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高水溶性耐候喷墨染料的研究

更新时间 2009-9-11 2:49:29 点击数:

高水溶性耐候喷墨染料的研究
Research of Highly Water-Soluble and Weather-Durable Ink-Jet Dyes
【中文摘要】 与颜料型墨水相比,染料型墨水的主要优点是色谱齐全,图像色彩艳丽,成本低廉和配制方便。墨水保存稳定好,打印形成的图像色强度高,清晰度好,色彩艳丽,效果逼真。但染料容易被光分解和被臭氧氧化,只有开发并选用新型结构的耐候性染料,才能从根本上解决墨水耐候牢度差的问题。本论文设计合成了三个磺化的水溶性还原染料,其中磺化还原黑8与磺化还原黑38结构未见报道,当阳离子为Na+时,比较了三磺化染料在Epson相纸和Kodak相纸上的耐候牢度,其中,磺化还原黑9的耐候牢度最好。选取磺化还原黑8与磺化还原黑38,考察了阳离子对染料溶解性和耐候性的影响,测试表明,对磺化还原黑8,阳离子是Li+时,染料的耐候性最好;而当阳离子是N+HCH2CH2OH3时,染料的溶解性最好;对磺化还原黑38,阳离子是Li+时,染料的耐候性最好,而当阳离子是N+CH34时,染料的溶解性最好。还设计合成了媒介黑1、媒介黑7、媒介黑9和媒介黑11的高水溶性1∶1络合染料,重铬酸钠作为铬化试剂,染料得到了充分的氧化,无色配体多羟基羧基酸的引入使染料有很好的水溶性,该实验路线未见报道。当配体为酒石酸时,比较了四个媒介黑的1∶1络合染料在Epson相纸和Kodak相纸上的耐候性,测试表明,媒介黑7和媒介黑9的1∶1络合染料的耐候性较好,而媒介黑1与媒介黑11的1∶1络合染料的耐候性稍差。选取媒介黑7与媒介黑9,考察了不同配体对染料水溶性和耐候性的影响,媒介黑7与媒介黑9有同样的规律,配体为柠檬酸时,染料的溶解性最好;配体为草酸时,耐候性较好。设计合成了一类高水溶性偶氮金属络合染料,2-甲氧基苯胺-5-磺酸替代2-羟基苯胺-5-磺酸,重氮偶合易进行,通过耐候加速实验,优选出了各项性能均较优的5个染料。该类偶氮金属络合染料均含有多个磺酸基,打印形成的图像在相纸上有很好的渗透性和耐磨性。
【英文摘要】 Compared with pigment-based inks,dye-based inks have many advantages such as full tone,high optical density,vivid images,low cost and easy preparation.However,dyes are susceptible to light and ozone gas.Dye is the key to sole the problem.Therefore,the research and development of new dyes with new structures and excellent properties are very important for the practical applications.Three sulfonic vat black dyes(vat black 8、vat black 9、vat black 38 and vat black BCN) were synthesized via sulfonation.The sulfonic derivatives of vat black 8 and vat black 38 have not been reported before.When the cation is Na+,weather durabilities on Kodak and Epson glossy papers show that vat black 9 has the best properties.In the case of sulfonic vat black 8, N+HCH2CH2OH3 behaves the best water solubility and Li+ with the best weather durability. For sulfonic vat black 38,N+CH34 shows the best water solubility and Li+ with the most excellent weather durability.Various chrome complex dyes(1:1 ratio) of mordant black 1,mordant black 7,mordant black 9 and mordant black 11 have been synthesized and sodium dichromate is been used as mordant agents instead of Cr3+ to oxidate dyes sufficiently.The introduction of acids into the reaction make complex dyes highly water soluble and this synthesis process has not been reported before.When the acid is tartaric acid,weather durability tests show that mordant black 7 and mordant black 9 have better properties.The derivatives of mordant black 7 and mordant black 9 have the best water solubility when citric acid is added and the best weather durability when oxalic acid used.New multisulfo-group containing azo ligands for metal complex dyes are synthesized. Instead of 4-amino-3-hydroxy-benzenesulfonic acid,4-amino-3-methoxy-benzenesulfonic acid are used as diazotization agent and make the coupling reaction more easy.Through the weather acceleration tests,5 new dyes with good fastness are obtained.These dyes possess several sulfonic acid groups and behave excellent water solubility in ink,and water fastness and rubber fastness in images. 

【中文关键词】 还原黑; 媒介黑; 耐候性; 水溶性
【英文关键词】 vat black dye; mordant black dye; weather durability; water solubility; ink-jet printing; ink; weather-resistance; ozone-resistance
论文目录】
摘要 4-5
Abstract 5
引言 8-9
1 文献综述 9-29
    1.1 概述 9
    1.2 耐候性喷墨墨水的基本要求 9-11
        1.2.1 耐光牢度 9-10
        1.2.2 耐臭氧牢度 10
        1.2.3 色密度 10
        1.2.4 防水和耐磨性 10-11
    1.3 提高喷墨墨水耐候性的方法 11-14
        1.3.1 紫外吸收剂 11-12
        1.3.2 抗氧化剂 12-14
    1.4 耐候性喷墨染料的研究进展 14-29
        1.4.1 概述 14-16
        1.4.2 基于还原染料的耐候性喷墨染料 16-19
        1.4.3 基于金属络合的耐候性喷墨染料 19-25
        1.4.4 基于杂环的耐候性喷墨染料 25-29
2 基于还原染料的耐候性黑色喷墨染料 29-44
    2.1 概述 29-32
    2.2 实验部分 32-35
        2.2.1 原料和仪器 32
        2.2.2 染料的合成 32-34
        2.2.3 染料溶解度测试 34
        2.2.4 墨水性能与测试 34-35
    2.3 实验结果与讨论 35-43
        2.3.1 染料的吸收光谱 35
        2.3.2 染料的耐候性能 35-37
        2.3.3 阳离子对染料溶解度的影响 37-39
        2.3.4 阳离子对耐候性的影响 39-43
    2.4 本章小结 43-44
3 1:1铬络合耐候性黑色喷墨染料 44-56
    3.1 概述 44-45
    3.2 实验部分 45-47
        3.2.1 实验原料和仪器 45
        3.2.2 染料的合成 45-46
        3.2.3 染料溶解度测试 46
        3.2.4 墨水性能与测试 46-47
    3.3 实验结果与讨论 47-55
        3.3.1 染料的光谱 47-48
        3.3.2 染料的耐候性能 48-50
        3.3.3 配体对染料溶解度的影响 50-51
        3.3.4 配体对染料耐候性的影响 51-55
    3.4 本章小结 55-56
4 偶氮金属络合染料的合成及性能研究 56-67
    4.1 实验药品及仪器 56
    4.2 染料合成 56-59
        4.2.1 合成路线 56-58
        4.2.2 中间体合成 58-59
    4.3 结果与讨论 59-65
        4.3.1 重氮化偶合反应产物鉴定 59-60
        4.3.2 金属络合产物性能研究 60-65
    4.4 实物图片 65-66
    4.5 本章小结 66-67
5 工业化研究 67-73
    5.1 实验材料及设备 67
    5.2 耐臭氧及抗UV实验 67-72
        5.2.1 磺化还原染料墨水性能对照 67-70
        5.2.2 金属络合染料墨水性能对照 70-72
    5.3 本章结论 72-73
结论 73-74
参考文献 74-76
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 76-77
致谢 77-78

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