背景及應(yīng)用^[1][2]

顏料藍(lán)15又名酞菁藍(lán)B，銅酞菁，深藍(lán)色帶紅光粉末，為不穩(wěn)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(lán)色沉淀。色澤鮮艷，著色力強(qiáng)，是普魯士藍(lán)的數(shù)倍、拜青的20余倍。具有優(yōu)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(yīng)或固相加熱烘焙而得粗酞菁藍(lán)。再經(jīng)酸、堿液精制、研磨及后處理制得。

生產(chǎn)現(xiàn)狀^[2]

1. 酞菁藍(lán)B的生產(chǎn)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(shí)，再進(jìn)行壓濾脫水，漂洗 3 小時(shí)；轉(zhuǎn)入打漿釜堿煮時(shí)間為 4 小時(shí)，再壓濾脫水，漂洗 9 小時(shí)后進(jìn)行烘干，大約為 24 小時(shí)。

2. 酞菁藍(lán)B產(chǎn)品質(zhì)量

酞菁藍(lán)B產(chǎn)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(huì)出現(xiàn)98%以下的色力。

合成改進(jìn)^[3]

苯酐-尿素法(溶劑法) 合成酞菁藍(lán)顏料的基礎(chǔ)上，以酞菁藍(lán)(β型) 顏料作為目的物，以氯化銨作為酸性助劑，對(duì)酞菁藍(lán)顏料粗品的合成進(jìn)行改進(jìn)。其中，氯化銨既可作為反應(yīng)氮源， 同時(shí)也對(duì)顏料的縮合反應(yīng)起到一定的催化作用，加速酞菁的成環(huán)反應(yīng)，促進(jìn)顏料粒子的晶核生長(zhǎng)速率，以減慢晶體的成長(zhǎng)速度，從而得到顆粒細(xì)小且粒徑分布均勻的顏料產(chǎn)品。

1酞菁藍(lán)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(yīng) 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(fù)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(lán)顏料粉末。以上述實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，分別加入 10% 、 20% 、 25% 、30% 、 35% 、 40% 、 100% ( 摩爾分?jǐn)?shù)，以苯酐物質(zhì)的量為基準(zhǔn)) 的氯化銨與其他原料混合，參與縮合反應(yīng)，進(jìn)行酞菁藍(lán)顏料的合成制備。

2.酞菁藍(lán)顏料在水基體系中的研磨分散

將酞菁藍(lán)顏料粉末在水基體系中進(jìn)行研磨分散，測(cè)定其刮板細(xì)度及顆粒的粒徑分布，分析改進(jìn)前后酞菁藍(lán)顏料在應(yīng)用中的分散性及解絮凝性能。酞菁藍(lán)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(zhuǎn)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(zhì)量氧化鋯珠作為研磨介質(zhì)，在1800 r /min轉(zhuǎn)速下研磨分散 190min 后，過濾得酞菁藍(lán)顏料分散液。

3.酞菁藍(lán)顏料的合成實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖1可見，適量的氯化銨可使酞菁藍(lán)顏料的收率提高，最高可達(dá) 98% ， 而用量過大時(shí)，其收率反而下降，這可能是由于產(chǎn)生的大量泡沫阻礙了反應(yīng)體系的均相反應(yīng)。以傳統(tǒng)的苯酐－尿素法(溶劑法) 所合成的酞菁藍(lán)顏料的粒子硬、結(jié)晶粗大，并伴有輕微的固結(jié)現(xiàn)象; 而改進(jìn)后所得酞菁藍(lán)顏料，色澤鮮艷，顏料顆粒細(xì)小且疏松。改進(jìn)前后酞菁藍(lán)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(qiáng)吸收峰，其為酞菁骨架振動(dòng)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(huán)上CC及CN的伸縮振動(dòng)引起的。在低頻區(qū)可看到，在753 cm^-1、754 cm^-1處各出現(xiàn)振動(dòng)吸收帶，其為 Pc 環(huán)振動(dòng)，在899 cm^-1處均有一個(gè)中等強(qiáng)度的振動(dòng)吸收峰，其為金屬-配體振動(dòng)，該吸收峰的出現(xiàn)，表明酞菁銅的存在。

總結(jié)：采用氯化銨作為酸性助劑，有利于酞菁的成環(huán)反應(yīng)，提高酞菁藍(lán)顏料合成收率，可達(dá) 98%。針對(duì)酞菁藍(lán)顏料粗品的合成進(jìn)行改進(jìn)，以氯化銨作為酸性助劑參與縮合反應(yīng)，不但改進(jìn)了顏料粒子的軟質(zhì)結(jié)構(gòu)，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(wěn)定性，得到了在水基體系中應(yīng)用更為良好的β型銅酞菁，使得顏料色漿的質(zhì)量得到極大的改進(jìn)。

主要參考資料

[1] 簡(jiǎn)明精細(xì)化工大辭典

[2]楊凱.酞菁藍(lán)的生產(chǎn)現(xiàn)狀與工藝改進(jìn)[J].化工管理,2014(02):176.

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