專利名稱：蒽醌染料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型蒽醌染料、涉及其制備方法、還涉及其在本體著色塑料或聚合物彩色微粒的生產(chǎn)方法中的用途。
背景技術(shù)：
染料，尤其蒽醌系列染料，已知可用于本體著色塑料。例如，在美國專利5,367,039中描述了1，4，5，8-四取代的、有可以與乙烯基單體共聚的(甲基)丙烯?；⒁蚨m用于著色乙烯基聚合物生產(chǎn)的蒽醌。
然而，迄今為止使用的染料，就耐光性和尤其熱穩(wěn)定性而言，并不符合這些最高要求。
因此，目前需要能產(chǎn)生著色力高并顯示出耐光性、尤其高溫耐光性的著色而且有良好的全面堅(jiān)牢度性能的新型熱穩(wěn)定染料。
令人驚訝的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明的染料實(shí)質(zhì)上滿足上述基準(zhǔn)。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及式(I)化合物 式中，R1是一個(gè)式(II)基團(tuán) R2是-NH2或一個(gè)式(II)基團(tuán)，R3和R4彼此獨(dú)立地是氫、羥基、-NH2-或一個(gè)式(II)基團(tuán)，R5是氫、鹵素或-X-(CH2)n-Y，
式中X是一個(gè)直連鍵、-O-或-S-，Y是-OH或-OSO3H，且n是0～6的數(shù)，先決條件是基團(tuán)R3、R4和R5中至少一個(gè)不是氫。
式(I)中的R1較好是一個(gè)式(II)基團(tuán)，其中X是一個(gè)直連鍵且n是數(shù)2。
也較好的是式(I)化合物，其中R1是一個(gè)其Y為-OH的式(II)基團(tuán)。
特別好的是式(I)化合物，其中R1是一個(gè)其X為直連鍵、n為數(shù)2且Y為-OH的式(II)基團(tuán)。
在式(I)中，R2較好有與R1相同的含義或者是NH2。
式(I)中的R3和R4較好是氫或羥基。
式(I)中的R5較好是氫、氯或-S-(CH2)2-OH。
特別好的按照本發(fā)明化合物是式(Ia)～(Ic)化合物 式(I)化合物是可按照本身已知的方法從市售起始化合物得到的。
適用的起始化合物包括例如可以與適當(dāng)苯胺反應(yīng)的二氯蒽醌衍生物。
也可以在一種酸介質(zhì)中在鋅和硼酸的存在下使白醌茜與苯胺反應(yīng)來生成式(I)化合物。
因此，本發(fā)明涉及式中基團(tuán)R2～R4之一是式(II)基團(tuán)的以上式(I)化合物的制備方法，該方法包含使式(IIIa)、(IIIb)或(IIIc)化合物 式中R2～R5同以上定義，與式(IV)化合物反應(yīng) 式中X、Y和n同以上定義。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及式中基團(tuán)R2～R4之一是-NH2的式(I)化合物的制備方法，該方法包含使式(Va)、(Vb)或(Vc)
式中R2～R5同以上定義，與式(IV)化合物反應(yīng) 式中X、Y和n同以上定義。
式(IIIa)～(IIIc)和(Va)～(Vc)的蒽醌衍生物以及式(IV)的苯胺可以用本身已知的方法制備。
按照本發(fā)明的式(I)化合物尤其適用于本體著色塑料或聚合物彩色微粒的生產(chǎn)。
本發(fā)明也涉及本體著色塑料或聚合物彩色微粒的生產(chǎn)方法，該方法包含使一種高分子量有機(jī)材料和著色有效量的至少一種式(I)化合物混合。
高分子量有機(jī)物質(zhì)使用式(I)染料著色是諸如通過使用輥煉機(jī)、混合裝置或研磨裝置使這樣一種染料與這樣的基材混合進(jìn)行的，從而使該染料溶解或精細(xì)地分布于高分子量材料中。然后，混合了染料的高分子量有機(jī)材料按照本身已知的方法例如壓延、壓縮成形、擠塑、涂布、紡絲、灌塑或注塑成形進(jìn)行加工，其結(jié)果，該著色材料獲得了其最終形式。該染料的混合也可以在臨實(shí)施實(shí)際加工步驟前進(jìn)行，例如，同時(shí)連續(xù)地直接向擠塑機(jī)的進(jìn)料區(qū)中進(jìn)料一種固體例如粉狀染料和顆粒狀或粉狀高分子量有機(jī)材料，適當(dāng)時(shí)也可以進(jìn)料其它組分例如添加劑，這些成分就在臨加工前混合。然而，一般地說，較好的是事先將染料混入高分子量有機(jī)材料中，因?yàn)榭梢缘玫礁鶆蛑幕摹?br>
為了生產(chǎn)非剛性成形物品或?yàn)榱藴p少其脆性，往往理想的是在成形之前將所謂增塑劑摻入該高分子量配混物中。例如，作為增塑劑，可以使用磷酸、鄰苯二甲酸或癸二酸的酯類。在按照本發(fā)明的方法中，該增塑劑可以在該著色劑摻入前或后摻入該聚合物中。為了達(dá)到不同的色相，除式(I)染料外，也可以以所希望的數(shù)量向該高分子量有機(jī)物質(zhì)中加入其它顏料或其它著色劑，任選地與進(jìn)一步的添加劑例如填料或催干劑一起加入。
