氟化酞菁颜料的纳米分散体的制备方法转让专利
申请号 : CN200980152512.7
文献号 : CN102272235B
文献日 : 2013-03-20
发明人 : 托米·李·小罗伊斯特 , M·E·康达科瓦 , P·G·贝西
申请人 : 全球OLED科技有限责任公司
摘要 :
一种用于制备纳米分散体的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将如式(I)所示的固体氟化酞菁颜料导入研磨装置中。其中，M是选自元素周期表的1b族、2b族、2a族或3a族的金属阳离子；R是氟、全氟烷基或全氟芳基；z是1～4；L是阴离子配体；并且n是0或1以使分子单元的总电荷为中性；和随后在有机溶剂中搅拌下研磨所述固体氟化酞菁成为颗粒悬浮液，以使至少80体积％的所述颗粒具有的粒径为小于100nm。
权利要求 :
1.一种用于制备纳米分散体的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将如式(I)所示的固体氟化酞菁颜料导入研磨装置中：其中：
M是选自元素周期表的1b族、2b族、2a族或3a族的金属阳离子；
R是氟、三氟甲基、-C2F5、-C8F17或五氟苯基；
z是1～4；
L是阴离子配体；并且
n是0或1以使分子单元的总电荷为中性；和(ii)在有机溶剂中搅拌下研磨所述固体氟化酞菁成为颗粒悬浮液，以使至少80体积%的所述颗粒具有的粒径为小于100nm。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述氟化酞菁如式(II)所示：其中，R是氟或三氟甲基，z是1～4。
3.如权利要求2所述的方法，其中，R是氟，z是1。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述氟化酞菁如式(III)所示：其中：
R是氟或三氟甲基；
z是1～4；并且
X是卤离子、氢氧根、-O-、-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-或-O-Si(R)2-R-Si(R)2-O-，其中R为苯基。
5.如 权 利 要 求 4 所 述 的 方 法，其 中，式(III) 中 的 R是 氟，z 是 1，X是-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-，其中R为苯基。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述研磨步骤包括能够与所述纳米分散体分离的固体研磨介质。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述研磨介质是聚合物树脂或陶瓷颗粒。
8.如权利要求1所述的方法，其中，至少75体积%的所述颗粒具有的粒径为小于30nm。
9.如权利要求1所述的方法，其中，至少70体积%的所述颗粒具有的粒径为小于22nm。
10.如权利要求1所述的方法，其中，至少65体积%的所述颗粒具有的粒径为小于
18nm。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂具有至少为8.0的γc氢键合参数。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述有机溶剂选自酮类、酰胺类、醇类、醚类和酯类。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述有机溶剂选自多元醇类。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述研磨步骤包括分散剂，所述分散剂选自硫酸盐、磺酸盐、丙烯酸类和苯乙烯-丙烯酸类共聚物、磺化聚酯和苯乙烯类、含磷聚酯、以及包含胺、酸或聚醚官能团的分散剂。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述研磨步骤包括其他固体颜料，条件是所述氟化金属酞菁构成所述混合物的至少50重量%。
说明书 :
