有机颜料

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有机染料在涂料方面的应用
用于涂料的有机颜料品种有单偶氮黄和单偶氮橙颜料、双偶氮料、 β一萘酚颜料 、萘酚AS颜料、偶氮红颜料色淀、苯并咪唑酮颜料、 双偶氮缩合颜料,金属络合物颜料 、异吲哚啉酮颜料和异吲哚啉颜 料 、 酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、苝颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料 、硫靛 颜料 、杂环蒽醌颜料 、蒽醌颜料 、氢醌颜料、多碳环蒽醌颜料和 喹酞酮颜料等,其中以酞菁颜料最等,其中以酞菁颜料最为重要。由 于涂料工业等的发展需要 ,为达到优异的耐光、耐热、耐候、耐溶剂、 耐迁移性等,从而出现色彩更鲜艳、明亮、颜色色谱更为齐全的“高 性能的有机颜料”品种。 有机颜料粒子的大小对涂料颜色性能影响很大。一方面是会影响 涂料的遮盖力和着色力,在一定范围内颜料粒度提高,涂料遮盖力增加; 颜料粒子变小时,比表面增大,涂料着色力增加。颜料粒度对涂料的色 光也有影响,通常粒径大,粒度分布较宽,色光发暗;反之色光鲜艳。 另一方面是颜料粒度还会影响涂料的耐UV性。
第四章 有机颜料
概述 有机颜料是有色的不溶性有机物,但是并非所有的有色 物都可作为有机颜料使用。要使有色物质成为颜料,它们必 须具备下列性能: 色彩鲜艳,能赋予被着色物(或底物)坚牢的色泽; 不溶与水、有机溶剂或应用介质; 在应用介质中易于均匀分散而且在整个分散过程中不受应用 介质的物理和化学影响,保留它们自身固有的晶体构造; 耐晒、耐气候、耐热、耐酸碱和耐有机溶剂。
有机颜料化学结构与应用性能的关系
有机颜料的化学结构与耐晒牢度和耐气候牢度的关系 有机颜料的耐晒牢度和耐气候牢度说到底,是它的光化学稳
定性问题。对于偶氮类型的有机颜料,它的光褪色表现为光氧
化反应。 研究者发现:在光照射下同时又在水和氧的存在下,偶氮化 合物会生成氧化偶氮苯的衍生物,氧化偶氮苯的衍生物在下 述 条件的作用下,会进一步发生分子的重排和水解反应,从而将 分子中原有的偶氮键断裂,使原来的化合物生成邻苯二醌和苯 肼的衍生物,由此使得有色化合物褪色.
偶氮颜料
单偶氮黄和单偶氮橙颜料
这类颜料提供了一系列从浓绿相黄到极度红相黄或黄相橙色调 的颜色 ,其极大部分 目前用于各种气干型涂料和乳胶漆中,其品种 有 颜料黄1、颜料黄3、颜料黄5、颜料黄10、颜料黄60、颜料黄65、 颜料黄73、颜料黄74、颜料黄75、 颜料黄97、颜料黄98、颜料黄 116、颜料黄130、颜料黄165、颜料黄167、颜料黄203;颜料橙1。 色淀颜料有 颜料黄168、颜料黄191、颜料黄205。
有机颜料在油墨中的应用
油墨是有机颜料最大的消费行业,在发达国家油墨用有机颜料约占有机颜料总 量的50%-60%。随着文化用品消费量的增多,油墨的消费量呈上升趋势,油墨业 的发展带动了相关行业的发展,尤其是有机颜料工业研究适用于油墨行业的耐 光性新型有机颜料,是颜料研究、生产者们的主要目标。国外各种油墨所占的 市场份额如表1和表2所示(表1中的年代为20世纪):
用于塑料的红色颜料
偶氮色酚AS颜料 颜料红170是偶氮色酚AS产品,有透明与不透明两种,颜料粒径与 晶型决定是否透明或不透明。不透明的颜料粒径大,在墨色里偏黄, 有较好的耐热性与耐光性。由于有较好的耐光稳定性,也能用于一些 低廉的室外制品,如装冷冻食物的旅行箱。热稳定性是275℃,耐光性 是5。结构式为:
有机颜料的分类
有机颜料品种繁多,有多种方法可对它们进行分类。较为常用的分 类法有: 按色谱不同进行分类,这样颜料被分为:黄、橙、红、紫、棕、 蓝、绿色颜料等; 按颜料的功能性进行分类,这样颜料被分为:普通颜料、荧光颜 料、珠光颜料、变色颜料等; 按应用对象进行分类,这样颜料被分为:油漆和涂料专用颜料, 油墨专用颜料,塑料和橡胶专用颜料,化妆品专用颜料等。 按颜料分子的发色体:将颜料分为偶氮类颜料和非偶氮类颜料
工艺简单、价格低
有机颜料与染料
