多组分显色阴离子共插层超分子结构颜料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多组分显色阴离子共插层的超分子结构颜料及其制备方法。该超分子插层结构颜料的化学组成通式为：M2+1-xM3+x(OH)2(An-)x/n·mH2O。该颜料的制备方法是将混合盐溶液、两种或两种以上显色阴离子化合物的混合溶液和碱溶液混合，将显色阴离子同时插入到水滑石层间，从而制备出一系列多组分显色阴离子共插层的超分子结构颜料。该颜料颜色不同于单一显色阴离子插层的超分子结构颜料，其颜色可以通过调变插入水滑石层间的不同显色阴离子的摩尔比进行调控。该颜料的制备方法简单，便于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
所属领域本专利技术涉及一种。
技术介绍
水滑石(Layered Double Hydroxides,简写为LDHs)是一种阴离子型层状材料，由于其具有可插层组装的性能，因而利用此性能可将一些功能阴离子插入到水滑石层间，制备出具有特殊功能的超分子插层结构材料。文献 Rafael Marangoni, Christine Taviot-Gueho, Abdallah 11 laik, Fernandoffypych, FabriceLeroux, Journal of Colloid and Interface Science,2008,366-373 米用共沉淀法将含有Zn2+和Al3+的混合盐溶液与NaOH碱溶液同时滴加到染料溶液中，调整反应体系的PH = 9，得到层间分别为直接蓝1，直接蓝53和尼亚加拉蓝阴离子的插层水滑石，将插层产物作为填料分散于聚苯乙烯中，考察了填料对聚苯乙烯玻璃化温度，流变性能和光学性质的影响。文献 Umberto Costanino, Natascia Coletti, and Morena Nocchetti,Langmuir, 1999,15 :4454-4460中，先采用尿素热合成法得到水滑石[Zna67Ala33(OH)2]_0.165 · O. 4H20,再将其与 NaCl 和 HCl 反应得到水滑石 Zn0.67Al0.33(OH)2Cla33 · O. 4H20，再以Zna 67A10.33 (OH) 2C10.33 · O. 4H20为前体，甲基橙(MO)为客体，组装得到插层水滑石[Zn0.67A10.33 (OH)2] [M00.31C10.02] · O. 85H20，他们考察了产物的荧光性。以上文献只是将一种染料阴离子插入到水滑石层间，只能制备出一种颜色的颜料。由于不同显色阴离子混合时会产生不同于原有显色阴离子的新颜色，因而将两种或两种以上不同颜色的显色阴离子同时插入到水滑石层间，则可以制备出颜色不同于单一显色阴离子插层的超分子结构颜料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多组分显色阴离子共插层的超分子结构颜料及其制备方法。通过将两种或两种以上不同颜色的显色阴离子同时插入到水滑石层间，并通过调变插入水滑石层间的阴离子比例可以调控所制备的颜料的颜色，从而制备出一系列多组分显色阴离子共插层的超分子结构颜料。本专利技术制备的超分子插层结构颜料的化学通式为M2'_xM3+x (OH) 2 (AnO χ/η · mH20其中O. I彡χ彡O. 5，m为层间结晶水分子数；M2+为二价金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Fe2+或Cu2+中的任意一种或两种，较佳的是Mg2+或Zn2+ ；M3+为三价金属离子Al3+、Co3+、Ti3+、Fe3+或Cr3+中的任意一种或两种，较佳的是Al3+;An_为两种或两种以上显色阴离子；可用于插层的显色阴离子化合物分染料和有机颜料前体两大类，其中染料有酸性染料、媒介染料、活性染料、直接染料；有机颜料前体为有机颜料的钠盐或酸前体。