專利名稱：黃色苯并咪唑酮類有機顏料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于精細化工技術領域，涉及一種苯并咪唑酮類有機顏料的制備方法，尤其涉及一種黃色苯并咪唑酮類有機顏料的制備方法。
以5-氨基苯并咪唑酮衍生物為偶合組分的偶氮顏料稱作苯并咪唑酮類顏料，它們是一類高性能的有機顏料，所具有的應用性能和各項牢度是其他偶氮顏料不能相提并論的。苯并咪唑酮類顏料的色澤非常堅牢，可以滿足大多數(shù)工業(yè)部門的應用需求。它們的著色強度也比普通的同色偶氮顏料高得多。它們主要被用于高檔的場合，如汽車面漆、罩光漆、高級塑料制品和高層建筑物的外墻涂料等。然而苯并咪唑酮類有機顏料的生產(chǎn)難度之高也是普通偶氮顏料不能與之比擬的。
目前，黃色苯并咪唑酮類有機顏料的制備方法一般包括三個步驟，其一為取代芳伯胺的重氮化，其二為重氮鹽與5-氨基苯并咪唑酮衍生物的偶合，其三為偶合物的顏料化處理。
一般而言，取代芳伯胺的重氮化反應在工業(yè)上很容易實現(xiàn)，但是這些重氮鹽在與5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮進行偶合時，如果反應的參數(shù)和條件以及產(chǎn)物的后處理未控制好，則盡管可得到黃色的偶氮產(chǎn)物，但是它們并不能作為顏料使用，因為它們的顏色不鮮艷、著色力低而且它們的固體顆粒很硬，勉強制得的產(chǎn)品易分散性不好，不能滿足被著色物的應用要求。因此，偶合反應得到的產(chǎn)物還要經(jīng)過熱處理或溶劑處理才能賦予偶合產(chǎn)物顏料性能。為此控制偶合階段的反應參數(shù)和條件以及產(chǎn)物的后處理是制備黃色苯并咪唑酮類偶氮有機顏料的關鍵。
德國專利(DE2347532)公開了一種制備黃色苯并咪唑酮類有機顏料的方法，按照這種方法，在偶合時以醋酸和醋酸鈉為緩沖劑，在偶合液中添加乳化劑，再將偶合液加入到重氮液中。反應結束后，將含水的濾餅再用水打漿，然后在壓力釜中加熱到150C處理5小時。用這種方法制得的顏料雖然色光較艷麗但是顏料顆粒仍很硬，產(chǎn)品的易分散性不好；為解決顏料顆粒較硬的問題，歐洲專利(EP10272)公開了一種制備黃色苯并咪唑酮類有機顏料的方法，按照這種方法，在取代芳伯胺重氮化反應時就要添加分散劑，偶合時將反應的溫度控制在10-20℃之間。用這種方法制得的顏料雖然顏料顆粒不硬，但是產(chǎn)品的著色力不高；為解決顏料著色力不高的問題，美國專利(US4370269)公開了一種制備黃色苯并咪唑酮類有機顏料的方法，按照這種方法，在偶合時以磷酸和磷酸鈉為緩沖劑，再將偶合液和重氮液同時加到緩沖劑中，反應結束后，在異丁醇中對濕濾餅進行熱處理。用這種方法制得的顏料雖然顏料的著色力高了，但是產(chǎn)品的色光卻不夠鮮艷。
因此，研究開發(fā)一種新的制備黃色苯并咪唑酮類有機顏料的方法將具有十分重要的意義。
本發(fā)明的目的在于提供一種新的制備黃色苯并咪唑酮類有機顏料的方法，產(chǎn)出的顏料可同時滿足色光、著色力和易分散性三個方面的要求，以克服現(xiàn)有技術的上述缺陷。
本發(fā)明的構思是這樣的(1)首先采用常規(guī)的方法對取代芳伯胺進行重氮化；(2)然后將偶合液和重氮鹽同時滴加到緩沖劑中，該緩沖劑除了含有醋酸和醋酸鈉，還含有分散劑、乳化劑和松香皂液，由分散劑和乳化劑組成的二元表面活性劑具有協(xié)同效應，比只用任何一種表面活性劑的體系有更好的分散作用，加入的松香皂液可以增加顏料色光的鮮艷性，偶合反應的溫度也提高到20℃以上，以加快反應速度；(3)反應結束以后，將顏料粗品經(jīng)干燥后再粉碎，然后在強極性的有機溶劑，如N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、甲酸或乙酸等，或非易燃易爆的，或非水溶性的有機溶劑，如氯苯，二氯苯等中進行后處理。
根據(jù)上述構思，發(fā)明人提出了如下所述的技術方案本發(fā)明所說的黃色苯并咪唑酮類有機顏料為具有以下結構通式的化合物
