有机颜料指指具有颜色和其他一系列颜料特性的、由有机化合物制成的一类颜料。颜料特性包括耐晒、耐水浸、耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐热、晶型稳定、分散性和遮盖力等。
有机颜料与染料的差异在于它与被着色物体没有亲和力,只有通过胶粘剂或成膜物质将有机颜料附着在物体表面,或混在物体内部,使物体着色。其生产所需的中间体、生产设备以及合成过程均与染料的生产大同小异,因此往往将有机颜料在染料工业中组织生产。有机颜料与一般无机颜料相比,通常具有较高的着色力,颗粒容易研磨和分散、不易沉淀,色彩也较鲜艳,但耐晒、耐热、耐候性能较差。有机颜料普遍用于油墨、涂料、橡胶制品、塑料制品、文教用品和建筑材料等物料的着色。
中文名称 | 有机颜料 | 外文名称 | yǒu jī yán liào |
---|---|---|---|
密度 | 小 | 偶氮颜料 | 占59% |
有机颜料色彩鲜明,着色力强;无毒性,但部分品种的耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性往往不如无机颜料。
颜色的品种变化无尽、绚丽多彩,但各种颜色之间存在一定的内在联系,每一种颜色都可用3个参数来确定,即色调、明度和饱和度。色调是彩色彼此相互区别的特征,决定于光源的色谱组成和物体表面所发射的各波长对人眼产生的感觉,可区别红、黄、绿、蓝、紫等特征。明度,也称为亮度,是表示物体表面明暗程度变化的特征值;通过比较各种颜色的明度,颜色就有了明这和深暗之分。饱和度,也称为彩 度,是表示物体表面颜色浓淡的特征值,使色彩有了鲜艳与阴晦之别。色调、明度和饱和度构成了一个立体,用这三者建立标度,我们就能用数字来测量颜色。自然界的颜色千变万化,但最基本的是红、黄、蓝三种,称为原色。
分子结构中含偶氮基(-N=N-)的水不溶性的有机化合物,在有机颜料中是品种最多和产量最大的一类。偶氮颜料是由芳香胺或杂芳胺经重氮化制得的重氮组分再与乙酰芳胺、2-萘酚、吡唑啉酮、2-羟基-3-萘甲酸或2-羟基-3-萘甲酰芳香胺等偶合组分经偶合,生成水不溶性沉淀,即一般的偶氮颜料。其合成方法与偶氮染料基本相同,但后者是水溶性的。常用的一般偶氮颜料为橙、黄、红色颜料如:永固橙RN(C.I.颜料橙5)、金光红(C.I.颜料红21)、联苯胺黄G(C.I.颜料黄12)。为了提高耐晒、耐热、耐有机溶剂等颜料性能,可以通过芳香二胺将两个分子缩合成为大分子。这样制成的颜料称为大分子颜料或缩合偶氮颜料如:大分子橙4R(C.I.颜料橙31)、大分子红R(C.I.颜料红166)。
水溶性染料(如酸性染料、直接染料、碱性染料等)经与沉淀剂作用生成的水不溶性的颜料。它的色光较艳,色谱较全,生产成本低,比原水溶性染料耐晒牢度高。沉淀剂主要为无机盐、酸、载体等。无机盐沉淀是将氯化钡、氯化钙、硫酸锰等作为沉淀剂与水溶性染料反应,生成水不溶性的钡、钙、锰等的盐类如:永固红F5R(C.I.颜料红48:2)、金光红C(C.I.颜料红53:1)。酸沉淀是利用磷酸-钼酸、磷酸-钨酸、单宁酸等作为沉淀剂与水溶性碱性染料反应生成不溶性的色淀如:耐晒玫瑰色淀(C.I.颜料紫1)、射光青莲(C.I.颜料紫3)。载体沉淀是将水溶性染料沉积在氢氧化铝、硫酸钡等载体表面上,形成水不溶性色淀如:酸性金黄色淀(C.I.颜料橙17)、耐晒湖蓝色淀(C.I.颜料蓝17)。
