一种制备显色优良色料的方法技术

一种制备色料的方法，其特征在于，它包括：　　　　将粉末状色素基质在去离子水中的分散体与阴离子交换树脂和／或阳离子交换树脂相接触，以对分散体进行离子交换，直到分散体的导电性达到２５μＳ／ｃｍ或更低，从而得到纯化色素基质；　　　　将阴离子交换树脂和／或阳离子交换树脂与制备的粘合剂树脂的水溶液或有机溶剂溶液相接触，所述溶液的羧基浓度或羧基浓度和羟基浓度之和为０．００１ｍｏｌ／ｍｌ或更高，以得到纯化粘合剂树脂溶液；　　　　捏制纯化的色素基质和纯化的粘合剂树脂以得到色料母体；以及　　　　将色料母体与阴离子交换树脂和／或阳离子交换树脂相接触。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种制备显色优良色料的方法
本专利技术涉及一种用于油漆、油墨、塑料等材料涂色的色料或用作IT设备中使用光的部件的表面涂覆材料。更具体地，本专利技术涉及一种通过充分利用构成色料的色素基质的固有吸收光谱来制造一种显色优良的色料的方法。专利技术背景应用于上述科技领域的有色材料一般是通过直接将颜料或染料等色素基质分散到主要由适合于使用目的的树脂即粘合剂的材料中来制备的，或者是事先利用上述方法来制备色素浓度含量很高的色料，然后将这种色料加入到主要由适合于使用目的的树脂即粘合剂的材料中来制备的。所以，随着上述领域中应用目的的快速进展，提高有色材料质量的需要必然要求开发比上述两种方法技术更先进的制备色料方法。大家公认，为了满足上述需要，已作了大量的努力去开发能够为材料提供满意的、所需优雅色调和色彩强度的色素基质的原材料，开发色素基质表面改性的方法，制备色素基质复合材料的方法，色素基质纯化的方法等等。而且，对于用作粘合剂的树脂，即另一种能够控制用色素基质染色的材料性能的物质，有人已尝试开发了含有不影响色素基质性能、含量较少的杂质的树脂，即(JP-A-2000-086706)引入一种填料，以及(JP-A-2000-026560)提出了将一种两性电解质(ampholite)树脂用作适合对色素基质进行分散的分散树脂。再者，对于用这些色素基质对材料进行染色的上述两种方法，已开发并投入使用了以下方法：一种通过离子交换将色素基质中杂质去除，然后分散色素基质的方法(JP-A-10-071468)；一种用树脂将色素基质包住形成微胶囊的方法(JP-A-10-298294，JP-A-2000-119141和JP-A-7-316242)；以及一种利用分散机将细粒分散的方法(JP-A-2000-119571)。-->专利技术简介但是，似乎还没有人尝试利用市场上现有的色素基质，通过提高色素基质的固有颜色强度来开发用少量色素基质达到高显色性的方法。所以，这还是一个尚待解决的问题。本专利技术人关注已经开发出来并已投入市场的色素基质，投入全力研究开发通过提高色素基质(coloring matter substance)固有色素强度来用少量色素基质获得高显色性的方法的可能性。结果，完成了本专利技术。本专利技术人从下述四个科技观点研究了这些方法，以达到上述目的。首先，大家知道，色素基质以杂质电解质为核心聚集成团，当进行离子交换后，聚集体破裂显示出色素基质固有粒子直径分布(JP-A-11-071468)。专利技术者们探究了当聚集体破裂成个别微粒时，在近紫外区和可见光区内的分子消光系数是否发生变化。结果，专利技术者们发现当聚集体通过离子交换破裂成一个个微粒时，在近紫外区和可见光区内的分子消光系数的最大吸收波长与没有经过离子交换聚集体存在的情况下相比有所变化，分子消光系数值增加。也就是说，专利技术者们专利技术了一种节省所要使用的色素质数量的有效方法。第二，由于色素基质分散的粘合剂树脂通常是通过自由基溶液聚合来制备的，阻聚剂被加入到单体，即聚合后的聚合物成分中。所以，即使聚合结束后，通常还保留有阻聚剂的反应产物和引发聚合反应的引发剂的反应产物。而且，除非聚合反应程度为100％，还会保留有单体，聚合物成分本身。如果得到的聚合物就这样使用，则：(A)分散时加热，则粘合剂树脂本身将被染色，导致粘合剂的颜色与色素基质内消光系数的重叠，这将造成色调变差。(B)如果聚合物成分为酸性单体，将加速色素基质的聚集。这些是色素基质固有显色性变差的原因。所以，设定这些杂质都应被除去。专利技术者们研究了通过离子交换方法消除上述因素影响的可能性。结果发现，按通常方法制备的粘合剂树脂除非用离子交换处理过，不能用作在制备显色优良的色料时需高温处理的材料。也就是说，专利技术者们发现如果粘合剂-->树脂用于显色优良的色料，通过离子交换方法对进行高度纯化是很重要的。第三，一个众所周知的现象是，对于色素基质在近紫外区和可见光区的分子消光系数(吸收光谱)来说，最大吸收波长和吸收强度随着色素基质所处的环境而变化(溶剂效应)。