氟化酞菁颜料的纳米分散体的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及氟化酞菁颜料在有机溶剂中的纳米分散体的制备。
背景技术
[0002] 颜料是相对不溶且用来赋予颜色的固体材料。包括铝酞菁在内的金属酞菁是一类公知的颜料，并能够用于多种应用中。举例而言，金属酞菁已经用于喷墨制剂(包括US 6153000、US 6726755、美国申请第2006014855号、US 5679139、DE 19735738和US6152999)、电子照相术(包括US 4701396)、滤色片阵列(包括美国申请第20080112068号和美国申请第20080112069号)、光电导成像(包括US 5441837)、光活化剂制剂(包括US
4548610)、光记录介质(包括EP 889097)、电泳显示(包括US 7382514和WO 2005047962)、磁泳或电磁泳显示(包括美国申请第20040030125号)和染料敏化太阳能电池(包括美国申请第2006070651号)。
4548610)、光记录介质(包括EP 889097)、电泳显示(包括US 7382514和WO 2005047962)、磁泳或电磁泳显示(包括美国申请第20040030125号)和染料敏化太阳能电池(包括美国申请第2006070651号)。
[0003] US 4,311,775公开了通过使用二氯二苯基硅烷(能够与水强烈反应以产生氯化氢气体的易燃液体)制备的双铝酞菁，所述双铝酞菁与一个或多个硅氧烷基桥连，作为用于电子图像和光电图像工艺的有用颜料。该文献也描述了所述颜料在有机溶剂中的悬浮液。US 5,817,805公开了使用二氯二苯基硅烷来制备双(酞菁铝)四苯基二硅氧烷(包括其中酞菁基可含有卤素基的那些)的合成方法。US 5,773,181公开了不对称金属酞菁的混合物的制备，所述不对称金属酞菁未桥连并且在酞菁上需要两个以上不同的取代基，其中金属可以是铝，酞菁基可以由氟取代。在该文献中，颜料经干式研磨然后在进一步研磨的条件下以高度结晶的状态悬浮在γc氢键合参数小于9.0的有机溶剂中。
[0004] US 4,701,396公开了未桥连的钛氧基氟代酞菁。其他公开了氟化钛氧基酞菁的文献为US 6,949,139、US 5,614,342和US 20060204885。US 20040030125公开了包含桥连的双物种的甲硅烷基酞菁，其中酞菁基包含低分子量的氟化聚合物部分。
[0005] US 20020117080公开了由铜酞菁和铝酞菁的混合物组成的颜料，其中酞菁基已随机地进行氯化或溴化。
[0006] 氟化非金属酞菁或未桥连的金属酞菁还在下述文献中有所公开：Jones et al，Inorg.Chem.，Vol 8，2018(1969)；Keller et al，J.Fluorine Chem.，13，73(1975)；Peisert et al，J.Appl.Physics，93(12)，9683(2003)；US 6,051,702；US 4,892,941；US
2,227,628和WO2005033110。用于制造通常用作酞菁基前体的氟化酞腈的方法包括US
4,209,458和WO1987007267。
2,227,628和WO2005033110。用于制造通常用作酞菁基前体的氟化酞腈的方法包括US
4,209,458和WO1987007267。
[0007] 尽管颜料有时直接用作着色剂，不过它们通常分散在溶剂中。对于许多应用，对于颜料而言非常可取的是形成具有大表面积和理想的均一的粒径分布的极小固体颗粒。这使得光的吸收最大化而光的散射最小化。这样的组合物通常称为纳米颗粒分散体或纳米分散体。制备纳米分散体的方法是本领域中公知的，包括JP2007321111、JP2007321110、JP2007321107、CN101081942、K.Hayashi et al，J.Materials Chemistry，17(16)，527-530(2007)、WO2007088662、美国申请第20060112856号、CN1150261、JP2003241374和D.F Hughes et al，Langmuir，15(16)，5227-5231(1999)。