較好的是，尤其呈纖維形式的熱塑性塑料的著色?？梢园凑毡景l(fā)明著色的較好高分子量有機(jī)材料非常普遍地是介電常數(shù)≥2.5的聚合物、尤其聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯/丙烯腈(SAN)或丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)。聚酯和聚酰胺是特別好的。更特別好的是線型芳香族聚酯，后者可以通過對(duì)苯二甲酸和二醇尤其乙二醇的縮聚得到，或者是對(duì)苯二甲酸與1，4-二(羥甲基)環(huán)己烷的縮合產(chǎn)物，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；以及聚碳酸酯，例如從α，α-二甲基-4，4-二羥基二苯甲烷和光氣得到的那些，或者聚氯乙烯系聚合物，以及聚酰胺系聚合物例如聚酰胺6或聚酰胺6，6。
由于按照本發(fā)明的式(I)化合物含有至少2個(gè)NH基，因而，使該染料與單體混合并將其以共聚單體形式直接結(jié)合到聚合物骨架中是可能的，先決條件是該單體含有能與NH基的活潑氫原子反應(yīng)的反應(yīng)性基團(tuán)。這樣的單體的實(shí)例包括環(huán)氧化物(環(huán)氧樹脂)、異氰酸酯(聚氨酯)和羧酰氯(聚酰胺，聚酯)。
因此，本發(fā)明也涉及本體著色塑料或聚合物彩色微粒的生產(chǎn)方法，包含使含有至少一個(gè)NH反應(yīng)性基團(tuán)而且能發(fā)生聚合、加聚或縮聚反應(yīng)的至少一種單體的混合物與至少一種式(I)化合物反應(yīng)。
按照本發(fā)明的染料賦予以上提到的材料、尤其聚酯材料以具有良好實(shí)用堅(jiān)牢度性能、尤其非常良好高溫耐光性的高著色力的均勻色相。
按照本發(fā)明的染料還可以用于任何種類的涂布應(yīng)用。
按照本發(fā)明的染料也可以容易地與其它染料一起用來產(chǎn)生調(diào)合的色相。
按照本發(fā)明的式(I)蒽醌染料還適合作為著色劑用于生產(chǎn)濾色器、尤其400～700nm范圍內(nèi)的可見光濾色器，以用于液晶顯示器(LCD)或電荷復(fù)合器件(CCD)。
依次向一種適用基材例如無定形硅上施用紅色、藍(lán)色和綠色著色劑的濾色器生產(chǎn)在GB-A 2 182 165中有描述。該濾色器可以諸如使用包含按照本發(fā)明的蒽醌染料的墨、尤其印刷墨涂布，或者可以諸如通過使按照本發(fā)明的蒽醌染料與化學(xué)上、熱力上或光解上可構(gòu)造的高分子量材料共混來產(chǎn)生。進(jìn)一步的生產(chǎn)可以諸如類似于EP-A 654 711那樣進(jìn)行，即施用到一種基材例如LCD上，隨后光構(gòu)造和顯影。描述濾光器生產(chǎn)的其它文獻(xiàn)包括US-A 5 624 467、Displays 14 12，115(1993)和WO 98/45756。
使用按照本發(fā)明的蒽醌染料為液晶顯示器(LCD)生產(chǎn)的濾色器是以色點(diǎn)透射率高為特色的。
本發(fā)明也涉及按照本發(fā)明的蒽酯染料作為一種著色劑用于濾色器生產(chǎn)的用途。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用來說明本發(fā)明。
實(shí)施例11，4-二[4-(2-羥基乙基)苯基氨基]-5，8-二羥基蒽酯Ib 將100g 2-(4-氨基苯基)乙醇和20g乙酸鈉導(dǎo)入一個(gè)實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)裝置中，在120℃向其中加入20g 1，4-二氯-5，8-二羥基蒽醌。該反應(yīng)混合物在120℃攪拌4小時(shí)，然后傾入1.2L 2N鹽酸中。將沉淀物濾出、用水洗滌直至中性、在真空干燥室中干燥。
產(chǎn)率23.8g(70％)實(shí)施例21-[4-(2-羥基乙基)苯基氨基]-3-氯-4-氨基蒽醌I(xiàn)c
120g 2-(4-氨基苯基)乙醇、17.8g乙酸鉀和40g 1-氨基-2，4-二氯蒽醌的混合物在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)裝置中在180℃攪拌24小時(shí)。使反應(yīng)混合物冷卻到室溫后，添加大約0.5L甲醇。將沉淀物濾出、用乙醇重結(jié)晶、干燥。