式中R1、R2、R3、R4、R5分別為H、CH3、Cl、Br、F、NO2、CF3、OCH3、COOCH3等中的一種；其制備方法依次包括以下三個步驟(1)取代芳伯胺的重氮化反應這是一個現(xiàn)有的常規(guī)技術，本發(fā)明不再贅述，其反應式為
其中X為Cl或HSO4；R1、R2、R3、R4、R5同上所述；(2)重氮鹽與5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的偶合反應將5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮懸浮于水中，加入氫氧化鈉溶液，加熱使之溶解，冷卻后加適量活性炭，再加熱至沸騰并保溫30分鐘，趁熱過濾，即為偶合液，冷卻備用；將偶合液和重氮液同時滴加到pH值為4～5的醋酸和醋酸鈉緩沖液中，在該緩沖液中還含有分散劑、乳化劑和松香皂液，在溫度為10℃～50℃的條件下反應至溶液中無重氮液，反應溫度最好為20℃～25℃；可以采用如下的方法進行檢驗溶液中是否存在重氮鹽取反應液1滴，滴于濾紙上，在其滲圈的一側滴一滴H酸溶液，如不顯色則表明在反應液中已無重氮鹽；所說的H酸的學名為1-氨基-8-萘酚-3，6-二磺酸，結構式如下
所說的H酸的詳細資料在化工辭典及其它文獻中均有描述；偶合反應的反應式為
反應結束后，過濾，水洗濾餅至pH＝7，將濾餅在50℃～100℃的條件下干燥并粉碎，即可獲得顏料粗品；所說的分散劑為分散劑WA、分散劑IW(上海助劑廠生產(chǎn))中的一種或一種以上；所說的乳化劑為乳化劑OP系列、乳化劑S系列或乳化劑T系列(上海助劑廠生產(chǎn))中的一種或一種以上；所說的松香皂液為由松香和氫氧化鈉溶液組成的淺黃色透明液體；醋酸和醋酸鈉在緩沖溶液中的含量為20％～40％(重量)，以保持反應液的pH為4～5；分散劑、乳化劑和松香皂液在溶液中的含量很少，一般為0.1％～2％(重量)；(3)偶合物的顏料化處理將步驟(2)所獲得的顏料粗品加入到有機溶劑中，加熱至沸騰，回流4小時～8小時。冷卻，過濾，母液可重復使用，用水洗滌濾餅至濾餅中不含有有機溶劑，濾餅經(jīng)干燥、粉碎后即可獲得所說的黃色苯并咪唑酮類有機顏料；所說的機溶劑可以采用強極性有機溶劑，如N-甲基吡咯烷酮或N、N-二甲基甲酰胺、甲酸或乙酸等，或采用與水不互溶的有機溶劑，如氯苯或二氯苯等，其加入量以粗產(chǎn)品重量的10倍～20倍為好；如采用與水不互溶的有機溶劑，最好添加顏料粗品總重量的0.5％～2％的表面活性劑，如油酸鈉等，以防止已經(jīng)被細化的顆粒再重新凝聚，使固體顆粒在溶劑中能保持良好的分散狀態(tài)。
上述方法所制備的黃色苯并咪唑酮類有機顏料，色光艷麗、著色力高，且易分散性好，可用于汽車面漆、罩光漆、高層建筑物的外墻涂料和高檔塑料制品等的生產(chǎn)。
以下將通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例1鄰三氟甲基苯基-偶氮-5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的制備結構式為
將16.1克(0.1mol)鄰氨基三氟甲苯(也稱為鄰三氟甲基苯胺)溶于160mL98％硫酸，在冰鹽浴中冷卻到0℃，分批加入7.05克亞硝酸鈉(0.1mol)，加畢，移去冰鹽浴，在室溫反應1小時。反應結束后將產(chǎn)物倒入200mL冰水中稀釋，保溫過濾，備用；將24克(0.1mol)5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮懸浮于200mL水中，加15mL 33％氫氧化鈉溶液，加熱使之溶解，冷卻后加少許活性炭，再加熱至沸騰并保溫30分鐘，趁熱過濾，濾液冷卻到15℃?zhèn)溆?；?000mL的燒杯中，加200mL 4N醋酸鈉，20mL醋酸，2克乳化劑OP-10，1.5克分散劑WA，加熱到25℃。在快速攪拌下，同時將重氮液和偶合液滴加到其中，控制反應溫度在25℃，加畢，取反應液1滴，滴于濾紙上，在其滲圈的一側滴一滴H酸溶液，如不顯色則表明在反應液中已無重氮液，即反應已結束，反之還要延長反應時間或補加偶合液。過濾，水洗濾餅至pH＝7，濾餅在50℃干燥。將固體粉碎到細度60目，再加入到500mL N-甲基吡咯烷酮中，加熱至沸騰，回流6小時。冷卻，過濾，母液可重復使用，用水洗滌濾餅至濾餅中不含有有機溶劑。此濾餅經(jīng)干燥、粉碎后即為黃色苯并咪唑酮類有機顏料，即C.I顏料黃154。