分子中的主体是酞菁,结构式为:
它们是水不溶性有机物,主要为蓝色和绿色的颜料。1934年,英国卜内门化学工业公司和德国法本公司分别生产了第一个品种──酞菁蓝。绝大多数产品中含有二价金属,如铜、镍、铁、锰等,亦有将分子中的苯环换成吡咯环或其他环,在分子中也引入其他基团,不同的结构具有不同的性能和用途。酞菁颜料中主要的品种是含铜的酞菁蓝(C.I.颜料蓝15)。工业上主要生产方法是将邻苯二甲酸酐与尿素(也有直接采用邻苯二腈的)在钼酸铵催化剂存在下,与氯化亚铜反应,所得粗品俗称为"铜酞菁"。颜料后处理的方法不同,可得到不同的商品。如将粗品溶于浓硫酸中,然后在水中慢慢沉淀析出,可得α晶型,这是一种带红光的蓝色有机颜料;如将粗品溶于浓硫酸中,然后再通入少量氯气,使分子上带有1~2个氯原子,所得产品的色光比不带氯的绿一些;如将粗品与干燥的氯化钠在球磨机中研磨,可得到稳定的绿光β晶型产品。粗品在三氯化铝和氯化钠熔体中加热到220°C左右,通入氯气,使分子中引入14~16个氯原子,则得到的产品为鲜艳的绿色颜料;如引入少量的溴,则所得产品色光更黄,更鲜艳。
分子的基本结构为喹吖啶酮的颜料:
1958年由美国杜邦公司开始生产。其生产方法是由丁二酸二乙酯经过自身缩合,与苯胺缩合、闭环、精制、氧化即得γ晶型的喹吖啶酮颜料。由于其耐热、耐晒、鲜艳度等性能与酞菁系颜料相当,故商品称为酞菁红(C.I.颜料紫19),其实两者分子结构完全不同。如氧化时采用不同的条件,则得到色光更蓝的β晶型喹吖啶酮颜料,商品称为酞菁紫。
除以上所述品种外,还有一些性能优良的品种,如双?嗪颜料,代表的品种为永固紫RL(C.I.颜料紫23);异吲哚啉酮颜料,代表的品种为颜料黄2GLT(C.I.颜料黄109);苯并咪唑酮颜料,代表的品种为永固橙HSL(C.I.颜料橙36)。
目前,有机颜料工作者的研究重点是放在颜料后处理改进方面,如选择较好的晶型,制造较细而粒度分布又狭的颗粒,改进颜料的湿润性等,使有机颜料能发挥更大的效用。
有机颜料英文名字:organic pigment
有机颜料按结构分类
(1)偶氮颜料占59%
(2)酞菁颜料 占24%
(3)三芳甲烷颜料 占8 %
(4)特殊颜料 占6 %
(5)多环颜料 占3 %
颜料有可溶性的和不可溶性的,有无机的和有机的区别。无机颜料一般是矿物性物质,人类很早就知道使用无机颜料,利用有色的土和矿石,在岩壁上作画和涂抹身体。无机颜料有镉系,镉系,氧化铁系,还有新近兴起的环保彩...
色浆是由颜料或颜料和填充料分散在漆料内而成的半制品。以纯油为胶粘剂的称油性色浆。以树脂漆料为胶粘剂的称树脂色浆。以水为介质添加表面活性剂分散而成的颜填料浆称为水性色浆。由于漆料种类很多,色浆种类也很多...
色浆是由颜料或颜料和填充料分散在漆料内而成的半制品。以纯油为胶粘剂的称油性色浆。以树脂漆料为胶粘剂的称树脂色浆。以水为介质添加表面活性剂分散而成的颜填料浆称为水性色浆。由于漆料种类很多,色浆种类也很多...