与染料相比,有机颜料和染料在应用性能上存在一定的区别。 染料的传统用途是对纺织品进行染色,而颜料的传统用途却是对非纺 织品(如:油墨、油漆、涂料、塑料、橡胶等)进行着色。这是因为
染料对纺织品有亲和力(或称直接性),可以被纤维分子吸附、固着;
而颜料对所有的着色对象均无亲和力,主要靠树脂、粘合剂等其他成 膜物质与着色对象结合在一起。
油墨由于体系及应用的原因,对有机颜料主要存在以下 几点要求:
(1)颜色:颜料是油墨的发色基团.首先要求其色彩鲜艳、明亮、饱和 度好: (2)着色力:颜料着色力的高低,直接影响着颜料在油墨中的用量,进 而影响着成本及墨性: (3)透明性和遮盖力:由于印刷方式和承印物的不同。对颜料的透明性 和遮盖力要求不同; (4)光泽:由于印刷品光泽要求的提高.对颜料光泽性的要求也提高; (5)吸油量吸油量一般与颜料颗粒度、分散度、润湿能力、水分表面静 电等有关。颜料的吸油量大,则油墨的浓度不易提高、墨性调节困难; (6)分散性:分散性直接关系到油墨性能的稳定,是一项比较重要的指 标,一般与颜料的润湿能力、颗粒大小、晶型大小等有关。 (7)物化性能:印刷品的应用场合越来越广,因此对颜料物化性能的要 求也越来越多,主要有:耐光、耐热、耐溶剂、耐酸碱、耐迁移等性能。
有机颜料与无机颜料
类 别 项目 有机颜料 无机颜料
化学组分
有机化合物
无机化合物 色光鲜艳度差,着色强 度低,遮盖力好,物理性能好
应用性能
色光鲜艳,着色强度高,透明度好,化学稳定 性好
品种色谱
色谱齐全,品种繁多
色谱不全,品种较少
毒性程度
工艺、价位
毒性较小
工艺复杂、价格高
多数毒性较大(如铅铬黄、红丹)
双偶氮缩合颜料
双偶氮缩合颜料提供了从极绿相黄至橙色再至蓝光红至紫色,还 有棕色 ,此颜料有一些品种用于高档涂料着色,如原设备制造汽车 面漆和汽车修补漆 ,还有一般工业涂料、建筑涂料及乳胶漆方面 , 用于涂料的品种有(不包括HPP)颜料黄93、颜料黄94、颜料黄95; 颜料红144、颜料红166、颜料红214、颜料红242;颜料棕23、颜料 棕41、颜料棕42。
萘酚AS颜料
工业上使用的萘酚AS颜料色调范围从黄相红至极蓝相红 ,其 主要用途之一是涂料 ,它不仅可用于气干型涂料、硝基结合的挥 发漆及其它室温固化的涂料 ,而且还可用于烘烤磁漆甚至是高级 汽车面漆中。萘酚AS颜料按R取代基不 同而分为2类 ,第1类用于 涂料的品种有:颜料红11、颜料红12、颜料红14、颜料红22、颜 料红23、颜料红95、颜料红112、颜料红119、颜料红136、颜料 红223;其第2类用于涂料的品种有:颜料红5、颜料红146、颜料 红147、颜料红164、颜料红170、颜料红187、颜料红188、颜料 红253、颜料红256、 颜料橙38。
(二)溶剂型凹印油墨 此类油墨中的溶剂主要是各类有机溶剂,如苯类、醇类、酯类、酮 类等,不同的体系溶剂对颜料的选择又有不同的要求,但概括起来,总 体上有以下几种:颜料红#48∶1、颜料红#48∶2、颜料红#53∶1、颜料 红#57∶1、颜料蓝#15∶2、颜料蓝#15∶3、颜料蓝#15∶4、颜料橙#13、 颜料黄#12。溶剂型凹印油墨中醇溶型、酯溶型油墨由于对人体毒害性 小,是将来的发展方向。 (三)紫外光光固化油墨( U V墨) UV 油墨最近几年在全世界得到了广泛的应用。年增长率超过10%, 远远高于油墨的总增长率。它主要有胶印、柔印和丝印三种形式。 在实际选材中,我们一般选用联苯胺黄、酞菁蓝、永久红、桃红、 宝红、耐晒深红等。 (四)水性油墨 水性油墨主要采用柔印、凹印两种形式,由于水性油墨一般呈碱 性,故不宜使用含有易在碱性环境中反应的离子的颜料;另外,水性油 墨中一般含醇类溶剂,故要求颜料要耐醇。一般选用联苯胺黄、永固桔 黄G 、BBC耐晒红、BBN 耐晒红、酞菁蓝等。从长远来看,水性油墨与 UV油墨由于极低的VOC,极具环保性,是今后油墨的发展方 向,有机颜料的研制也应该往这个方向靠拢。
吡唑啉酮颜料 颜料红38颜料适用于橡胶或其他低温的应用。其热稳定性能差,在 175℃,耐光指标为3,原先鲜红的墨色马上裂解变成棕色或黑色, 有很好的抗碱能力,可以应用在食品医药包装的橡胶中。结构式为:
