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2018润虹颜料谈有机颜料技术详细介绍

来源:http://www.hnrhyl.com 作者:郑州润虹颜料有限公司 发布于:2018/4/2 16:20:30 点击量:
       有机颜料在着色介质中是以不溶性的微细粒子状态对物质着色,且具有符合要求的各种应用
 
      特性(耐久性: 耐光、耐气侯牢度、高着色强度、耐热稳定性、鲜艳的色光等)的有色化合物. 与无机有色化合物相比,其色谱品种以及商品专用剂型品种多, 颜色鲜艳, 着色强度高,而且高档
有机颜料具有优良耐久性; 无毒或毒性低。广泛应用于工业涂料、印刷油墨、树脂塑料着色以及织物用涂料印花等领域。
1、有机颜料物理形态特性
        有机颜料不溶于应用介质中,以其特定表面特性的微细颗粒使物质着色,可以不同的物理形态对物质实施着色,例如: 易分散性粉末、挤水转相色膏、水性或溶剂分散体、颜料制备物(如树脂色母粒、色片剂型)等。
颜料粒状大小与形状,
        粒径分布及颜料粒子表面极性,对颜料的应用性能起到重要作用. 诸如:光学特性(颜色λmax、着色强度、透明度、遮盖力、光泽度、鲜艳度),耐久性能(耐光牢度、耐气候牢度、耐溶剂性能、耐热稳定性、耐迁移性能、抗乳化性能),分散性能(易分散性能、分散体稳定性),流变性能等.
       改变颜料的聚集体大小,不同粒径大小颜料的分布百分率途径:控制反应条件pH值、温度、搅拌效果、保温时间、添加助剂与分散剂、干燥温度与时间、粉碎工艺等.以C.I.颜料黄139(Paliotol Yellow, BASF)为例, 粒径加大时, 如从粒径15O nm增至粒径34O nm,则色相角(Ho)降低, 其红光增强。
      粉末状态的有机颜料产物, 可因合成条件与后处理方法不同,使颜料显示不同的晶体特性,即给出不同的晶型(如:α-CuPc晶型,β-CuPc晶型,γ- CuPc, 晶型ε-CuPc晶型等)以及不同的结晶度的颜料产品, 使最终颜料产品显示不同色光、着色强度与不同的耐溶剂性能。
     粉末状态的颜料粒子表面极性高低, 关系到与不同极性溶剂组成的颜料的易分散性能与分散体的分散稳定性; 通常采用具有特定取代基的化学结构颜料,并实施表面改性处理以调整颜料粒子表面极性,以获得与应用介质之间具有良好的匹配性能。
颜料水性滤并,可以用特定树脂连结料, 在助剂存在下进行挤水转相,制备出的油性挤水转相色膏剂型,具有高的着色强度与透明度,尤其适用于印刷油墨着色。同时水性滤并亦可与水在助剂存在下研磨分散, 制备水性涂料印花色浆。
 
2、有机颜料化学结构特性 
 
     众所周知,与合成的有机染料一样,有机颜料的许多应用性能与分子化学结构有关,其分子化学结构, 直接决定有机颜料作为着色剂的多种重要应用性能与颜色特性,有机颜料的化学结构、特定取代基的存在对其应用性能起决定性作用.
从不同方面调整与改变化学结构,从简单结构发展到比较复杂的颜料化学结构, 例如采用新的含有N、S杂原子, 并可以形成分子间氢键的杂环发色体系、增加其分子对称性与平面性等途径, 以获得预期的效果.
    有机颜料耐热稳定性与耐溶剂性能与分子化学结构的极性高低有关, 实验证实, 有机颜料分子中引入极性取代基,如: -NO2、-OCH3、-OC2H5、-CONH2、-CONHR、-SO2NH2、-SO2NHR、-Cl、-CF3、-SO3H(转化为不溶性色淀颜料), 不仅可调整颜料的色调,而且还可明显地改变或提高颜料的粒子表面极性, 改进有机颜料耐光牢度、耐溶剂性能、耐热稳定性与耐迁移性能; 调整与着色介质的相容性。分子中引入多个卤素(氯、溴)原子可以改进颜料的色光、增加鲜艳度、提高耐光、耐热稳定性能,分子中偶氮基邻位硝基(-NO2)的存在,可以形成醌腙型分子内氢键,有助于耐光、耐气候牢度与耐热稳定性的改进;例如:C.I.颜料黄1 (Irgalite Yellow GN)形成分子内氢键,并显示类稠环酮体系(Quasi-Polycyclic System), 导致该颜料具有更高的熔点(m.p.256 oC)、良好耐热稳定性
 