實施例2
2-三氟甲基-4-氯苯基-偶氮-5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的制備結構式為
19.6克(0.1mol)2-氨基-5-氯三氟甲苯(也稱為2-三氟甲基-4-氯苯胺)溶于160mL 98％硫酸，在冰鹽浴中冷卻到0℃，分批加入7.05克亞硝酸鈉(0.1mol)，加畢，移去冰鹽浴，在室溫反應1小時。反應結束后將產(chǎn)物倒入200mL冰水中稀釋，保溫過濾，備用；24克(0.1mol)5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮懸浮于200mL水中，加15mL 33％氫氧化鈉溶液，加熱使之溶解，冷卻后加少許活性炭，再加熱至沸騰并保溫30分鐘，趁熱過濾，冷卻到15℃?zhèn)溆?；?000mL的燒杯中，加200mL 4N醋酸鈉，20mL醋酸，2克乳化劑OP-10，1.5克分散劑IW，加熱到25C。在快速攪拌下，同時將重氮液和偶合液滴加到其中，控制反應溫度在25℃，加畢，取反應液1滴，滴于濾紙上，在其滲圈的一側滴一滴H酸溶液，如不顯色則表明在反應液中已無重氮液，即反應已結束，反之還要延長反應時間或補加偶合液；過濾，水洗濾餅至pH＝7，濾餅在50℃干燥，將固體粉碎到細度60目，再加入到300mL氯苯中，加熱至沸騰，回流4小時。冷卻到50℃，加入200mL水，15mL 33％氫氧化鈉溶液，2克油酸，再加熱回流4小時，然后用水蒸汽蒸餾至不含有有機溶劑。趁熱過濾，水洗濾餅到中性，此濾餅經(jīng)干燥、粉碎后即為帶綠光的黃色苯并咪唑酮類有機顏料。
實施例3硝基苯基-偶氮-5’-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的制備結構式為
13.8克(0.1mol)對硝基苯胺溶于80mL 5N鹽酸(需加熱)，在冰鹽浴中冷卻到3℃，滴加20ml 5N亞硝酸鈉(0.1mol)溶液，加畢，繼續(xù)反應1小時。反應結束后保溫過濾，備用；24克(0.1mol)5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮懸浮于200mL水中，加15mL 33％氫氧化鈉溶液，加熱使之溶解，冷卻后加少許活性炭，再加熱至沸騰并保溫30分鐘，趁熱過濾，冷卻到15℃?zhèn)溆茫辉?000mL的燒杯中，加200mL 4N醋酸鈉，20mL醋酸，1.5克分散劑WA，2克乳化劑OP-10，由4.5克松香配制的皂液，加熱到25℃。在快速攪拌下，同時將重氮液和偶合液滴加到其中，控制反應溫度在25℃，加畢，取反應液1滴，滴于濾紙上，在其滲圈的一側滴一滴H酸溶液，如不顯色則表明在反應液中已無重氮液，即反應已結束，反之還要延長反應時間或補加偶合液。過濾，水洗濾餅到pH＝7，濾餅在50℃干燥。將固體粉碎到細度60目，再加入到500mL N，N-二甲基甲酰胺中，加熱至沸騰，回流6小時。冷卻，過濾，母液可重復使用，用水洗滌濾餅至濾餅中不含有有機溶劑。此濾餅經(jīng)干燥、粉碎后即為艷黃色苯并咪唑酮類有機顏料。
實施例42，5-二氯苯基-偶氮-5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的制備結構式為