颜料与涂料之——涂料用主要无机颜料 的进展概况 第一节 概述 颜料是涂料配方中的重要组成部分,它能使涂料具有遮盖、着色、保护、防腐蚀等基本功能,还能使一些专用涂料具有导 电、伪装、光致发光、光致变色、热致变色等特种功能。可以说,没有现代的颜料,便没有现代的涂料。 涂料配方设计师只有正确选择颜料,才能使所设计的涂料制品具有很高的应用性能、适度的成本和满意的生态性能。一个 优秀的涂料配方设计师,必然是颜料应用方面的专家。因此,涂料配方设计人员必须熟悉颜料的性能,关心颜料方面的进展。 颜料迄今没有一个确切的定义,美国出版的《 Pigment Handbook》( 1987 年版 )将颜料定义为:不被分散介质所溶解,基本 上也不与这种介质发生物理和化学反应的,其粒径变化范围可从非常细的胶体粒子到比较粗大的粒子的粒状物质。 一般为方便计, 将涂料用颜料分为无机颜料、有机颜料和体质颜料。金属粉末颜料一
(一)白色颜料 白色颜料有钛白、锌钡白、 锌白和锑白,高聚物空心微球也是很好的 白色颜料。 1. 钛白( TiO2) 一种应用最广泛的白色颜料,其特点是白度高,着色力和遮盖力好, 化学稳定性、耐热性和耐候性优良。分为金红石型和锐钛型两种。 1) 金红石型(折光指数 2.76)耐候性好,不粉化,适合于户外 用涂料。 2) 锐钛型(折光指数 2.55)稳定性、耐候性、粉化性都不及金 红石型,适用于室内涂料。 2. 锌钡白(立德粉 , BaSO4 ZnS) 化学性质:耐碱,但遇酸分解,放出 H2S。 遮盖力强,遇光易变暗,耐候性差。 3. 锌白 (ZnO) 优点:耐光、耐热、耐候性好,不粉化,可用于户外漆。 缺点:遮盖力差。锌白<锌钡白<钛白。具有碱性,制漆后有变稠倾 向。 有一种含 Pb的 ZnO,是 ZnO与碱式 PbSO4的混合物,防锈性能比 ZnO 好,可用于底漆中。 纳米 ZnO可杀
1绪论
11颜色的基本概念
111颜色的三要素
112Munsell颜色系统
113CIE
12有机颜料的定义
13有机颜料与染料的异同
14有机颜料与无机颜料的差异
15有机颜料的发展简史
16国内外有机颜料生产概况
17有机颜料的研发过程与经验
171早期的颜料研发
172高性能有机颜料的诞生
173当代新品种的设计
2有机颜料的分类
21普通性能有机颜料
211单偶氮黄色和橙色颜料
212双偶氮颜料
213β 萘酚系列颜料
214色酚AS系列颜料
215偶氮色淀类颜料
216金属络合颜料
217酞菁颜料
218杂类颜料
22高性能有机颜料
221苯并咪唑酮颜料
222偶氮缩合颜料
223喹吖啶酮颜料
224苝系与苉酮系颜料
225蒽醌颜料
226二嗪类颜料
227异吲哚啉酮系颜料和异吲哚啉系颜料
2281,4吡咯并吡咯二酮系颜料
229特殊酞菁颜料
3有机颜料的化学结构和晶体结构与应用性能的关系
31有机颜料的化学结构与色光的关系
311杂原子效应
312晶体结构与颜料色光的关系
32有机颜料的化学结构与耐晒牢度和耐气候牢度的关系
321偶氮类的有机颜料的光褪色反应
322多环类有机颜料的光褪色反应
33有机颜料的化学结构与耐溶剂性能和耐迁移性能的关系
331增加颜料的分子量
332降低有机颜料在应用介质中的溶解度
333生成金属盐或络合物
4晶体结构与同质多晶性
41颜料的晶体结构与色光
42有机颜料的同质多晶性
参考文献
5合成颜料的基本反应及颜料化
51重氮化和偶合反应
511重氮化反应
512偶合反应
52合成蒽醌类染(颜)料的一些反应
521由1氨基蒽醌衍生的颜料
522由羟基蒽醌衍生的颜料
523杂环蒽醌类颜料
524稠环蒽醌
53颜料化加工
531偶氮颜料的颜料化加工
532非偶氮颜料的颜料化加工
54过滤、干燥、磨粉
参考文献
6单偶氮黄色和橙色颜料
61单偶氮黄色和橙色颜料的结构通式
62单偶氮黄色或橙色颜料的应用性能
63单偶氮黄色或橙色颜料的主要品种
参考文献
7双偶氮颜料
