一种新型热敏显色剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及IPC C07C311/60领域，尤其涉及一种新型热敏显色剂的制备方法及其应用。所述新型热敏显色剂的制备步骤包括，将二胺类化合物与磺酰卤化物混合反应，然后与含

【技术实现步骤摘要】
一种新型热敏显色剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及IPC C07C311/60领域，尤其涉及一种新型热敏显色剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]热敏纸作为一种能够在纸张上呈现不同图案的信息载体，自开发以来已经迅速应用于传真通讯、证券、标签、票务、仪器记录终端等多种工作场景，是一种新型信息记录材料。热敏纸的发色原理在于将原纸与特定显色功能的试剂相结合，故显色剂的特性直接影响着热敏纸的显色性能。传统的酚类显色剂的显色灵敏度较差，应用于热敏纸时难以满足热敏纸对图像质量、图像稳定化的较高要求；同时酚类显色剂的挥发性强，不管是制备过程还是使用过程均对人体健康存在负面影响，已在热敏纸用显色剂领域被逐渐淘汰。
[0003]中国专利CN202010157164.0公开了一种新型非酚热敏显色剂、制备方法及其在热敏记录材料中的应用，采用苯磺酰异氰酸酯和间苯二胺反应得到N,N'
‑
(((1,3
‑
亚苯基双(氮杂二基))双(羰基)))二苯磺酰胺，但是其合成原料中的间苯二胺是业内公认的“三致”物质，使用过程中会引起致突变作用、致癌作用和致畸作用，而热敏纸为人体日常中直接接触使用，该方法存在较大的安全隐患。
[0004]中国专利CN201710175990.6公开了一种含磺酰脲结构的热敏显色剂的制备方法，采用间氨基苯酚和对甲苯磺酰氯在碱性条件下酯化得到3
‑
氨基苯基对甲苯磺酸酯，然后与对甲苯磺酰异氰酸酯反应，进一步进行酸化精制，得到热敏显色剂成品。该方法得到的显色剂的性能优异，但是对工艺操作的要求较高，仍无法满足大批量的热敏纸需求。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种新型热敏显色剂的制备方法，所述新型热敏显色剂的制备步骤包括，将二胺类化合物与磺酰卤化物混合反应，然后与含
‑
NCO的化合物反应，得到新型热敏显色剂产物。
[0006]在一些优选的实施方式中，所述二胺类化合物，磺酰卤化物，含
‑
NCO的化合物中的至少2种含有苯环结构。
[0007]在一些优选的实施方式中，所述二胺类化合物为芳香族二胺化合物，芳香族二胺化合物中伯胺的数量≥1。
[0008]进一步优选，所述芳香族二胺化合物含有伯胺的数量为2，优选为1,2
‑
苯二胺，1,3
‑
苯二胺和1,4
‑
苯二胺中的至少一种。
[0009]更进一步优选，所述芳香族二胺化合物为1,2
‑
苯二胺。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述磺酰卤化物具体为苯磺酰卤化物，苯磺酰卤化物中的卤族元素的电子层数为2～5；即卤族元素选自氯，溴，碘，氟中的任意一种。
[0011]进一步优选，所述磺酰卤化物中的卤族元素为氯；所述磺酰卤化物包括苯磺酰氯，2,4,6
‑
三氯苯磺酰氯，4甲基磺酰氯，4
‑
氯
‑
2,5
‑
二甲基苯磺酰基氯，2,4,6
‑
三甲基苯磺酰氯
中的一种或多种的组合。
[0012]更进一步优选，所述磺酰卤化物为苯磺酰氯。
[0013]在一些优选的实施方式中，所述含
‑
NCO的化合物含有苯环结构，包括异氰酸苯酯，4
‑
异氰酸苯甲酸丁酯，对苯二异氰酸酯，1
‑
异氰酸
‑4‑
戊基苯，二异氰酸甲基
‑
苯，2,3
‑
二甲基苯基异氰酸酯，2
‑
(甲氧羰基)苯基异氰酸酯中的一种或多种的组合。
[0014]进一步优选，所述含
‑
NCO的化合物的熔点为
‑
15～
‑
45℃，表面张力为30
‑
50dyne/cm。
[0015]更进一步优选，所述含
‑
NCO的化合物为异氰酸苯酯，其熔点为
‑
31
±
1℃，表面张力为38.6dyne/cm。
