用含双键的单体与二苯基吡咯并吡咯二酮上的n-h发生迈尔克加成反应，其制备过程如下反应图所示：

12、

13、其中，x为卤素，具体的，x为f、cl、br、i中的一种或两种。

14、进一步，烷硫基或芳硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮上的卤素的反应使用的催化剂是碳酸钠、碳酸铵、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠、丁醇钠、戊醇钠、4-二甲氨基吡啶、1，8-二氮杂二环-双环(5，4，0)-7-十一烯中的一种或者两种及以上。

15、进一步，烷硫基或芳硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮上的卤素的反应使用的溶剂可以是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、乙二醇、聚乙二醇等醇类溶剂中的一种或几种的混合物，也可以是n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、乙酰丙酮、丙酮、二甲亚砜等极性溶剂中的一种或几种的混合物，也可以使用吡啶、苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷等非极性溶剂与极性溶剂相混合后的溶剂。

16、进一步，所述含双键的单体为丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺或者丙烯酰胺的衍生物中的任意一种。

17、进一步，烷硫基或芳硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮上的卤素的反应温度为10-150℃，优选的反应温度为40-100℃，更优选的反应温度是50-80℃。迈尔克加成反应的反应温度为20-100℃，优选反应温度为40-100℃，更优选的反应温度是50-80℃。

18、进一步，烷硫基或芳硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮上的卤素的反应时间为1-12h，优选的反应时间为2-10h，更优选的反应时间是3-5h。迈尔克加成反应的反应时间为1-48h，优选的反应时间为1.5-12h，更优选反应时间为2-10h。

19、本发明还提供一种颜料组合物，以质量份数计，包括以下组分：

20、丙烯酸类分散剂1～3份；酯类粘结剂材料20～50份；光引发剂1～5份；溶剂30～80份和上述的二苯基吡咯并吡咯二酮衍生物5～20份。

21、进一步，所述丙烯酸类分散剂可以选择市售的efka px系列、hypersol系列、byk系列、solspeerse系列中的一种或者两种及以上。

22、进一步，所述酯类粘结剂材料为聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、三甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、三甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、戊二烯醇酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、甘油1,3-二甘油酯二丙烯酸酯、二乙醇二甘油丙烯酸酯、聚(乙二醇)二甘油二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二甘油酯二丙烯酸酯、聚(丙二醇)二甘油二丙烯酸酯中的任意一种或者两种及以上。

23、进一步，所述光引发剂为苯甲酮、1-羟基-1-苯基环己烷、苄基二甲基甲酮、1-苄基-1-二甲基氨基-1-(4-戊二烯-苯基甲酮)丙烷、2-戊二烯-2-(4-甲基丙烯酸甲酯)苯基丙烷、噻吨酮、1-氯-4-丙氧基苯丙酮、异丙氧基苯丙酮、二乙氧基苯丙酮、乙氧基苯丙酮、4-苯基-4-甲基二苯硫磺胺、苯基丁基醚、2-羟基-2-苯基丙烷、2-羟基-2-(4-异丙基)苯甲酸乙酯、4-丁基苯三氯甲烷、4-苯氧基苯二氯甲烷、苯甲酸乙酯、1,7-bis(9-丙烯酸)己烷、9-正丁基-3，6-双(2-吗啉代异丁基)、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)-膦酸酯、10-丁基-2-氯胺酮、4,4'-bis(二乙氨基)-苯甲酮、2-[2-(4-甲氧基-苯)-乙烯]-4,6-bis-三氯甲基-[1,3,5]三嗪、2-(4-甲基-萘-1-日)-4,6-三氯甲基[1,3,5]三氯甲烷、2-苯并[1，3]二氧杂环戊烯-5-基-4,6-三氯甲基[1,3,5]三氯甲烷、2-甲基-4,6-bis(三氯甲基)-s-三嗪、2-苯-4,6-bis(三氯甲基)-s-三嗪、2-萘-4,6-bis(三氯甲基)-s-三嗪中的一种或者两种及以上。

24、酯类粘结剂材料在光引发剂的存在下进行架桥反应，光引发剂一般在310～420nm紫外线波长下进一步发生自由基聚合反应，酯类粘结剂材料的分子量一般选择2000～100000g/mol，优选分子量的范围是5000～50000，更优选分子量的范围是8000～20000，分子量通过凝胶渗透层析色谱(gpc，以四氢呋喃为溶剂，以不同分子量的聚苯乙烯为标准物质)测定的其重均分子量，该重均分子量与数均分子量的比值为1-4，优选1-3，更优选1-2。

25、进一步，所述溶剂为二乙二醇二甲醚、甲氧基丙酸甲酯、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、丙烯酸丙酯、甲基纤维素、乙基纤维素、二乙二醇甲基醋酸酯、二乙二醇乙基醋酸酯、甲基异丁基酮、环己酮、二甲氧基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁二烯、二甘膦、甲基纤维素、乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二甘醇二甲醚、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、2-羟基丙酸乙酯、丙酸-3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯及乙基丙酮酸和γ-丁内酯中的一种或者两种及以上。

26、进一步，所述颜料组合物还可以包括交联剂、黏着改进剂、聚合加速剂、光敏剂、有机羧酸或酸酐、热聚合物抑制剂、敏化染料、塑化剂、表面活性剂、存储稳定剂和质地改进剂中的一种或者两种及以上。

27、本发明还公开了上述颜料组合物的应用，用于制作彩色滤色器。

28、本发明的有益效果在于：本发明通过使用烷硫基或芳硫基取代二苯基吡咯并吡咯二酮上的卤素，替代了苯硫基取代，降低了二苯基吡咯并吡咯二酮颜料的成本，通过采用含双键的丙烯酸、丙烯酸酯或丙烯酰胺及其衍生物与吡咯环上的n-h发生迈尔克加成反应，在吡咯环上引入结构稳定的基团，从而进一步降低颜料成本，提高颜料的分散性能和稳定性能。