[发明专利]一种黑色颜料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种黑色颜料及其制备方法和用途。这种颜料中不含有重金属元素铬，含有铝，以所述颜料的总重量计，铝元素的含量为0.5‑20wt％。

技术领域

本发明涉及有机颜料，尤其涉及一种以苯胺为原料的黑色颜料及其制备方法和用途。

背景技术

以苯胺为主要原料合成的颜料或者染料，通常都称为苯胺黑(ANILINE BLACK)，本发明涉及的苯胺黑是一种苯胺聚合物，属于有机颜料，其中有一种通常称作“苯胺黑1号”(中文名：c.l.颜料黑1，英文名：ANILINE BLACK，cas登录号：13007-86-8，分子式为C₆₆H₅₁N₁₁Cr₃O₁₂，结构式如下式Ⅱ所示)的，是一种含有六价铬的颜料，也可以称为“含铬型苯胺黑”，具有很高的黑度，很蓝的色相，。

苯胺黑1号在很多应用场合中具有碳黑等其它黑色颜料所不能达到的效果，然而其合成过程中通常使用重铬酸盐作为引发剂，在生产过程中产生大量含铬废水难以处置，给水体和土壤带来严重污染，产品结构中也含有大量铬(6价铬)，铬的质量百分数在20％以上，给人体带来了极大健康风险，因此在很多场合被限制使用。

目前不使用重铬酸盐制备苯胺黑的方法中，会采用过硫酸盐、氯酸盐、双氧水或其他氧化剂，聚合过程中，氯离子是以对阴离子的形式配对在分子链上(与氨基和亚氨基作用)，由于氯离子空间结构小，分子之间氢键作用增强，分子链变得僵硬，颗粒间易于团聚，另外氯在结构上也不稳定，容易脱出。如果不脱除氯离子，得到的只是一种墨绿色的产物，且大量团聚，无法分散，并不能作为一种颜料使用；脱除氯离子后，分子间氢键作用减弱，变得容易分散，但由于氮原子上失去了质子，整个分子链共轭效应减弱，对可见光的吸收能力降低，得到的产物黑度值不高，色相为棕色，根本无法与含铬型苯胺黑相比，不能满足使用要求。

因此，本领域迫切需要提供一种黑色有机颜料，其合成过程中不使用重铬酸盐，产品结构中也不含铬等有害物质，同时又具有现有的苯胺黑1号的黑度以及很蓝的色相。

发明内容

本发明旨在提供一种新的黑色有机颜料及其制备方法，其具有很高的黑度以及很蓝的色相，并且属于环保产品。

在本发明的第一方面，提供了一种黑色颜料，结构包括如式Ⅰ所示的结构式，其中含有铝，但不含有重金属元素铬；以颜料的总重量计，铝元素的含量为0.5-20wt％；优选为2-15wt％；更优选为3-10wt％；

在另一优选例中，所述颜料的颜色规范指数(Color specification exponent)L(*)值不高于10.0；优选不高于8.0；更优选不高于6.0。

在本发明的第二方面，提供了一种如上所述的本发明提供的黑色颜料的制备方法，所述方法包括步骤：将苯胺酸盐、铝盐和氧化剂混合，反应得到如上所述的本发明提供的黑色颜料。

在另一优选例中，所述苯胺酸盐通过将苯胺与含有无机酸或有机酸的水溶液混合而得到；所述无机酸包括盐酸、硫酸；所述有机酸包括苯磺酸及苯磺酸的衍生物。

在另一优选例中，所述方法包括步骤：将苯胺加入含有酸的水溶液中，生成苯胺酸盐溶液，加入催化剂、铝盐，得到混合溶液，然后加入氧化剂，进行氧化聚合，反应得到聚合产物，再使用碱溶液进行中和，过滤，水洗，干燥，得到如上所述的本发明提供的黑色颜料。

在另一优选例中，所述铝盐为可溶于水的铝盐；铝盐优选自硫酸铝、氯化铝、或其水合物。

在另一优选例中，所述氧化剂包括过硫酸盐、氯酸盐、双氧水；所述反应的催化剂为能够促进氧化剂分解的无机盐或生物酶；所述无机盐选自铁盐或铜盐。