[0016]为了平衡显色剂的显色性能和安全性，本申请人旨在探究一种能够有效取代酚类显色剂的新型显色材料。在研究热敏纸技术的过程中发现，具有NH2‑
C(＝O)
‑
NH
‑
R
‑
S(＝O)2结构的材料应用于纸类基材时具有高灵敏度、高发色密度的特点，采用多官能度的胺类化合物为起始合成原料，与磺酰卤化物以及含
‑
NCO的化合物反应，能够实现一种新型热敏显色剂的制备。但是这一合成路线中使用的原料均具有反应活性高的特点，在实际合成过程中反应历程难以控制，合成产物的收率和纯度较低，导致后续显色成像的清晰度较低。本申请人经过了大量尝试探究，发现采用含有苯环结构的二胺类化合物，磺酰卤化物和含
‑
NCO的化合物反应，尤其是选择1,2
‑
苯二胺与苯磺酰氯、异氰酸苯酯反应，能够在较为温和的工艺条件下得到高收率、高纯度的三元苯环显色结构；原因可能是该条件下各反应物能够兼具反应活性和适当的空间位阻，促进了各反应基团之间的相互作用，从而提升了合成产物的收率和纯度。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述新型热敏显色剂的制备步骤具体为：
[0018]S1.将二胺类化合物投入含有混合溶剂的反应容器中，在氮气氛下，将温度设置为10
‑
16℃，然后加入磺酰卤化物，升温至50
‑
60℃反应1
‑
2h，收集中间产物；
[0019]S2.将中间产物冷却至30
‑
37℃，加入含
‑
NCO的化合物，保温反应1
‑
2h，提纯处理，得到新型热敏显色剂产物。
[0020]在一些优选的实施方式中，所述收集中间产物的操作具体为，待S1步骤中反应结束后，向反应容器中加入第二溶剂，升温至55
‑
65℃，使物料全部溶解，静置分液为有机层和水层，去除水层，对有机层进行共沸脱水，得到中间产物。
[0021]在一些优选的实施方式中，所述混合溶剂包括有机溶剂和无机溶剂的组合；所述无机溶剂为水，所述有机溶剂包括醋酸乙酯，甲醇，乙腈，丙酮，环己烷、N,N
‑
二甲基甲酰胺，甲苯中的至少一种。
[0022]进一步优选，所述混合溶剂为水和甲苯，甲苯和水的体积比为(2
‑
5)：1。
[0023]在一些优选的实施方式中，所述S1步骤中，二胺类化合物投入反应容器时，同时加入碱金属碳酸盐；二胺类化合物和碱金属碳酸盐的摩尔比为2：(1
‑
1.5)。
[0024]在一些优选的实施方式中，所述碱金属碳酸盐包括但不限于碳酸钠、碳酸钾。
[0025]本申请人在实验操作过程中发现，1,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型热敏显色剂的制备方法，其特征在于，所述新型热敏显色剂的制备步骤包括，将二胺类化合物与磺酰卤化物混合反应，然后与含
‑
NCO的化合物反应，得到新型热敏显色剂产物。2.根据权利要求1所述的一种新型热敏显色剂的制备方法，其特征在于，所述二胺类化合物，磺酰卤化物，含
‑
NCO的化合物中的至少2种含有苯环结构。3.根据权利要求2所述的一种新型热敏显色剂的制备方法，其特征在于，所述二胺类化合物为芳香族二胺化合物，芳香族二胺化合物中伯胺的数量≥1。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种新型热敏显色剂的制备方法，其特征在于，所述磺酰卤化物具体为苯磺酰卤化物，苯磺酰卤化物中的卤族元素的电子层数为2～5。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种新型热敏显色剂的制备方法，其特征在于，所述含
‑
NCO的化合物的熔点为
‑
15～
‑
45℃，表面张力为30
‑
50dyne/cm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种新型热敏显色剂的制备方法，其特征在于，所述新型热敏显色剂的制备步骤具体为：S1.将二胺类化合物投入含有混合溶剂的反应容器中，在氮气氛下，将温度设置为10<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王靖，高景庆，任志惠，
申请(专利权)人：康爱特维迅蓬莱化学有限公司，
类型：发明
国别省市：