16.2克(0.1mol)2，5-二氯苯胺溶于80mL 5N鹽酸(需加熱)，在冰鹽浴中冷卻到5℃，滴加20ml 5N亞硝酸鈉(0.1mol)溶液，加畢，繼續(xù)反應1小時。反應結束后保溫過濾，備用；24克(0.1mol)5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮懸浮于200mL水中，加15mL 33％氫氧化鈉溶液，加熱使之溶解，冷卻后加少許活性炭，再加熱至沸騰并保溫30分鐘，趁熱過濾，冷卻到15℃?zhèn)溆?；?000mL的燒杯中，加200mL 4N醋酸鈉，20mL醋酸，1.5克分散劑IW，2克乳化劑OP-10，由4.5克松香配制的皂液，加熱到25℃。在快速攪拌下，同時將重氮液和偶合液滴加到其中，控制反應溫度在25℃，加畢，取反應液1滴，滴于濾紙上，在其滲圈的一側滴一滴H酸溶液，如不顯色則表明在反應液中已無重氮液，即反應已結束，反之還要延長反應時間或補加偶合液。過濾，水洗濾餅到pH＝7，濾餅在50℃干燥。將固體粉碎到細度60目，再加入到300mL二氯苯中，加熱至沸騰，回流4小時。冷卻到50℃，加入200mL水，15mL 33％氫氧化鈉溶液，2克油酸，再加熱回流4小時，然后用水蒸汽蒸餾至不含有有機溶劑。趁熱過濾，水洗濾餅到中性，此濾餅經(jīng)干燥、粉碎后即為黃色苯并咪唑酮類有機顏料。
權利要求
1.一種黃色苯并咪唑酮類有機顏料的制備方法，包括①取代芳伯胺的重氮化反應、②重氮鹽與5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的偶合反應和③偶合物的顏料化處理三個步驟，其特征在于(1)偶合反應是這樣進行的將5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮和重氮鹽加到pH值為4～5的含有分散劑和乳化劑的醋酸和醋酸鈉緩沖液中，在溫度為10℃～50℃的條件下反應至溶液中無重氮鹽；反應結束后，從反應液中收集顏料粗品；所說的重氮鹽的結構式為
其中其中X為Cl或HSO4；R1、R2、R3、R4、R5分別為H、CH3、Cl、Br、F、NO2、CF3、OCH3或COOCH3中的一種；所說的分散劑為分散劑WA、分散劑IW中的一種或一種以上；所說的乳化劑為乳化劑OP系列、乳化劑S系列或乳化劑T系列中的一種或一種以上；分散劑和乳化劑在溶液中的含量為0.1％～2％重量；(2)偶合物的顏料化處理是這樣進行的將所獲得的顏料粗品加入到有機溶劑中，加熱回流4小時～8小時，用常規(guī)的方法從反應液中收集所說的黃色苯并咪唑酮類有機顏料；所說的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N、N-二甲基甲酰胺、甲酸、乙酸、氯苯或二氯苯中的一種。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，偶合反應溫度為20℃～25℃。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，偶合反應時加入由松香和氫氧化鈉溶液組成的松香皂液。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在偶合物的顏料化處理時，所說的機溶劑為氯苯或二氯苯，并再溶液中加入適量的表面活性劑。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所說的表面活性劑為油酸鈉。
6.如權利要求1或4所述的方法，其特征在于，有機溶劑的加入量為粗產(chǎn)品重量的10倍～20倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種黃色苯并咪唑酮類有機顏料的制備方法。該方法首先采用常規(guī)的方法對取代芳伯胺進行重氮化,然后將偶合液和重氮鹽加到含有松香皂液、以及由分散劑和乳化劑組成的二元表面活性劑的緩沖劑中,最后將顏料粗品在強極性的,或非易燃易爆的、非水水溶性的有機溶劑中進行顏料化處理,產(chǎn)出的顏料可同時滿足色光、著色力和易分散性三個方面的要求,可用于汽車面漆、罩光漆和高層建筑物的外墻涂料等的生產(chǎn)。
文檔編號C09B29/33GK1262292SQ0011149
公開日2000年8月9日 申請日期2000年1月25日 優(yōu)先權日2000年1月25日
發(fā)明者沈永嘉, 趙東, 王洪太, 王金友 申請人:華東理工大學, 膠州市精細化工有限公司