產(chǎn)率50.4g(97％)實(shí)施例31-[4-(2-羥基乙基)苯基氨基]-3-(2-羥基乙硫基)-4-氨基蒽醌I(xiàn)a 50.4g實(shí)施例2的1-[4-(2-羥基乙基)苯基氨基]-3-氯-4-氨基蒽醌I(xiàn)c和100mL二甲基甲酰胺(DMF)的混合物在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)裝置中加熱到80℃。然后添加另外50mL DMF和11g 2-巰基乙醇。然后，在83℃的內(nèi)部溫度，慢慢滴加18.6g 30％氫氧化鈉水溶液，混合物在80℃攪拌3小時(shí)。冷卻到室溫后，將沉淀物濾出、用乙醇洗滌、在真空干燥室中干燥。
產(chǎn)率23.8g(47％)II.應(yīng)用例II.1液晶顯示器(LCD)用濾色器生產(chǎn)在一個(gè)含有83.3g鋯瓷珠的100mL玻璃容器中，2.8g按照實(shí)施例1的蒽醌染料、0.28g Solsperse5000、4.10g Disperbyk161(分散劑，30％含有對(duì)該顏料有親合力的基團(tuán)的高分子量嵌段共聚物在乙酸正丁酯/乙酸1-甲氧基-2-丙酯(1∶6)中有溶液，BYK Chemie公司)和14.62g乙酸1-甲氧基-2-丙酯(MPA)使用一臺(tái)Dispermat在23℃以1000rpm攪拌10分鐘、再以3000rpm攪拌180分鐘。在添加4.01g丙烯酸酯聚合物粘結(jié)劑(35％MPA溶液)之后，在室溫下以3000rpm進(jìn)行30分鐘攪拌。除去該瓷珠之后，該分散液用等重量MPA稀釋。
使用一臺(tái)旋涂裝置，給一種玻璃基材(Corning型1737-F)涂布所得到的分散液，以1000rpm離心30秒鐘。該層在一臺(tái)熱板上于100℃干燥2分鐘、于200℃干燥5分鐘。所得到的層厚是0.4μm。
同樣適用于本體著色塑料的下列蒽醌染料(表1)可以類似于實(shí)施例1那樣制備
表1
權(quán)利要求
1.一種式(I)化合物 式中，R1是一種式(II)基團(tuán) R2是-NH2或一種式(II)基團(tuán)，R3和R4彼此獨(dú)立地是氫、羥基、-NH2或一種式(II)基團(tuán)，R5是氫、鹵素或-X-(CH2)n-Y，其中X是直連鍵，-O-或-S-，Y是-OH或-OSO3H，且n是0～6的數(shù)，先決條件是，基團(tuán)R3、R4和R5中至少一個(gè)不是氫。
2.按照權(quán)利要求1的式(I)化合物，式中R1是一種式(II)基團(tuán)，其中X是直鏈鍵且n是2。
3.按照權(quán)利要求1或2的式(I)化合物，式中R1是一種其中Y為-OH的式(II)基團(tuán)。
4.按照權(quán)利要求1的式(I)化合物，式中R1是一種其中X為直連鍵、n為2且Y為-OH的式(II)基團(tuán)。
5.按照權(quán)利要求1的式(I)化合物，式中R3和R4是氫或羥基。
6.按照權(quán)利要求1的式(I)化合物，式中R5是氫、氯或-S-(CH2)2-OH。
7.按照權(quán)利要求1的式(I)化合物，該化合物是式(Ia)～(Ic)中任何一種
8.按照權(quán)利要求1的式(I)化合物的制備方法，式中基團(tuán)R2～R4之一是一種式(II)基團(tuán)，該方法包含使式(IIIa)、(IIIb)或(IIIc)化合物 式中R2～R5同權(quán)利要求1中的定義，與一種式(IV)化合物反應(yīng) 式中X、Y和n同權(quán)利要求1中的定義。
9.式中基團(tuán)R2～R4之一是-NH2的按照權(quán)利要求1的式(I)化合物的制備方法，包含使式(Va)、(Vb)或(Vc)化合物 式中R2～R5同權(quán)利要求1中的定義，與一種式(IV)化合物反應(yīng) 式中X、Y和n同權(quán)利要求1中的定義。
10.按照權(quán)利要求1～8中任何一項(xiàng)的式(I)化合物在本體著色塑料或聚合物彩色微粒生產(chǎn)中的用途。
11.本體著色塑料或聚合物彩色微粒的一種生產(chǎn)方法，包含將一種高分子量有機(jī)材料與著色有效量的、按照權(quán)利要求1～7中任何一項(xiàng)的至少一種式(I)化合物混合。
12.本體著色塑料或聚合物彩色微粒的一種生產(chǎn)方法，包含使含有至少一個(gè)NH反應(yīng)性基團(tuán)且能進(jìn)行聚合、加聚或縮聚反應(yīng)的至少一種單體的混合物與按照權(quán)利要求1～7中任何一項(xiàng)的至少一種式(I)化合物反應(yīng)。
13.采用按照權(quán)利要求11或12的方法著色的塑料或聚合物彩色微粒。
14.按照權(quán)利要求1的蒽醌染料作為一種著色劑用于濾色器生產(chǎn)的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及式(I)化合物，式中R
文檔編號(hào)G02B5/22GK1643074SQ03806609
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者U·勞克, P·諾瓦克 申請(qǐng)人:西巴特殊化學(xué)品控股有限公司