苝系颜料的制备方法研究(一)

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摘　要:本文以3, 4, 9, 10 -苝四甲酸二酐和一甲胺为原料,以脂肪醇催化制备苝系颜料的方法.系统研究了反应时间、温度、介质、物料比、催化剂等因素对颜料收率、色光、色力的影响,确定了最佳的工艺条件,使C.I.颜料红179粗品的收率达到了98. 56%.万客化工在线M'WOil

关键词: 3, 4, 9, 10 -苝四甲酸二酐;苝;颜料红179

1苝系颜料的合成概述

红色至褐色的苝系颜料是一类高性能有机颜料,具有极高的耐有机溶剂性和热稳定性,优异的耐光牢度、耐气候牢度、耐渗色性、以及优异的耐迁移牢度等高性能.被广泛的应用于高档的工业涂料,如汽车原始面漆和修补漆以及高档塑料,如乙烯基聚合物、聚乙稀、聚丙烯以及纤维塑料的着色应用.苝颜料几乎全部是苝- 3, 4, 9, 10 -四甲酰二亚胺的N -和N′-位置进行取代,见结构式1:万客化工在线%v0im5D zDXa:j})J

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式中: R代表H、CH3或者取代的苯环,苯环上的取代基包括甲基、甲氧基、乙氧基[ 1 ] .

苝系颜料是以M. Kardos[ 2 ]的合成方法为基础,不断改进而来的.在众多的合成方法中,最主要的是以3, 4, 9, 102苝四甲酸二酐( PTCA)为主要原料,与不同胺类化合物进行缩合.苝系颜料的合成按其缩合的反应介质不同可分为直接法[ 3 ]、水介质法[ 4 ]、有机溶剂介质法[ 5 ] . C.I.颜料红179是重要苝系颜料,有两条合成路线[ 6 - 7 ] :一是由3, 4, 9, 102苝四甲酸二酐与一甲胺缩合反应;二是由苝四甲酰二亚胺与氯甲烷(或对甲苯磺酸甲酯)甲基化反应完成.

2实验方法

2. 1试　剂    3, 4, 9, 102苝四甲酸二酐( PTCA)工业级,天津理工产业股份有限公司生产中间体;氢氧化钾,一甲胺水溶液,聚乙二醇,硫酸,盐酸,氢氧化钠为工业品.

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2. 2合成步骤

将39.2 g3, 4, 9, 10 -苝四甲酸二酐( PTCA)、22.5 g氢氧化钾与450 g冰水,在0～2℃搅拌45min,用硫酸调整pH为5. 5～5. 8,加入38.75 g40%一甲胺水溶液(0. 5 mol) , 1.6 g聚乙二醇200,在第1步温度0～2℃搅拌保温30 min,用60 min缓慢升温至第2步温度80～82℃,保温2 h,用30 min再次升温至第3步温度140～142℃, 0. 4～0. 5 MPa下保温搅拌4 h,保温毕.降温至90℃以下,过滤水洗至中性.将滤饼加入到1000 g水中打浆,再加入约62.5 g盐酸(32% )调此pH值至1. 5～2. 0,加热至沸腾,保持45 min,降温至60℃,过滤、水洗至无酸.再将滤饼加入到1000 g水中打浆,加入56 g氢氧化钠(50% )加热至沸腾,保持15 min,降温至60℃,过滤、水洗至无碱.80℃干燥,得到41.2 g颜料红179的粗品颜料,收率98. 5%.改变反应温度、反应时间、物料配比、催化剂及用量,研究工艺条件对反应的影响.万客化工在线3uJ'H8h.kc
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3结果与讨论

以3, 4, 9, 10 -苝四甲酸二酐与一甲胺水溶液为原料合成C.I.颜料红179的反应方程见结构式4:万客化工在线f` n#~ r-u+q{y7uA

胺类化合物进攻3, 4, 9, 10 -苝四甲酸二酐的反应机理见结构式5:万客化工在线0myi.r'`HQ

3. 1　适宜反应温度的确定万客化工在线Lh)b2T-x9i

按照2. 2的合成方法,在第2步和第3步反应温度确定的情况下,分别在第1步反应温度0～5℃、10～15℃、20～25℃、30～35℃条件下进行反应实验结果见表1:万客化工在线"}!n8c+D#q I)R

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在第1步和第3步反应温度确定的情况下,分别在第2步反应温度60～65℃、70～75℃、80～85℃、90～95℃条件下进行反应实验结果见表2:万客化工在线}0J6PjQ

在第1步和第2步反应温度确定的情况下,分别在第3步反应温度110～115℃、120～125℃、130～135℃、140～145℃条件下进行反应实验结果见表3.第2步温度控制在80～82℃,保温2 h.第3步温万客化工在线~)hSa-@'j.~b

度控制在140～142℃,保温4 h.万客化工在线e'`#fKbh7d

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第1步温度控制在0～2℃,保温0. 5 h,第3步温度控制在140～142℃,保温4 h.万客化工在线{7{5HB0L G

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第1步温度控制在0～2℃,保温0. 5 h.第2步温度控制在80～82℃,保温2 h.万客化工在线"DUf;K S6LP }5L

由表1～表3中可以看出, 3, 4, 9, 10 -苝四甲酸二酐与甲胺反应生成苝- 3, 4, 9, 10 -四羧酸-二-(甲酰胺)的二甲基胺盐的第一步反应温度在0～5℃范围内,收率较高.