专利技术者们通过探讨上述现象对于制备要用的色素基质和粘合剂树脂的影响来达到本专利技术的目的。结果发现，不管色素基质本身的化学结构如何，色素基质在近紫外光区和可见光区的分子消光系数(吸收光谱)随色素基质所处的空间环境的化学特性而变化。发现不管是在液体还是固体如树脂中，分子消光系数都随单位体积内的极性基团如羟基和羧基等的摩尔数增大而简单地成比例增加。也发现分子消光系数在固体中，如树脂中，比在液体中的变化程度要大。第四，专利技术者们探讨了实际利用根据本专利技术，即所专利技术的使用已知色素基质的方法所获得的含少量色素基质而显色性好的色料时，所要求的条件。专利技术者们进一步研究了达到这些要求的方法。结果是：1)专利技术者们研究了在制备过程中引入的外部杂质是否有影响，即使原料本身已事先被纯化。专利技术者们进一步研究了其影响程度以及对这些影响需要采取的措施。这个问题很重要，实际也已证明即使是通过将纯化过的色素基质分散到纯化过的极性基团浓度很高的粘合剂树脂或树脂溶剂中得到的色料，分散体实际也很快变成触变性的(thixotropic)，这样，就难以使用。这似乎是因为由于杂质电解质从外部的引入使得弱聚集结构容易形成的缘故。专利技术者们发现，这个问题可以通过进一步引入离子交换措施作为最后一个步骤来加以解决。2)将纯化过的色素基质和纯化过的树脂相结合得到具有高消光系数的色料，结果这种色料可以用来作薄膜。但是，在制造薄膜的应用中，使用传统的涂覆材料，不能用大厚度膜盖住涂层膜的疵点。因此，需要窄的粒径分布和能够控制薄膜流平性的流度的高度平面一致性，所以需要高纯度纯化。专利技术者们发现引入分离粗粒子的步骤，和可选的离子交换步骤作为最后一个步骤可以满足上述条件。3)然而，大家知道，当要求色料具有电绝缘性能时，由于形成薄膜的涂层材料中含有杂质电解质，随着膜变薄，就丧失了膜的体积电阻系数均匀性-->(Sumamori和Kimura，“Technology of Coating”，Vol.11，4-11，(1976))。为解决这个问题，专利技术者们考虑用离子交换的方法将杂质电解质去除，这个步骤作为最后一步，也是非常重要的一步。即，本专利技术的第一实施例涉及制备色料的方法，该色料包括：将粉末状色素基质在去离子水中的分散体与阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂相接触，以实现对分散体的离子交换，直到分散体的导电性达到25μS/cm或更低，从而得到纯化的色素基质；将阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂与粘合剂树脂的水溶液或有机溶剂溶液相接触，该溶液中的羧基浓度或者羧基浓度和羟基浓度之和为0.001mol/ml或更高，以得到纯化的粘合剂树脂溶液；捏制纯化色素基质和纯化粘合剂树脂以得到色料母体(colorantprecursor)；以及将色料母体与阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂接触。而且，本专利技术涉及通过上述方法或类似方法可得到的色料。附图简要说明图1为铜钛菁蓝颜料L6700F纯化前(ε(RAW))和纯化后(ε(EX))的光谱测试结果。图2为Hostaperm紫RL-Sp纯化前(ε(RAW))和纯化后(ε(EX))的光谱测试结果。图3所示的图表表明了色素基质的分子消光系数对表4所列环境(即介质(聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备色料的方法，其特征在于，它包括：将粉末状色素基质在去离子水中的分散体与阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂相接触，以对分散体进行离子交换，直到分散体的导电性达到25μS/cm或更低，从而得到纯化色素基质；将阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂与制备的粘合剂树脂的水溶液或有机溶剂溶液相接触，所述溶液的羧基浓度或羧基浓度和羟基浓度之和为0.001mol/ml或更高，以得到纯化粘合剂树脂溶液；捏制纯化的色素基质和纯化的粘合剂树脂以得到色料母体；以及将色料母体与阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂相接触。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在接...

【专利技术属性】
技术研发人员：砂盛敬，门胁史之，野口幸一，内田英斗，鸟海和季，
申请(专利权)人：大成化工株式会社，
类型：发明
国别省市：