所述的酸性染料有酸性黄、酸性红、酸性橙、酸性绿、酸性蓝；其中酸性黄染料有酸性黄3、酸性黄11、酸性黄13、酸性黄14、酸性黄17、酸性黄19、酸性黄25、酸性黄36、酸性黄38、酸性黄40、酸性黄42、酸性黄44、酸性黄49、酸性黄56、酸性黄61、酸性黄65、酸性黄72、酸性黄73、酸性黄76、酸性黄117、酸性黄127、酸性黄158、酸性黄199等。酸性红染料有酸性红I、酸性红6、酸性红7、酸性红9、酸性红14、酸性红17、酸性红18、酸性红35、酸性红37、酸性红42、酸性红52、酸性红57、酸性红73、酸性红85、酸性红87、酸性红88、酸性红97、酸性红106、酸性红111、酸性红114、酸性红115、酸性红118、酸性红119、酸性红122、酸性红131、酸性红138、酸性红141、酸性红142、酸性红151、酸性红154 等。酸性橙染料有酸性橙3、酸性橙7、酸性橙10、酸性橙24、酸性橙33、酸性橙51、酸性橙56等。酸性绿染料有酸性绿I、酸性绿3、酸性绿9、酸性绿16、酸性绿20、酸性绿25、酸性、绿54等。酸性蓝染料，如酸性蓝I、酸性蓝7、酸性蓝9、酸性蓝15、酸性蓝25、酸性蓝27、酸性蓝40、酸性蓝41、酸性蓝43、酸性蓝45、酸性蓝47、酸性蓝62、酸性蓝80、酸性蓝90、酸性蓝92、酸性蓝93、酸性蓝113、酸性蓝120、酸性蓝127、酸性蓝129、酸性蓝138等。所述的媒介染料有媒介黄3、媒介黄5、媒介黄10、媒介黄12、媒介黄26、媒介黄66、媒介红3、媒介红7、媒介红11、媒介红15、媒介红21、媒介蓝I、媒介蓝3、媒介蓝9、媒介蓝13等。所述的活性染料有活性黄I、活性黄3、活性黄4、活性黄14、活性黄15、活性黄17、活性黄57、活性黄86、活性黄145、活性红I、活性红2、活性红3、活性红11、活性红15、活性红23、活性红49、活性红177、活性紫8、活性蓝4、活性蓝19等。所述的直接染料有直接黄24、直接黄26、直接黄34、直接黄44、直接黄49、直接黄50、直接黄117、直接黄118、直接红I、直接红2、直接红13、直接红28、直接红79、直接紫I、直接紫12、直接蓝I、直接蓝2、直接蓝6、直接蓝15、直接蓝22、直接蓝80、直接蓝106、直接绿I、直接绿6、直接绿85等。合适的染料包括但不限于上述染料。所述的有机颜料的钠盐或酸前体有颜料红48: I、颜料红52: I、颜料红54、颜料红55、颜料红56、颜料红57: I、颜料红58: I、颜料红64: I、颜料红77等的钠盐前体或酸前体。多组分显色阴离子共插层的超分子结构颜料具体制备步骤如下A.将含M2+、M3+的硝酸盐或氯化物溶于溶剂中配制混合盐溶液，其中M3+的摩尔浓度为O. 025 O. 5mol/L, M2+与M3+的摩尔浓度比为2 4 ;所述的溶剂是去离子水或去离子水与极性溶剂的混合物；M2+为二价金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Fe2+或Cu2+中的任意一种或两种，较佳的是Mg2+或Zn2+ ;M3+为三价金属离子Al3+、Co3+、Ti3+、Fe3+或Cr3+中的任意一种或两种，较佳的是Al3+ ;所述的极性溶剂是丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、丙三醇、丁三醇或丁四醇；B.配制摩尔浓度为O. 05 lmol/L的碱溶液，碱溶液为Na0H、K0H或是氨水溶液；C.将两种或两种以上不同的显色阴离子化合物混合后溶于溶剂中配成显色溶液，其中显色阴离子的电荷摩尔量之和与M3+摩尔比为I. I I. 5，任一显色阴离子化合物在显色阴离子混合物中的摩尔含量为O. 02 O. 95 ;所述的溶剂是去离子水、极性溶剂或二者的混合物，具体选择视所用的显色阴离子化合物而定，所述的极性溶剂是丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、丙三醇、丁三醇或丁四醇；所述的显色阴离子化合物为前面所述的化合物；D.