專(zhuān)利名稱(chēng)：水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，屬于苝系顏料粗品制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
紅色至褐色的苝系顏料是一類(lèi)高性能有機(jī)顏料，具有極高的耐有機(jī)溶劑性和熱穩(wěn)定性，優(yōu)異的耐光牢度、耐氣候牢度、耐滲色性、以及優(yōu)異的耐遷移牢度等高性能。被廣泛的應(yīng)用于高檔的工業(yè)涂料，如汽車(chē)原始面漆和修補(bǔ)漆以及高檔塑料，如乙烯基聚合物、聚乙烯、聚丙烯以及纖維素塑料的著色應(yīng)用。
苝顏料幾乎全部是苝顏料幾乎全部是苝-3，4，9，10-四甲酰二亞胺的N-和N’-位置進(jìn)行取代，其結(jié)構(gòu)式為 式中R代表H、CH3或者取代的苯環(huán)，苯環(huán)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亞胺可以用本領(lǐng)域已知的方法制備，例如W.Herbst and K.Hunger的Industrial Organic Pigments(New YorkVCHPublisher，Inc.，1997)，第9和476-479頁(yè)；Heinrich Zollinger的Color Chemistry(VCH Publisher，Inc.，2003)，第298-300頁(yè)；而苝系顏料中N，N’-二(3，5’-二甲基苯基)苝二酰亞胺的合成相對(duì)比較困難，見(jiàn)US2905685，US4404385，US4404386。全部需要在溶劑中進(jìn)行，而且需要高沸點(diǎn)的溶劑，例如喹啉，對(duì)環(huán)境污染非常大，在實(shí)際生產(chǎn)中無(wú)法操作。
苝系顏料粗品的合成分為兩條工藝路線。一種以水為介質(zhì)，在壓力(或回流)下使苝四甲酸酐與脂肪族(或芳香族)伯胺反應(yīng)，在反應(yīng)中先將苝四甲酸酐在堿性環(huán)境下溶解，再倒入酸性水介質(zhì)中反應(yīng)，酸為甲酸或冰醋酸等，例如US2543747，US3554776。而中國(guó)專(zhuān)利CN1310203提到的在壓力下加入脂肪酸類(lèi)催化劑，實(shí)質(zhì)與US2543747反應(yīng)一樣進(jìn)行的。US2543747報(bào)道可以用在整個(gè)苝系列中，而CN1310203報(bào)道可以用在顏料紅179和顏料紅149上。但是對(duì)于顏料紅178和顏料紅149應(yīng)該都無(wú)法達(dá)到溶劑法的純度和收率，使最終顏料化后的商品也無(wú)法達(dá)到應(yīng)用要求。而US2905685，US4404385，US4405386采用溶劑法，就可以得到非常高純度的粗品顏料，而且收率幾乎可以達(dá)到100％，但是采用溶劑法會(huì)用到喹啉，對(duì)環(huán)境有極大的污染，而且對(duì)人體也有巨大的傷害，真正工業(yè)上很難采用此法。而在合成N，N’-二(3，5’-二甲基苯基)苝二酰亞胺時(shí)也可以用3，5-二甲基苯胺自己為溶劑，需要大過(guò)量的3，5-二甲基苯胺。由于3，5-二甲基苯胺的價(jià)格相當(dāng)昂貴，又不易回收，勢(shì)必造成非常高的成本，工業(yè)化也很難實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，按照此方法制備的苝系顏料粗品具有純度和收率高的特點(diǎn)，而且避免了對(duì)環(huán)境的污染。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，其特征在于包括以下過(guò)程將苝四甲酸酐與脂肪族或芳香族的伯胺以摩爾比1∶(4～8)，加入水介質(zhì)中，再加入顏料質(zhì)量的3-20％聚合類(lèi)脂肪醇催化下于pH為5-5.8進(jìn)行三個(gè)階段反應(yīng)，第一階段在常壓下于-5℃～20℃下開(kāi)環(huán)反應(yīng)生成苝-3，4，9，10-四羧酸-二-(甲酰胺)的二甲基胺鹽；第二階段在在常壓下于40℃～80℃下反應(yīng)；第三階段在0.4～0.5MPa于130℃～150℃反應(yīng)，保持3-9小時(shí)，保溫完畢，過(guò)濾。將濾餅加入到2-5％的鹽酸水溶液中，升溫至95℃-100℃，保持15-60分鐘，過(guò)濾水洗至中性。將濾餅加入到2.5-5.5％的氫氧化鈉水溶液，升溫至95℃-100℃，保持15-60分鐘，過(guò)濾、水洗至無(wú)堿，80℃干燥，得到苝系粗品顏料。
上述的脂肪族或芳香族伯胺選自甲胺、對(duì)氨基偶氮苯、3，5-二甲基苯胺、對(duì)氯苯胺、對(duì)甲氧基苯胺或?qū)σ已趸桨贰?br> 上述的聚合類(lèi)脂肪醇選自聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇1000。
