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1、有机颜料的颜料化有机颜料的用途是对各种底物进行着色，在着色 过程中，因底物的性质不同，对有机颜料的要求就 不同。例如，对印刷油墨着色，就要求有机颜料具 有很好的透明性；如果是对涂料着色，就要求有机 颜料具有很好的遮盖性。颜料的这种透明性或遮盖 性是如何产生的呢？前 言有机颜料的微粒状态与应用性能的关系n有机颜料在应用时是以细小的微粒均匀地分散在 应用介质（如油墨连接料、涂料、塑料）中，尽 管有机颜料的分子结构对其应用性能起着重要的 作用, 但是有机颜料的颗粒性能对其应用性也有着 极大的影响。换言之，当颜料的化学结构确定之 后，它们的应用性能随固体颗粒物理性能的差异 而有很大的不同。将颜料分散在
2、一定介质中，颜料的粒子大小 与光吸收系数之间的关系见下图：颜料的粒子大小与光吸收系数之间的关系颜料的遮盖力与着色强度和粒径大小的关系 颜料化的方法n几乎所有的颜料生产者都对颜料的“颜料化加 工”这个术语不陌生，而且极大多数的颜料生 产工程师都知道“颜料化加工”都有那些方法。 确实，目前在工业上所用的对颜料进行颜料化 加工的方法不外乎这样几种：酸溶、酸胀、球 磨、捏和、溶剂处理和表面活性剂处理。 酸溶法和酸胀法n在酸性介质中调整颜料的粒度、晶型及表面状态n酸溶法: 依据多数颜料与无机酸（如98%硫酸）在较 低温度下成盐而溶解在其中，然后加水稀释，伴随着 盐的水解颜料重新生成不溶性的颗粒而析出。在
3、析出 过程中，添加特定的表面活性剂或助剂，或是控制某 些因素（例如温度）可以达到调节颜料颗粒大小的目 的。n酸胀法: 采用浓度较低的酸（如90%硫酸）与颜料成 盐而部分溶解在其中，通过较长时间的溶解、结晶过 程，达到调节颜料颗粒大小的目的。例 酸溶法加工铜酞菁制酞菁颜料n室温下，边搅拌边将铜酞菁加入到98%硫酸 中，直至铜酞菁完全溶解。然后将该溶液慢慢 倾入至含有表面活性剂的水中，使铜酞菁重新 析出，过滤，水洗，干燥后得-晶型的铜酞菁 颜料。若在此过程中条件控制得当，可得到颗 粒均匀，平均粒径小于0.5m的-晶型酞菁蓝 颜料。alpha-晶型铜酞菁的X-射线衍射图 n为了减少酸的用量，也可以往
4、酸溶液中加入水 。因为有时只要使酸的浓度稍微降低一点，就 可使颜料颗粒析出。这样，废酸的浓度就较高 ，经分离后既可以用做其他用途，也可以经增 浓后重复使用。n并不是所有的颜料都可以用酸溶的方法进行加 工。采用酸溶的方法往往是希望获得粒径较小 的颜料，以获得透明性较好的品种。球磨法n在机械研磨的情况下，颜料颗粒因受到强烈的剪切作 用力，原先较大的颗粒可被细化。由于在研磨过程中 ，存在着助磨剂，可阻止细小的粒子再次聚集，如此 达到了减小颜料粒径的目的，赋予颜料较高的着色力 和鲜艳度。同时，在此过程中由于获得了外界的能量 ，固体颗粒的晶体构型克服了势能障碍，可由高内能 的晶型状态转变成低内能的晶型状
5、态，如此达到了调 整颜料晶型的目的。不过经过研磨后，颜料的色光会 有变化。例 球磨法生产酞菁蓝颜料n454公斤直径为1020mm的钢珠，3.6公斤铜酞菁， 22.7公斤硫酸铝（或其他无机盐），0.5公斤四氯乙 烷（或其他有机溶剂）及0.15公斤十六烷基三甲基氯 化铵，在球磨机中球磨若干小时，磨毕，用稀硫酸处 理，洗去无机盐，得到的酞菁蓝颜料为-晶型，具有 艳丽的绿光。beta-晶型铜酞菁的X-射线衍射图 捏和法n捏和法使用捏和机，它的作用原理是在有机溶 剂的存在下依靠机械的搅动对含水的颜料施加 能量，使颜料的晶格发生变化或者是表面形状 发生改变，或者是除去颜料中的水分。后一过 程又称为挤水转相
