喹吖啶酮是高性能有機顏料的代表性品種之一,具有優(yōu)異的耐熱、耐氣候、耐溶劑、耐遷移等性能。其顏色獨具魅力,色譜含蓋金黃色、緋紅色、茶色、大紅色、品紅色和紫色。主要應用于高檔汽車漆、高檔油墨、高分子材料等領域。喹吖啶酮對皮膚、眼睛均無刺激,屬于環(huán)保型色素。喹吖啶酮顏料由美國杜邦公司率先開展研究開發(fā),于1958年成功的啟動了工業(yè)化生產并推向市場。它體現(xiàn)出的性能和工業(yè)化技術難度遠高于普通有機顏料。

目前其核心技術主要由德國BASF、瑞士CLARIANT,日本DIC(大日本油墨)、美國SUN CHEMICAL等公司所壟斷。本文以高性能有機顏料喹吖啶酮為研究目標,研究合成制備新工藝和新技術,探索和破解喹吖啶酮顏料工業(yè)化核心技術,開發(fā)出系列具有國際前列水平的產品。主要內容如下：　　

⑴選擇以丁二酸二甲酯為起始原料,以甲醇鈉為催化劑,在道生溶劑中,通過Claisen condensation反應和Dieckman cyclization反應,優(yōu)化加料方式、反應溫度、反應時間、反應壓力等條件,高產率(90-92％)合成了喹吖啶酮中間體DMSS?！　?/p>

⑵以新型稀土金屬絡合物為催化劑,取代傳統(tǒng)的質子酸(硫酸、鹽酸及冰醋酸等),催化合成喹吖啶酮合成工藝中的關鍵反應,即DMSS與芳胺的縮合反應,其收率由原來的92-94％提高到98％以上,純度由95-96％提高到99％以上,并且實現(xiàn)了近似等摩爾投料,降低了工藝中芳胺用量,避免了芳胺殘留影響以后反應的進行,簡化了環(huán)保工程壓力,同時使得顏料化過程易于實現(xiàn),最終產品的各項質量指標明顯提高。同時,消除了傳統(tǒng)縮合反應所生成副產物對顏料結晶性能的影響?！　?/p>

⑶系統(tǒng)研究了道生溶劑中的熱閉環(huán)反應和氧化反應的反應條件及影響因素,對加料方式、反應溫度、反應時間、投料比例等條件進行了優(yōu)化。實現(xiàn)了閉環(huán)反應工藝的創(chuàng)新,相比傳統(tǒng)的“多聚磷酸閉環(huán)法”(收率88％),本方法反應收率顯著提高(93-94％),其氧化反應的轉化率達到了97-98％,產品純度顯著提高?！　?/p>

⑷研究了喹吖啶酮顏料晶體形成的機理。形成一種優(yōu)化創(chuàng)新的γ-型結構晶體制備方法,不經歷中間狀態(tài)的不穩(wěn)定的α-型結構,不需要使用DMF溶劑作為處理介質,來得到γ-型結構。而是使用本項目發(fā)明的特殊的顏料化方法—晶型誘導劑,在實施將二氫喹吖啶酮轉化為喹吖啶酮的氧化過程中,直接得到了純正的γ-型結構的顏料。簡化了工藝,縮短了生產周期。發(fā)明了一種制備固態(tài)溶液產品的新方法,并以此合成出了一種和國外產品相似的固態(tài)溶液樣品,同時開發(fā)出了一種新型晶體結構的固態(tài)溶液產品?！　?/p>

⑸研究了喹吖啶酮顏料粒子的表面改性機理,探索了顏料表面改性方法,采用合適的超分散劑對大粒子的γ-喹吖啶酮顏料實施表面處理,使用超分散劑和其衍生物的協(xié)同作用,對小粒子的β-型喹吖啶酮顏料實施表面處理,均實現(xiàn)了接近“牛頓流體”的流變學性能,滿足了高檔汽車漆的使用要求。　　

⑹設計和實施了工業(yè)化生產裝置,采用先進合理的工程設備,形成先進的集成化工業(yè)化清潔化生產技術,相比傳統(tǒng)的PPA法工藝,減少了工藝步驟,縮短生產周期,產品質量顯著提高,實現(xiàn)了溶劑全部回收循環(huán)使用,循環(huán)回收率達到,道生98％以上,甲醇96％以上,苯胺97％以上,實現(xiàn)了對環(huán)境的保護和清潔化生產,具有高效節(jié)能的特點?！　?/p>

⑺在國內首次設計并建立了喹吖啶酮熱閉環(huán)工程體系,并在百合花集團實施,成為繼巴斯夫公司之后掌握該技術的企業(yè)。本項目所涉及的喹吖啶酮產品具有較高的耐光、耐候、耐熱、耐溶劑等性能,同時滿足了高檔汽車漆應用的流變學性能及其分散性能,其品質達到BASF公司同類產品的水平,必將取得良好的社會效益和經濟效益。