上述的苝四甲酸酐與脂肪族或芳香族的伯胺反應(yīng)，第一階段反應(yīng)溫度為0℃～3℃；第二階段反應(yīng)溫度為40℃～80℃；第三階段反應(yīng)溫度為140℃～145℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，所獲得的苝系顏料粗品具有非常高的純度和收率，而且易于采用捏合法進(jìn)行顏料化處理，可以很容易得到色光鮮艷、著色力高的顏料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一將29.4克(0.075mol)苝四甲酸酐、25克氫氧化鉀與400克冰水在0℃～2℃攪拌45分鐘，調(diào)整pH為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℃攪拌保溫2小時(shí)，用60分鐘緩慢升溫至60℃～62℃，保溫30分鐘，用30分鐘再次升溫至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保溫?cái)嚢?小時(shí)，保溫畢。降溫至90℃以下，過(guò)濾水洗至中性。將濾餅加入到1000克水中打漿，再加入約62.5克鹽酸(32％)調(diào)至pH值為1.5-2.0，加熱至沸騰，保持15分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)酸。再將濾餅加入到1000克水中打漿，加入50克氫氧化鈉(50％)加熱至沸騰，保持15分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)堿。80℃干燥，得到44.1顏料紅149的粗品顏料，收率98％。
實(shí)施例二將19.6克(0.05mol)苝四甲酸酐、16克氫氧化鉀與300克冰水在0～2℃攪拌20分鐘，調(diào)整pH為5.5～5.8，加入25克對(duì)氨基偶氮苯(0.12mol)，3.2克聚乙二醇400，在0～2℃攪拌保溫2小時(shí)，用60分鐘緩慢升溫至82℃，保溫30分鐘，用30分鐘再次升溫至143℃～145℃，0.4～0.5MPa下保溫?cái)嚢?小時(shí)，保溫畢。降溫至90℃以下，過(guò)濾水洗至中性。將濾餅加入到1000克水中打漿，再加入約65克鹽酸(32％)調(diào)至pH值為1.5-2.0，加熱至沸騰，保持30分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)酸。再將濾餅加入到1000克水中打漿，加入60克氫氧化鈉(50％)加熱至沸騰，保持15分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)堿。80℃干燥，得到37.5克顏料紅178的粗品顏料，收率96％。
實(shí)施例三采用與實(shí)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克顏料紅178的粗品顏料，收率98％。
實(shí)施例四將39.2克(0.1mol)苝四甲酸酐、22.5克氫氧化鉀與450克冰水在0℃～2℃攪拌30分鐘，調(diào)整pH為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℃攪拌保溫30小時(shí)，用60分鐘緩慢升溫至80℃～82℃，保溫2小時(shí)，用30分鐘再次升溫至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保溫?cái)嚢?小時(shí)，保溫畢。降溫至90℃以下，過(guò)濾水洗至中性。將濾餅加入到1000克水中打漿，再加入約62.5克鹽酸(32％)調(diào)至pH值為1.5-2.0，加熱至沸騰，保持45分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)酸。再將濾餅加入到1000克水中打漿，加入56克氫氧化鈉(50％)加熱至沸騰，保持15分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)堿。80℃干燥，得到41.2克顏料紅179的粗品顏料，收率98.5％。
實(shí)施例五將19.6克(0.05mol)苝四甲酸酐、19克氫氧化鉀與350克冰水在0℃～2℃攪拌45分鐘，調(diào)整pH為5.5～5.8，加入15.1克對(duì)氨基苯乙醚(0.11mol)，2.75克聚乙二醇400，在0～2℃攪拌保溫2小時(shí)，用60分鐘緩慢升溫至70℃～75℃，保溫30分鐘，用30分鐘再次升溫至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保溫?cái)嚢?小時(shí)，保溫畢。降溫至90℃以下，過(guò)濾水洗至中性。將濾餅加入到1000克水中打漿，再加入約62.5克鹽酸(32％)調(diào)至pH值為1.5-2.0，加熱至沸騰，保持30分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)酸。再將濾餅加入到1000克水中打漿，加入50g氫氧化鈉(50％)加熱至沸騰，保持15分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)堿，80℃干燥，得到30.71顏料紅123的粗品顏料，收率97.5％。