6、。例 捏和法生产酞菁蓝颜料n在捏和机中，加铜酞菁320份，氯化钠1500 份，乙二醇400份，此时物料呈粘稠状，在70 -80捏和8-12小时，然后将物料用7000份 水稀释，再沸煮2小时，过滤，水洗，干燥， 粉碎后得到的-晶型铜酞菁蓝颜料呈红光蓝色 。有机溶剂处理n利用颜料在特定溶剂中具有微量溶解度，在处理过程 中发生溶解和重结晶。使原先粒径分布较宽的颗粒粒 径分布变窄，同时依靠溶剂的溶解性除去部分可溶性 杂质，通过溶剂的渗透性，使颗粒松软。在此过程中 ，既可以有晶型的变化（从热力学不稳定型转变为稳 定型）；又可以有晶体颗粒的长大，从而赋予颜料较 高的遮盖性能。n用溶剂处理得到的颜料品种色光
7、会比较鲜艳（因为去 杂质的缘故），颜料粒径分布会变窄，但是平均颗粒 不会变小，所以不可能用这种方法得到透明性良好的 颜料品种，只能得到遮盖性很好的品种。例 溶剂处理法生产颜料黄151n在不锈钢反应釜中，加入DMF800升，然后在 搅拌下慢慢加入颜料黄151的湿滤饼（折合干 品重量为80kg），加热到回流，保持3-6小时 ，冷却到环境温度，过滤，滤饼用水洗去DMF ，干燥后得遮盖性很好的颜料黄151品种，适 用于调制油性的汽车涂料。PY151PY151表面处理n表面处理有两种意义n1）对颜料附加值较低的品种进行处理，此时往往是在 颜料的合成过程中就预先添加表面活性剂，因而颜料 的合成与颜料化是同
8、时进行的，例如大多数偶氮颜料 的生产。n2）对颜料附加值高的品种进行处理，此时往往是先制 得颜料粗品。然后在含表面加工助剂的水中，像溶剂 处理一样对颜料粗品进行处理，有时为了强化这种分 散作用需要在压力下进行，这样可以在较高的温度下 对颜料进行处理。n3) 表面加工助剂不仅仅是表面活性剂。n经过表面处理后，可在颜料粒子表面上沉淀适 当的物质，并以单分子层或多分子层包覆颜料 粒子表面的活性区域或全部颗粒。依据所用的 表面活性处理剂（覆盖剂）结构、性能的不同 改变原来颜料粒子的表面特性，即按应用对象 的要求对颜料粒子表面实施改性。例 对PY179的处理添加5% 分散剂未添加分散剂PO34PO34P
9、Y 83 PY83例 对C.I.颜料黄139的表面处理n在水介质中，不同的温度下，不加任何助剂观察处理 结果。随着处理时间的增大，颜料颗粒逐渐增大，色 光变红，遮盖力上升，但是强度降低，大约为处理前 的70%，同时颗粒十分坚硬，不易破碎，没有光泽。n同样进行上面的处理，此时再在其中添加某种可以抑 制晶体粒子长大的表面活性剂（加入量为颜料重量的 0.1%-0.5%），如此获得了软质结构的颜料，具有 易分散和高强度的特点，粒径分布见下图。图 醋酸+助剂处理后得到的C.I.颜料黄 139的粒径分布n由上图可以看到，采用上述方法处理后，颜料 的颗粒主要集中在0.1-1之间，而且粒径分布 非常狭窄。这就
10、预示着，如此得到的颜料其透 明性是非常好的，后来的性能测试结果证明了 这一点。不同牌号的C.I.颜料黄139 n细粒径较粗粒径比表面积大，偏绿光， 耐晒、耐气候牢度较差；细粒径的分散 性较好。 n在水性印刷油墨和涂料中，颗粒较细小 的品种是不稳定的，只有颗粒较大的品 种在pH为8.5-9的情况下可以用于水性 印刷油墨和涂料。P.Y.139的分子和晶体结构nP.Y.139结晶成高度对称的晶架群C mca。分子呈 镜像对称（Cs）,巴比妥酸部分与异吲哚啉环体系 相比倾斜角度约为20,氢键形成2维网络结构。这 些层几乎与b轴垂直，层间距离平均为3.424。 形成ABAB次序，并且作为一种次序，相邻层的分 子定向指向与c轴相反的位置。在同一组中（与c 轴平行）的分子以头对尾的方式排列，羰基氧和 -氢之间的分子内距离仅为2.51 ，说明分子内存 在C-HO-内反应。P.Y.139潜在的重要性n具有下列可能性n1）替代无机的铬黄n2）替代联苯胺黄n3）生产的清洁性、经济性P.Y.139的合成方法
