[发明专利]吡咯并吡咯二酮磺酸盐类化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种吡咯并吡咯二酮磺酸盐类化合物及其制备方法与应用，化合物结构式如下列式A或B所示：本发明的吡咯并吡咯二酮磺酸盐类化合物粉末的样品平均粒径均小于100nm，对于颜料具有良好的分散性能；将其和DPP粉末混合后，使原DPP粉末结晶度增加，晶型颗粒更细更加集中，颜料之间的分子间作用力更强，从而产生的分散作用更好。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种吡咯并吡咯二酮磺酸盐类化合物、其制备方法及其用途。

背景技术

一个商品化的颜料总是具有完整的结晶度和晶型，粒径范围集中且形状完整。通过加入助剂或者颜料衍生物改善它的表面性质，使之在应用体系中仍具有良好的分散和优异的稳定性能。而颜料分散剂作为一种熟知的助剂，被广泛应用于颜料染料领域。常用的颜料分散剂可分为离子型、非离子型和高分子超分散剂，离子型又可分为阳离子型、阴离子型和两性离子型。

分散的基本原理是必须依靠分散剂以某种形式(锚固作用)结合在颜料粒子周围，并提供空间位阻、电荷斥力等维持分散状态稳定。其中锚固作用主要依靠氢键、极化作用、范德华力实现。目前已知的提出的分散理论有双电层理论和空间位阻理论。双电层理论的模型是当赋予颜料表面以某种电荷以后，相反电荷的带电离子云会围绕其周围。当两个微粒靠近时电荷斥力阻止其靠近，从而防止絮凝。可以用双电层理论解释的分散剂中含有羧基、磺酸基等带电荷基团。而空间位阻理论的分散剂分子一端为亲颜料基团，另一端为树脂相容嵌段。分散剂分子依靠亲颜料基团吸附在颜料粒子表面，树脂相容链段溶解在树脂溶液中，从而在颜料粒子周围形成空间位阻，阻止微粒靠近。

颜料分散的过程一般包括润湿、分散、稳定三个阶段。润湿阶段指颜料在分散于液相介质过程中，其表而上的气体被液体取代的过程，也即颜料粒子与介质接触形成固液界面的过程，一般通过表面张力、接触角进行理论测试表征。分散阶段指的是在机械能作用下，颜料的絮凝状态被打碎成较小的颗粒，成为均一稳定的分散状态；其理论测试可以通过透光率、粒径分布、X-射线衍射光谱、透射电镜等表征，工业上广泛使用着色力来判断样品是否达到工业应用标准。在稳定化阶段主要是分散剂来保持颜料分散状态的稳定，阻止颜料自发的絮凝，并依据颜料表面所吸附的黏结剂种类和分子结构，促使悬浮液获得稳定的状态；其主要通过离心稳定性测试和冻融稳定性等一些方法进行测试。

国内外关于颜料分散相关的报道很多，大多数关于颜料分散剂是一些高分子聚合物：Jin Chul Kim课题组发表了用功能单体如苯乙烯、丙烯酸丁酯(BA)和2-(N-酞酰亚胺)甲基丙烯酸乙酯(PEMA)修饰来表征这些功能单体与目标染料(分散蓝359)之间的相互作用力。JinyingYuan课题组发表了可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合，合成了AB二嵌段、ABA三嵌段和梳状三种不同结构类型的新型聚合分散剂，并且研究和比较了SiO₂粒子在有机介质中的分散性能。付绍海课题组发表了以RB4和十二烷-1-醇通过亲核取代反应制备了一种新型分散剂，研究了新型分散剂对C.I.颜料蓝15:3的分散性能，并将所制备的分散剂作为一种新型分散剂应用于溶剂型油墨，并具有良好的离心稳定性和贮存稳定性。

综上可知，关于小分子在颜料母体上面直接衍生物改性的研究相对较少。

发明内容

本发明针对上述问题进行，提供了一种吡咯并吡咯二酮磺酸盐类化合物、其制备方法以及作为有机颜料分散剂的应用。具体而言，本发明提供了一种新型的关于DPP颜料母体衍生化小分子颜料分散剂的合成方法，并针对其分散特性做了相关性能测试及稳定测试。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面，提供了一种吡咯并吡咯二酮磺酸盐类化合物，结构式如下列式A或B所示：

其中：R₁选自如下结构式的任意一种：