3、有机颜料生产工艺特性
      基于有机颜料合成的粗品颜料均为水不溶性产物,应对有机颜料合成过程中注重如下环节:
凡是在合成工艺过程中不溶于水中的其他非目的化合物,难以通过水洗而除去;因此、所选用的中间体原料纯度应符合特定要求,不含有害的异构体; 而且应将溶解的物料过滤后, 再加入反应釜中,防止机械杂质的混入。
    反应过程应对重要影响因素, 如:反应温度、介质pH值、搅拌效果等严格控制,以获得预期的产物的物理形态,同时为改进产品应用性能在反应过程中添加助剂、表面改性剂或颜料分散剂。
     将颜料悬浮体通过压滤、水洗, 分离出颜料滤并,其含固量15-40%, 取决于采用不同结构的压滤设备(如膜压式板框压滤机)特性,其水洗效率将影响颜料中无机盐的含量或电导率。
      颜料水性滤并通过干燥、粉碎与拼混制备出最终产品,其中干燥方式(如箱式、旋转闪蒸、链条式、气流干燥等)与干燥温度与时间, 将影响颜料粒子聚集作用、颜料的着色强度、色光、透明度与鲜艳度。
颜料水性滤亦可在助剂存在下与树脂连结料捏合处理实施挤水转相处理,制备高着色强度、透明型基墨,最终用于胶版印墨产品。
      颜料粉末与不同类型树脂在高剪切力作用下混合,制备适用于塑料着色的易分散性不同的色母粒剂型; 或与水性丙烯酸树脂混合,制成水性混入型(Stir in Pigments)涂料着色的有机颜料剂型。
4、 有机颜料应用特性 
     有机颜料的应用特性可概括两方面:一是应用领域广泛,二是应用介质复杂;有机颜料作为着色剂的应用范围要比有机染料更为广泛,主要包括:不同类型的印刷油墨、各种金属表面涂层的涂料、树脂塑料着色以及作为功能性着色剂应用等。由于应用介质的差别, 如极性水介质、极性不同的有机溶剂介质以及非极性的树脂塑料着色,因此要求有机颜料具有不同的应用特性.
为符合不同着色介质的特定要求,有机颜料在合成、后处理过程中大多数有机颜,尤其是高档有机颜料,均要实施颜料表面处理、颜料化或商品化处理。其目的是调整颜料粒径大小与分布、粒子表面极性,以获得具有不同应用性能的专用剂型,如:用于胶印墨、溶剂印墨、水基印墨, 具有易分散性、流动性优良,高透明度、高光泽度与高着色强度的品种;用于塑料着色的颜色鲜艳、着色强度高、耐热稳定性、耐迁移性能优异品种;用于工业涂料(溶剂型/水性涂料)有机颜料品种,具有高的耐久性耐气候牢度高遮盖力或透明型的颜料专用剂型。
为达到上述目标,在有机颜料生产与商品化加工过程中, 必须采用相应的分析检测仪设备,控制与评价有机颜料表面改性处理效果,如: 测定粒径大小与分布、粒子表面极性、流动性、易分散性、颜料的色光、着色强度、分散体稳定性以及耐气候牢度与耐热稳定性等。
综上所述,基于有机颜料结构及物理形态特性,我们可以认为,与其说有机颜料涉及到有机合成化学,更确切地说是涉及有机有色化合物的物理化学。
 
 
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