将步骤A、B和C配置的三种溶液混合，其中碱溶液的加入量应使反应液的pH值控制在4. 5 10之间，在80 200°C和氮气保护下搅拌反应12 48小时，过滤、洗涤至洗液近无色，在90 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多组分显色阴离子共插层超分子结构颜料，其化学通式为：M2+1？xM3+x(OH)2(An？)x/n·mH2O其中0.1≤x≤0.5，m为层间结晶水分子数；M2+为二价金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Fe2+或Cu2+中的任意一种或两种；M3+为三价金属离子Al3+、Co3+、Ti3+、Fe3+或Cr3+中的任意一种或两种；An？为两种或两种以上显色阴离子；所述显色阴离子化合物是分染料或和有机颜料前体，其中染料有酸性染料、媒介染料、活性染料、直接染料；有机颜料前体为有机颜料的钠盐或酸前体。

【技术特征摘要】
1.一种多组分显色阴离子共插层超分子结构颜料，其化学通式为 M2VxM3+, (OH)2 (AnO x/n ^mH2O 其中O. I≤X息。O. 5, m为层间结晶水分子数；M2+为二价金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Fe2+或Cu2+中的任意一种或两种；M3+为三价金属离子Al3+、Co3+、Ti3+、Fe3+或Cr3+中的任意一种或两种；A『为两种或两种以上显色阴离子； 所述显色阴离子化合物是分染料或和有机颜料前体，其中染料有酸性染料、媒介染料、活性染料、直接染料；有机颜料前体为有机颜料的钠盐或酸前体。2.根据权利要求I所述的多组分显色阴离子共插层超分子结构颜料，其特征是M2+为Mg2+ 或 Zn2+，M3+ 为 Al3+ ； 所述的酸性染料有酸性黄、酸性红、酸性橙、酸性绿、酸性蓝；其中酸性黄染料有酸性黄3、酸性黄11、酸性黄13、酸性黄14、酸性黄17、酸性黄19、酸性黄25、酸性黄36、酸性黄38、酸性黄40、酸性黄42、酸性黄44、酸性黄49、酸性黄56、酸性黄61、酸性黄65、酸性黄72、酸性黄73、酸性黄76、酸性黄117、酸性黄127、酸性黄158或酸性黄199 ； 酸性红染料有酸性红I、酸性红6、酸性红7、酸性红9、酸性红14、酸性红17、酸性红18、酸性红35、酸性红37、酸性红42、酸性红52、酸性红57、酸性红73、酸性红85、酸性红87、酸性红88、酸性红97、酸性红106、酸性红111、酸性红114、酸性红115、酸性红118、酸性红119、酸性红122、酸性红131、酸性红138、酸性红141、酸性红142、酸性红151或酸性红154 ； 酸性橙染料有酸性橙3、酸性橙7、酸性橙10、酸性橙24、酸性橙33、酸性橙51或酸性橙56 ； 酸性绿染料有酸性绿I、酸性绿3、酸性绿9、酸性绿16、酸性绿20、酸性绿25或酸性绿54等； 酸性蓝染料，如酸性蓝I、酸性蓝7、酸性蓝9、酸性蓝15、酸性蓝25、酸性蓝27、酸性蓝40、酸性蓝41、酸性蓝43、酸性蓝45、酸性蓝47、酸性蓝62、酸性蓝80、酸性蓝90、酸性蓝92、酸性蓝93、酸性蓝113、酸性蓝120、酸性蓝127、酸性蓝129或酸性蓝138 ； 所述的媒介染料有媒介黄3、媒介黄5、媒介黄10、媒介黄12、媒介黄26、媒介黄66、媒介红3、媒介红7、媒介红11、媒介红15、媒介红21、媒介蓝I、媒介蓝3、媒介蓝9、媒介蓝13等; 所述的活性染料有活性黄I、活性黄3、活性黄4、活性黄14、活性黄15、活性黄17、活性黄57、活性黄86、活性黄145、活性红I、活性红2、活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李殿卿，唐平贵，冯拥军，冯俊婷，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：