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147-14-8 / 酞菁藍的應用及現狀

背景及應用[1][2]

顏料藍15又名酞菁藍B,銅酞菁,深藍色帶紅光粉末,為不穩定的α型銅酞菁顏料。不溶于水、乙醇和烴類。溶于濃硫酸 呈橄欖色溶液,稀釋后呈藍色沉淀。色澤鮮艷,著色力強,是普魯士藍的數倍、拜青的20余倍。具有優良的耐曬、耐熱性能,用于油漆、油墨、水彩和油彩顏料、橡膠、塑料制品等的著色。還用于涂料印花。由苯酐、尿素和氯化亞銅,在鉬酸銨催化劑存在下,在三氯化苯溶劑中,加熱反應或固相加熱烘焙而得粗酞菁藍。再經酸、堿液精制、研磨及后處理制得。

酞菁藍的應用及現狀

生產現狀[2]

1. 酞菁藍B的生產工藝概述

講球磨料在集中罐中加水稀釋,然后至酸煮釜加入鹽酸于70℃左右,酸煮 5 小時,再進行壓濾脫水,漂洗 3 小時;轉入打漿釜堿煮時間為 4 小時,再壓濾脫水,漂洗 9 小時后進行烘干,大約為 24 小時。

2. 酞菁藍B產品質量

酞菁藍B產品色力一般為100%±2%,其中以98%、99%占70%,色力102%以上比較少,也會出現98%以下的色力。

合成改進[3]

苯酐-尿素法(溶劑法) 合成酞菁藍顏料的基礎上,以酞菁藍(β型) 顏料作為目的物,以氯化銨作為酸性助劑,對酞菁藍顏料粗品的合成進行改進。其中,氯化銨既可作為反應氮源, 同時也對顏料的縮合反應起到一定的催化作用,加速酞菁的成環反應,促進顏料粒子的晶核生長速率,以減慢晶體的成長速度,從而得到顆粒細小且粒徑分布均勻的顏料產品。

1酞菁藍顏料的合成

按比例將苯酐、尿素、氯化亞銅及鉬酸銨混合加入到一定量的煤油中,在 190 ~ 200 ℃下反應 3 h,保溫熟化 30 min,降溫至 120 ℃ 趁熱將煤油傾出, 加入定量95% 乙醇回流 30 min,抽濾,濾餅用適量 2% HCl 溶液煮沸1 h, 抽濾,再用適量 2% NaOH 溶液煮沸1 h,抽濾,然后水洗,重復上述步驟至濾液呈無色, 水洗至中性,濾餅在 75 ℃下烘干 4 h,得酞菁藍顏料粉末。以上述實驗為基礎,分別加入 10% 、 20% 、 25% 、30% 、 35% 、 40% 、 100% ( 摩爾分數,以苯酐物質的量為基準) 的氯化銨與其他原料混合,參與縮合反應,進行酞菁藍顏料的合成制備。

2.酞菁藍顏料在水基體系中的研磨分散

將酞菁藍顏料粉末在水基體系中進行研磨分散,測定其刮板細度及顆粒的粒徑分布,分析改進前后酞菁藍顏料在應用中的分散性及解絮凝性能。酞菁藍顏料分散液的制備: 將顏料干粉量 15%SDS作為潤濕分散劑、適量消泡劑FS-204E 加入到定量的水中,800 r /min 轉速下攪拌均勻后,加入40%體系總量的顏料干粉分散 30 min,再加入2倍顏料干粉質量氧化鋯珠作為研磨介質,在1800 r /min轉速下研磨分散 190min 后,過濾得酞菁藍顏料分散液。

3.酞菁藍顏料的合成實驗結果

酞菁藍的應用及現狀

由圖1可見,適量的氯化銨可使酞菁藍顏料的收率提高,最高可達 98% , 而用量過大時,其收率反而下降,這可能是由于產生的大量泡沫阻礙了反應體系的均相反應。以傳統的苯酐-尿素法(溶劑法) 所合成的酞菁藍顏料的粒子硬、結晶粗大,并伴有輕微的固結現象; 而改進后所得酞菁藍顏料,色澤鮮艷,顏料顆粒細小且疏松。改進前后酞菁藍顏料的紅外光譜見圖2。

由圖2可見,在 727 cm-1、 1090 cm-1、1120 cm-1和1333 cm-1附近均有較強吸收峰,其為酞菁骨架振動吸收峰; 在1635 cm-1、1505 cm-1和1637 cm-1、1506 cm-1處各有一吸收峰,這是由于芳香環上CC及CN的伸縮振動引起的。在低頻區可看到,在753 cm-1、754 cm-1處各出現振動吸收帶,其為 Pc 環振動,在899 cm-1處均有一個中等強度的振動吸收峰,其為金屬-配體振動,該吸收峰的出現,表明酞菁銅的存在。

酞菁藍的應用及現狀

總結:采用氯化銨作為酸性助劑,有利于酞菁的成環反應,提高酞菁藍顏料合成收率,可達 98%。針對酞菁藍顏料粗品的合成進行改進,以氯化銨作為酸性助劑參與縮合反應,不但改進了顏料粒子的軟質結構,改善了顏料的顏色屬性,使之更為鮮艷,而且提高了顏料的分散性,可使顏料粒子在水基體系中得到有效的分散并提高了分散穩定性,得到了在水基體系中應用更為良好的β型銅酞菁,使得顏料色漿的質量得到極大的改進。

主要參考資料

[1] 簡明精細化工大辭典

[2]楊凱.酞菁藍的生產現狀與工藝改進[J].化工管理,2014(02):176.

[3]張新建,張舜,呂彤,楊林燕.酞菁藍顏料的合成改進與性能研究[J].涂料工業,2014,44(02):39-42.

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