[0008] 虽然存在所有这些进展，但仍然需要发现具有改进的性质，特别是在有机溶剂中的分散性，同时保持良好的色调和环境稳定性的青色或蓝绿色颜料的分散体。
发明内容
[0009] 因而本发明的一个目的是提供通过研磨而制备氟化酞菁在有机溶剂中的纳米分散体的方法。具体而言，所述方法包括以下步骤：
[0010] (i)将如式(I)所示的固体氟化酞菁颜料导入研磨装置中：
[0011]
[0012] 其中：
[0013] M是选自元素周期表的1b族、2b族、2a族或3a族的金属阳离子；
[0014] R是氟、全氟烷基或全氟芳基；
[0015] z是1～4；
[0016] L是阴离子配体；并且
[0017] n是0或1以使分子单元的总电荷为中性；和
[0018] (ii)在有机溶剂中搅拌下研磨所述固体氟化酞菁成为颗粒悬浮液，以使至少80体积％的所述颗粒具有的粒径为小于100nm。
[0019] 具有极小的且均一的粒径的纳米分散体可轻松容易地由如式(I)所示的颜料在有机溶剂中形成。
附图说明
[0020] 图1和2显示了在有机溶剂中形成的比较例纳米分散体和发明例纳米分散体的粒径分布。
具体实施方式
[0021] 已在本领域中用来制备颜料分散体(例如用于滤色片应用)的研磨通常产生具有至多为500nm的宽范围粒径的材料。已发现氟化酞菁颜料颗粒易于研磨至窄粒径范围，其中粒径主要小于100nm，并由此产生改进的光谱性质。Santilli等在US5,738,716中以及Czekai等在US 5,500,331中已经提出了一种产生此类型颗粒的方法。该方法将在本文中称为微介质研磨。本发明的材料还允许使用标准研磨方法来产生纳米分散体。由颜料制备分散体的方法通常包括三个步骤：(a)研磨和分散步骤，用来形成并分散颜料的小颗粒；(b)稀释或混合步骤，其中用载体和其他添加物(可包含其他颜料分散体)来稀释分散后的颜料浓缩物，从而形成涂布强度颜料分散体；和(c)在基体上形成所述涂布强度颜料分散体的沉积物。步骤(a)可进一步细化为：(a1)提供含有颜料和该颜料用载体以及可选的分散剂的颜料混合物；(a2)将该颜料混合物与研磨介质混合；(a3)将该混合物导入高速研磨机中；(a4)研磨该混合物来获得颜料分散体，其中颜料颗粒具有所希望的尺寸；和(a5)将该分散体与研磨介质分离。
[0022] 在研磨步骤中，颜料通常与刚性的惰性研磨介质一起悬浮于载体中(通常与涂布强度浆体中的载体相同)。对此颜料分散体提供机械能，研磨介质与颜料之间的碰撞使颜料解聚成为其一次颗粒，并使一次颗粒破碎成为更小的颗粒。通常将分散剂和/或稳定剂添加到颜料分散体中，从而促进原料颜料的更小颗粒的分散，并且保持胶态颗粒的稳定性，即阻止颗粒的再聚集和沉降。
[0023] 存在多种不同类型的可用作研磨介质的材料，例如玻璃、陶瓷、金属和塑料。在可用的实施方式中，研磨介质可以包含优选形状基本呈球形的颗粒(例如，珠粒)，其主要由聚合物树脂或陶瓷颗粒(如由硅酸锆构成的)组成。
[0024] 一般而言，适合用作研磨介质的聚合物树脂在化学上和物理上呈惰性，基本不含金属、溶剂和单体，并且具有足够的硬度和脆度以使其在研磨过程中能够避免破裂或粉碎。理想的是，如Czekai等所述，聚合物树脂珠粒的尺寸为10～100微米。适合的聚合物树脂包括：交联的聚苯乙烯，如与二乙烯基苯交联的聚苯乙烯；苯乙烯共聚物；聚丙烯酸酯，如TM
聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚碳酸酯；聚缩醛，如Derlin ；氯乙烯聚合物及共聚物；聚氨酯；
TM
聚酰胺；聚(四氟乙烯)，如Teflon ，及其他含氟聚合物；高密度聚乙烯、聚丙烯；纤维素醚和酯，如乙酸纤维素；聚(甲基丙烯酸羟乙基酯)；聚(丙烯酸羟乙基酯)；含硅酮的聚合物，如聚硅氧烷等。聚合物可以是生物可降解的。示例性的生物可降解聚合物包括：聚丙交酯、聚乙交酯、丙交酯和乙交酯的共聚物、聚酸酐、聚(亚氨基碳酸酯)、聚(N-酰基羟基脯氨酸)酯、聚(N-棕榈酰基羟基脯氨酸)酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(原酸酯)、聚(己
3 3
内酯)和聚(膦腈)。聚合物树脂的密度可以是0.9g/cm ～3.0g/cm。较高密度的树脂尤其有效，因为这些树脂会转移更多的能量来提供更有效的粒径降低。特别有用的是基于苯乙烯的交联或未交联的聚合物介质。
聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚碳酸酯；聚缩醛，如Derlin ；氯乙烯聚合物及共聚物；聚氨酯；
TM
聚酰胺；聚(四氟乙烯)，如Teflon ，及其他含氟聚合物；高密度聚乙烯、聚丙烯；纤维素醚和酯，如乙酸纤维素；聚(甲基丙烯酸羟乙基酯)；聚(丙烯酸羟乙基酯)；含硅酮的聚合物，如聚硅氧烷等。聚合物可以是生物可降解的。示例性的生物可降解聚合物包括：聚丙交酯、聚乙交酯、丙交酯和乙交酯的共聚物、聚酸酐、聚(亚氨基碳酸酯)、聚(N-酰基羟基脯氨酸)酯、聚(N-棕榈酰基羟基脯氨酸)酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(原酸酯)、聚(己
3 3
内酯)和聚(膦腈)。聚合物树脂的密度可以是0.9g/cm ～3.0g/cm。较高密度的树脂尤其有效，因为这些树脂会转移更多的能量来提供更有效的粒径降低。特别有用的是基于苯乙烯的交联或未交联的聚合物介质。
[0025] 可以在任何适合的研磨机中进行研磨。适合的研磨机包括喷气研磨机、辊磨机、球磨机、磨碎机、振动研磨机、行星式研磨机、砂磨机和珠磨机。高速研磨机尤其有效。高速研磨机是指能够将研磨介质加速至大于5米每秒的速度的研磨装置。该研磨机可以包含具有一个以上叶轮的转动轴。在这种研磨机中，赋予介质的速率大致与叶轮的圆周速率(即叶轮每分钟的转数、π和叶轮直径的乘积)相等。例如，在直径为40mm的Cowles型锯齿叶轮以9,000rpm运行时，可获得足够的研磨介质速率。研磨介质、颜料、液体分散介质和分散剂的可用比例可以在很宽的界限内变化，并且取决于例如所选的特定材料和研磨介质的尺寸和密度。该过程可以以连续模式或分批模式进行。
[0026] 在分批研磨中，使用简单混合来制备＜100μm的聚合物树脂研磨介质、液体、颜料和分散剂的浆体。可以用诸如高速磨碎机、振动研磨机或球磨机等常规高能分批研磨方法来研磨该浆体。对此浆体研磨预定长度的时间，以使得活性物质能够粉碎至最小粒径。研磨完成后，通过简单的筛分或过滤，使用阻挡研磨介质但不阻挡研磨过的颜料的隔板(例如孔径为5μm的过滤器)来将活性物质的分散体与研磨介质分离。
[0027] 在连续式介质再循环研磨中，可以将＜100μm的聚合物树脂研磨介质、液体、颜料和分散剂的浆体从盛放容器通过常规介质研磨机连续地再循环，所述研磨机具有调整为＞100μm的介质分离筛，从而允许介质自由通过整个回路。研磨完成后，通过简单的筛分或过滤来使该活性物质的分散体与研磨介质分离。
[0028] 使用上述任一模式时，研磨物(mill grind)的成分的可用量和比率将会根据具体物质而大幅度变化。研磨混合物的内容物包含研磨物和研磨介质。研磨物包含颜料、分散剂和液体载体(对于本发明是有机溶剂)。对于滤浆，颜料通常以1重量％～50重量％存在于研磨物中(不计研磨介质)。颜料与分散剂的重量比是20∶1～1∶2。高速研磨机是高速搅拌装置，例如由Morehouse-Cowles或Hockmeyer等制造的那些。
[0029] 分散剂是研磨物中的另一重要成分。可用的分散剂包括：Solsperse 41000(The Lubrizol Corporation)或以Solsperse品牌销售的其他组合物，硫酸盐(例如十二烷基硫酸钠)，磺酸盐(例如N-甲基-N-油酰基牛磺酸盐)，丙烯酸类及苯乙烯-丙烯酸类共聚物，如US 5,085,698和US 5,172,133中所公开的那些(例如，Joncryl 678)，以及磺化聚酯和苯乙烯类，如US 4,597,794中所公开的那些。还可用的是诸如Disperbyk-111(BYK-Chemie GmbH，德国)、Disperbyk-161(BYK-Chemie GmbH，德国)等包含胺官能团的含磷聚酯。此外还可用的是包含聚醚官能团或酸官能团(如羧酸)的分散剂。其他上述提及的与颜料可用性有关的专利还公开了多种有用的分散剂。
[0030] 研磨时间可以大幅度变化，取决于颜料、机械结构、留存条件以及起始粒径及所希望的最终粒径。对于使用上述可用的颜料、分散剂和研磨介质的研磨物，研磨时间通常为1小时～100小时。通过过滤来方便地使研磨过的颜料浓缩物与研磨介质分离。