71双偶氮颜料的结构通式
72双芳胺类黄色偶氮颜料
73双芳胺类黄色偶氮颜料的应用性能
74双芳胺类黄色偶氮颜料的主要品种
75双乙酰乙酰芳胺类偶氮颜料
76双乙酰乙酰芳胺类偶氮颜料的典型品种
77吡唑啉酮类双偶氮颜料
参考文献
8β 萘酚系列颜料
81β 萘酚系颜料的结构通式
82β 萘酚系颜料主要品种
参考文献
9色酚AS系列颜料
91色酚AS系列颜料的结构通式
92色酚AS系列颜料的应用性能
93色酚AS系列颜料的主要品种
931具有简单取代基的色酚AS系列颜料
932具有磺酰胺基或羧酸氨基的色酚AS系列颜料
参考文献
10偶氮色淀类颜料
101黄色色淀颜料
102β 萘酚色淀颜料
1032,3酸类色淀颜料
104色酚AS类色淀颜料
105含磺酸基的萘系色淀颜料
11金属络合颜料
111偶氮型金属络合颜料
1111偶氮型金属络合颜料的合成
1112偶氮型金属络合颜料主要品种
112氮甲川型金属络合颜料
1121氮甲川型金属络合颜料的合成
1122氮甲川型金属络合颜料的主要品种
113以苯并咪唑酮衍生物为配体的金属络合颜料
114以氨基胍盐或以叠氮化合物为配体的金属络合颜料
115金属络合颜料的性能与应用
参考文献
12酞菁颜料
121铜酞菁的同质多晶性
1211β 晶型铜酞菁的制备
1212α 晶型铜酞菁的制备
122铜酞菁的生产方法
1221苯酐尿素法
1222邻苯二腈法
123铜酞菁的颜料化
1231酸处理法
1232研磨法
1233颜料粒子的微胶囊化(microencapsulation )
1234挤水转相法
1235表面活性剂及松香皂复配处理
1236衍生物表面改性处理
124铜酞菁颜料典型品种
125卤代铜酞菁及其颜料
126卤代铜酞菁的颜料化
127卤代铜酞菁颜料典型品种
参考文献
13喹酞酮类颜料
131喹酞酮颜料的结构与合成
132喹酞酮类颜料的典型品种
参考文献
14三芳甲烷类颜料
141内盐式三芳甲烷颜料
142内盐式三芳甲烷颜料的典型品种
143复合盐式三芳甲烷颜料
1431杂多酸的种类
1432染料阳离子与杂多酸组成的盐
1433染料阳离子的合成
1434杂多酸和颜料的制法
1435复合式三芳甲烷类颜料的典型品种
参考文献
15硫靛类颜料
151中间体和颜料的合成
152颜料化加工及其应用性能
153典型品种
参考文献
16苯并咪唑酮颜料
1615氨基苯并咪唑酮的生产方法
162黄/橙色苯并咪唑酮颜料
163红色苯并咪唑酮颜料
164颜料的合成及后处理
165晶体结构分析
166性能与应用
167已商品化的苯并咪唑酮颜料
参考文献
17偶氮缩合颜料
171合成方法
172性能和应用
173典型品种
参考文献
18喹吖啶酮颜料
181喹吖啶酮颜料的合成
1811丁二酸二酯(甲酯或乙酯)法
1812卤代对苯二甲酸法
1813对苯二酚法
182二取代的喹吖啶酮
183喹吖啶酮颜料的同质多晶性
184喹吖啶酮颜料的应用性能
185喹吖啶酮颜料的典型品种
参考文献
19系和苉酮系颜料
191系颜料
1911合成方法
1912系颜料的应用性能
1913典型品种
192酮系颜料
1921基础原料的制备
1922酮颜料的合成
1923典型的苉酮颜料品种
参考文献
20二嗪类颜料
201专用中间体的合成
202典型品种
203二嗪颜料的新品种
204不含卤素的二嗪颜料
参考文献
21异吲哚啉酮系颜料和异吲哚啉系颜料
211异吲哚啉酮颜料的合成
212异吲哚啉颜料的合成
213典型品种
参考文献
22吡咯并吡咯二酮系颜料
221DPP的合成
222分子结构和颜色
2221吸收光谱
2222荧光光谱
2223同质多晶性
2224单晶X射线衍射分析
223DPP化合物的化学性质
2231亲电芳香取代反应
2232芳香亲核取代反应
2233N烷基化反应
2234羰基的转化
224固态性能
2241固态溶液和混晶
2242颜料化加工
225DPP颜料的替代其他红色颜料的可能性
