黑色苝系顏料的制備及其性能研究.pdf

1、黑色苝系顏料由于其優(yōu)異的熱、光、化學(xué)穩(wěn)定性，良好的紅外反射性，無(wú)毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于紡織染料、汽車漆和紅外屏蔽等方面。但有關(guān)不同取代基黑色苝系顏料的熱紅外反射特性的研究鮮有報(bào)道。本文通過(guò)仿真計(jì)算和制備實(shí)驗(yàn)，研究了不同黑色苝系顏料的結(jié)構(gòu)及其紅外性能的關(guān)系。通過(guò)調(diào)節(jié)顏料分子的取代基，制備了高熱紅外反射、低亮度的黑色苝系顏料，揭示了苝黑顏料的分子偶極矩是影響其紅外反射特性的主要因素。本文主要工作分為以下幾個(gè)方面：
　　1）基于密度泛函理論

2、，計(jì)算不同亞胺類取代基黑色苝系顏料的分子結(jié)構(gòu)及紅外反射譜、可見(jiàn)光-紫外光譜性能之間的關(guān)系。通過(guò)引入亞胺類取代基，導(dǎo)致分子偶極矩增加，分子振動(dòng)頻率升高，紅外光譜譜帶強(qiáng)度增大，紅外反射率增大。同時(shí)亞胺類取代基的引入，和分子的π電子形成共軛體系，使分子基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的能量差減小，導(dǎo)致可見(jiàn)光-紫外光譜發(fā)生紅移。
　　2）通過(guò)控制回流反應(yīng)的溫度和時(shí)間合成了三種不同取代基的黑色苝系顏料，其取代基分別為苯甲胺基、苯乙胺基、4-甲氧基苯甲胺基，

3、對(duì)其分子結(jié)構(gòu)、純度、化學(xué)性質(zhì)、形貌特征和色度進(jìn)行表征。結(jié)果證明，制備的三種黑色苝系顏料的8-14μm熱紅外平均反射率分別為0.11、0.13和0.34。同時(shí)，苝系顏料樣品存在三個(gè)特征吸收峰，其λmax分別為589nm、657nm和702nm，和前驅(qū)體PTCA相比均發(fā)生紅移。形貌分析表明，制備的顏料顆粒結(jié)晶度高，粒徑分布均勻。色差分析表明，三種顏料的可見(jiàn)光明度L*值在10-15之間，顏色均為黑色，其中取代基為4-甲氧基苯甲胺的顏料L*最低

4、為10.41。
　　3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了密度泛函仿真計(jì)算的有效性，仿真計(jì)算的紅外光譜與實(shí)測(cè)曲線峰位一致、形狀近似，仿真結(jié)果有效。基于漫反射光譜的朗伯定律，證明了分子偶極矩影響其摩爾吸收系數(shù)從而影響涂層紅外反射率，并擬合出涂層分子偶極矩和熱紅外反射率之間的函數(shù)關(guān)系。
　　通過(guò)仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究，制備了取代基為4-甲氧基苯甲胺的黑色苝系顏料，8-14μm熱紅外反射率為0.34，可見(jiàn)光明度為10.41，是一種高著色力和高紅外反射