用于塑料的蓝色颜料
酞氰蓝颜料 酞氰蓝与酞氰氯是塑料里最重要的有机颜料,他们不只有鲜明的 色泽,更有优异的物理性能,耐光与耐候性能都能达到汽车的标准。 它们有极好的着色力与性价比,也能用于食品医药的包装着色,各个 行业对他们的需要量高。 颜料蓝15是一种不稳定的α型晶体,色泽红相,主要应用于低温 操作的产品里,如橡胶和聚氯乙烯。热稳定性在230℃左右,耐光指 标 7~ 8。 颜料蓝15:1是热稳定、不结晶的α型晶体,色泽偏红。每个产品 根据其使用的助剂以及添加的数量多少,热稳定温度可以从275℃到 300℃。α型的酞氰蓝可以藉着助剂的添加或是在分子中增加一个氯原 子得到稳定。用氯优化的颜料蓝15:1要比用助剂的颜料偏绿,在墨 色中偏黑。前几年增加半个氯的优化品提供了适当的色泽,也有好的 热稳定性。耐光指标7~8。
双偶氮颜料
双乙酞乙酞苯胺颜料
它具有 良好的耐溶剂性和着色 力 ,主要用于工业漆、乳胶漆中, 用于涂料的品种有:颜料黄16、 颜料黄155。
β一萘酚颜料
其色调范围从黄相橙至蓝光红 ,可用于气干型涂料体系 , 其中一些可加到乳胶漆中,在烘烤漆中只能用于低温固化体 系,其用于涂料的品种有:颜料橙2、颜料橙5;颜料红1、颜 料红3、颜料红4、颜料红6。
有机颜料在塑料上的应用
颜料是塑料应用中的重要成分。很多的时候,我们在塑料里面 添加颜料是希望我们做出来的产品能够仿真,展现出原先的产品的 特徵。原先的产品可能是琉璃,红木,大理石,或是金属品。今天 颜料在塑料中的角色除了展示设计师赋予的美丽外表,还要建立产 品的商标形象。 在生产塑料时,选择正确的颜料取决于颜料的分散能力,迁移 特性,热稳定性,光稳定性以及价格。这些性能与颜料的浓度,塑 料的厚度,助剂的使用有很大的关系。
酞菁颜料
酞著颜料是用于涂料的最重要的有机颜料之一 ,其色调范 围从绿相蓝至红相蓝 ,能用于涂料工业所有类型涂料中,包括 汽车修补漆和原设备制造汽车面漆 ,其中有实色漆或金属闪 光色调漆 ,还可用于水性涂料中,其用于涂料的品种如下:颜 料蓝15∶1、颜料蓝15∶2、颜料蓝15∶3、颜料蓝15∶4、颜 料蓝15∶6、颜料蓝16;颜料绿7、颜料绿36。
单偶氮黄 这一类的单偶氮黄,主要是含磺酸基的单偶氮,如颜料黄62以 及颜料黄168。与一般的颜料比较,此一类的单偶氮黄有较大的粒 径,在塑料里的透明度低,分散性能好,热稳定度高,但是其着色 力只有联苯胺黄颜料的一半。主要的用途在以烯烃为主的中低端塑 料薄膜、纤维和注塑模塑的应用。它们在聚氯乙烯中也有良好的抗 迁移性。通常当联苯胺黄的使用有问题时,就会用这一类的单偶氮 黄来取代。 联苯胺黄 联苯胺黄乃二氯联苯胺的重氮盐与乙酰乙酰苯胺或其衍生物偶 合的产物。由于联苯胺黄的高着色力与低廉的价格,它们仍然应用 于低温的烯烃和聚氯乙烯的着色,只是在增塑剂多的系统里迁移性 变高,必须谨慎使用。结构式为:
异吲哚林酮黄
颜料黄139是属于偏红的异吲哚林酮黄颜料,它有很好的耐热耐 光性能,着色力也强。耐热温度260℃,耐光指标6~7。结构式为 (下图左边):
颜料黄110也是非常偏红的异吲哚林酮黄颜料,相对于其他 产品,此颜料透明度高,比较难分散。在聚氯乙烯里表现良好, 热稳定性在275℃,耐光指标8,也可以用在食品药物的包装着 色上。结构式为(上图右边):
油墨中使用的有机颜料以偶氮颜料(单偶氮、双偶氮、缩合偶氮、苯 并咪唑酮) 、酞菁颜料、色淀颜料(酸性色淀、碱性色淀)为主。下面 简单介绍几种主要油墨的颜料选择。 (一)胶印油墨 胶印油墨目前用量最大,世界场上用量约占油墨总量的40%,国 达到70%左右。 红颜料一般甩颜料红#49:1(立索尔大红)、颜料红#53: 1(金光红C )、 颜料红#57:1( 6B洋红) 蓝颜料一般用:颜料蓝#l (品蓝色淀)、颜料蓝#15:3(β 酞菁兰)、颜料蓝#19(射光蓝浆) 黄颜料一般用:颜料黄#12、颜料黄#13、颜料黄#14 其他颜色常用的有颜料橙#13、颜料红#81、颜料紫#1、 颜料紫#3、颜料紫#23,颜料绿#7
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