實(shí)施例六將19.6克(0.05mol)苝四甲酸酐、22.5克氫氧化鉀與400克冰水在0℃～2℃攪拌30分鐘，調(diào)整pH為5.5～5.8，加入14.8克對(duì)氨基苯甲醚(0.12mol)，2克聚乙二醇400，在0℃～2℃攪拌保溫2小時(shí)，用60分鐘緩慢升溫至70℃～75℃，保溫30分鐘，用30分鐘再次升溫至140℃～142℃，0.4～0.5MPa下保溫?cái)嚢?小時(shí)，保溫畢。降溫至90℃以下，過(guò)濾水洗至中性。將濾餅加入到1000克水中打漿，再加入約70克鹽酸(32％)調(diào)至pH值為1.5-2.0，加熱至沸騰，保持60分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)酸。再將濾餅加入到1000克水中打漿，加入75克氫氧化鈉(50％)加熱至沸騰，保持15分鐘，降溫至60℃，過(guò)濾、水洗至無(wú)堿，80℃干燥，得到29.2克顏料紅190的粗品顏料，收率97.5％。
權(quán)利要求
1.一種水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，其特征在于包括以下過(guò)程將苝四甲酸酐與脂肪族或芳香族的伯胺以摩爾比1∶(4～8)，加入水介質(zhì)中，再加入顏料質(zhì)量的3-20％聚合類(lèi)脂肪醇催化下于pH為5-5.8進(jìn)行三個(gè)階段反應(yīng)，第一階段在常壓下于-5℃～20℃下開(kāi)環(huán)反應(yīng)生成苝-3，4，9，10-四羧酸-二-(甲酰胺)的二甲基胺鹽；第二階段在在常壓下于40℃～80℃下反應(yīng)；第三階段在0.4～0.5MPa于130℃～150℃反應(yīng)，保持3-9小時(shí)，保溫完畢，過(guò)濾，將濾餅加入到2-5％的鹽酸水溶液中，升溫至95℃-100℃，保持15-60分鐘，過(guò)濾水洗至中性；將濾餅加入到2.5-5.5％的氫氧化鈉水溶液，升溫至95℃-100℃，保持15-60分鐘，過(guò)濾、水洗至無(wú)堿，80℃干燥，得到苝系粗品顏料。
2.按權(quán)利要求1所述的水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，其特征在于脂肪族或芳香族伯胺選自甲胺、對(duì)氨基偶氮苯、3，5-二甲基苯胺、對(duì)氯苯胺、對(duì)甲氧基苯胺或?qū)σ已趸桨贰?br> 3.按權(quán)利要求1所述的水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，其特征在于聚合類(lèi)脂肪醇選自聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇1000。
4.按權(quán)利要求1所述的水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，其特征在于四甲酸酐與脂肪族或芳香族的伯胺反應(yīng)，第一階段反應(yīng)溫度為0℃～3℃；第二階段反應(yīng)溫度為40℃～80℃；第三階段反應(yīng)溫度為140℃～145℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水介質(zhì)中脂肪醇催化制備苝系顏料粗品的方法，屬于苝系顏料粗品制備技術(shù)。該方法包括以下過(guò)程將苝四甲酸酐與伯胺加入水介質(zhì)中，加入聚合類(lèi)脂肪醇催化下進(jìn)行反應(yīng)，第一階段在常壓下于－5℃～20℃下開(kāi)環(huán)反應(yīng)生成苝－3，4，9，10－四羧酸－二－(甲酰胺)的二甲基胺鹽；第二階段在在常壓下于40℃～80℃下反應(yīng)；第三階段在0.4～0.5MPa于130℃～150℃反應(yīng)，保持3－9小時(shí)，過(guò)濾濾餅加入鹽酸水溶液中，95℃－100℃，保持15－60分鐘，洗至中性；濾餅再加入氫氧化鈉水溶液，95℃－100℃，保持15－60分鐘，洗至無(wú)堿，干燥，得到苝系粗品顏料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，獲得的苝系顏料粗品純度和收率高，而且易于采用捏合法進(jìn)行顏料化處理，易于得到色光鮮艷、著色力高的顏料。
文檔編號(hào)C09B3/00GK1667048SQ20051001621
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者李紹武, 李梅彤, 鄭嗣華, 欒壽海 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)