226典型品种
参考文献
23特殊酞菁颜料
231氯溴混合取代铜酞菁的合成
2311四氯/四溴代邻苯二腈法
2312三氯化铝氯化钠熔融体法
2313在氯磺酸介质中的卤代反应
2314在二氧化硫无水三氯化铝介质中的卤代反应
232氯溴混合取代铜酞菁的颜料化
233典型品种
参考文献
24噻嗪颜料
241噻嗪颜料的合成
242噻嗪颜料的晶体结构
243噻嗪颜料的应用性能
244噻嗪颜料的色谱
参考文献
25隐形荧光颜料
251无机的隐形荧光颜料的品种、结构和性能
252有机的隐形荧光颜料的品种、结构和性能
253应用
2531无机的隐形荧光颜料
2532长余辉荧光颜料
2533有机的隐形荧光颜料
254有机隐形荧光颜料的生产
参考文献
26杂类颜料
参考文献
27有机颜料的毒性
271生态影响
272毒性
2721急性毒性
2722对皮肤及黏膜的刺激
2723不断接触使用的亚急性中毒
2724诱变
2725慢性毒性与致癌性
2726颜料的杂质
273酞菁类化合物的生理活性与毒性
2731酞菁类化合物的生理活性
2732酞菁类化合物的毒性
参考文献
自2001年本书第1版出版以来,世界上有机颜料的生产出现了两项重大事件。一是我国有机颜料的生产增长迅速,产量占世界总产量的50%以上。二是Ciba公司的高性能有机颜料——DPP颜料的专利于2003年到期,这一事件引发了我国颜料界开发此系列颜料品种的热潮,在不到1年的时间内,先后有6家企业建立了DPP颜料的生产线。
为适应这样一种局面,此次对该书第一版做了较大幅度的改动,删去了第1版中有关有机颜料的应用性能及相关的技术术语的内容,增加了关于有机颜料合成反应的章节,增加了噻嗪颜料的内容,强化了颜料化加工的内容,改写了大多数章节,还对有机颜料的分类进行了调整。
本书可供从事有机颜料研究、生产和应用的专业技术人员参考,也可作为高等学校化工类专业本科生的教学用书或参考书。
偶氮颜料是指化学结构中含有偶氮基(—N=N—)的有机颜料。偶氮颜料是有机颜料中料主要的大类,其产量约占有机颜料总产量的60%左右。偶氮颜料色谱分布较广,有黄、橙、红、棕、蓝等颜色。
偶氮颜料品种繁多,性能不同,按照化学结构可划分为不溶性偶氮颜料、偶氮染料色淀和缩合型偶氮颜料等三类。
山东宇虹颜料厂家生产的偶氮颜料色泽鲜艳,着色力强,密度小,体制软,耐光性较好,因此广泛应用于油墨、涂料、橡胶、塑料、涂料印花浆、造纸、文教用品和化妆品中。
传统经典品种中的浅色耐光性较差,不耐高温,部分品种有少量的油渗和不耐溶剂等缺点,使应用范围受到限制。
20世纪50年代后期,偶氮颜料品种有了新的发展。从化学结构上分析主要有两个发展方向:一是增大相对分子质量和相应增加酰胺基团,使耐光、耐热、耐溶剂、耐迁移性能有很大的提高,其代表性品种是缩合型偶氮颜料;二是颜料分子结构中引进杂环基团,特别是环状酰胺基团以改进耐光、耐热、耐溶剂及耐迁移性能,其代表品种是苯并咪唑酮系偶氮颜料。这两类高级颜料的开发成功使偶氮颜料应用扩大到化学纤维熔融纺丝,汽车涂料,需要高温加工的烘漆和热塑性塑料。
偶氮颜料的基本生产方法是重氮化反应和偶合反应。含有硫酸或羧酸基的偶氮染料色淀除了上述两步以外,还需要从钠盐转变成碱土金属盐(或其他金属盐)的转化过程。
合成缩合型偶氮颜料除了重氮化反应和偶和反应以外还包括酰氯化反应和缩合反应。
某些偶氮颜料和苯并咪唑酮系颜料为了改善颜料的应用性能,往往还需要热处理或溶剂处理以改变颜料的晶型或粒子大小。
为了改进颜料的色光、色散性、润湿性等,有时在生产过程中加入少量的表面活性剂或其他添加剂。
偶氮类颜料可以分为非离子不溶性偶氮颜料和色淀两大类,主要黄、橙及红色,且多为偶氮类,少数为双偶氮类。并非所有不溶性染料均具有颜料的使用性能,只有一部分结构具有令人满意的着色力、高遮盖力和较高的鲜艳度,才能作为颜料使用。某些不溶性染料对有机溶剂、油脂有相当大的溶解度,则列为油溶性或溶剂性染料。