[0031] 颜料的载体可以是非水性溶剂。可用的溶剂已由Czekai等以及在US 5,145,684、US 5,679,138和EP 498,492中有所公开。载体介质可以是包含水和至少一种水混溶性有机共溶剂的水性溶剂混合物。对合适混合物的选择取决于具体应用的要求，例如所需的表面张力和粘度、所选择的颜料、滤色片层的干燥时间和将要在其上涂布颜料分散体的材料的类型。可以选择的水混溶性共溶剂的代表实例包括：(1)醇类，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇、糠醇和四氢糠醇；(2)酮类或酮醇类，例如丙酮、甲基乙基酮和二丙酮醇；(3)醚类，例如四氢呋喃和二噁烷；(4)酯类，例如乙酸乙酯、乳酸乙酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯；(5)多元醇类，例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、甘油、2-甲基-2，4-戊二醇、1，2，6-己三醇和硫甘醇；(6)衍生自亚烷基二醇的低级烷基单醚或二醚，例如乙二醇单甲基(或乙基)醚、二乙二醇单甲基(或乙基)醚、丙二醇单甲基(或乙基)醚、三乙二醇单甲基(或乙基)醚和二乙二醇二甲基(或乙基)醚；(7)含氮环状化合物，例如吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；以及(8)含硫化合物，例如二甲基亚砜和四亚甲基砜。对于包含水的分散体，优选的是所述水混溶性有机共溶剂为混合物的至少50％。
[0032] 不过，最优选使用非水混溶性的且包含不超过10％的水的有机溶剂。可用的非水性溶剂包括酮类、酰胺类、烃类、氯化烃类、醇类、多元醇类、醚类和酯类。已知可用于此方法的溶剂包括甲苯、己烷、环己酮、N-甲基吡咯烷酮、乙醇、丁醇、甘醇和PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)。可以使用单独的溶剂或溶剂混合物。其中，优选γc氢键合参数为8.0(或优选9.0)以上的有机溶剂。具有高γc氢键合参数的溶剂的优选类型的一些实例是酮类和酯类。
特别适合的溶剂混合物是环己酮和PGMEA。γc氢键合参数可由J.Crowley、G.S.Teague和J.W.Lowe，Journal of Paint Technology，38(496)，269-280(1966)报道并进一步描述于CRC Handbook or Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters，A.Barton，CRC Press，Boca Raton，FL，1983，pp 174and179-180以及ASTM D3132标准测试法中的方法确定。
特别适合的溶剂混合物是环己酮和PGMEA。γc氢键合参数可由J.Crowley、G.S.Teague和J.W.Lowe，Journal of Paint Technology，38(496)，269-280(1966)报道并进一步描述于CRC Handbook or Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters，A.Barton，CRC Press，Boca Raton，FL，1983，pp 174and179-180以及ASTM D3132标准测试法中的方法确定。
[0033] 本发明的氟化酞菁颜料尤其可与非水性有机溶剂一起使用。在有机介质中，氟化酞菁颜料易于研磨成具有窄粒径分布的小粒径。该处理得到的颜料颗粒中至少80体积％的颗粒，优选90体积％的颗粒具有的粒径小于100nm。适合的是，至少75体积％、优选80体积％的颗粒具有的粒径小于30nm。优选的是其中至少70体积％的颗粒、优选75体积％的颗粒具有的粒径小于22nm的分散体。最优选的是其中至少65体积％的颗粒、优选70体积％的颗粒具有的粒径小于18nm的那些分散体。
[0034] 市售的金属酞菁颜料，如颜料蓝15(铜酞菁)和羟基铝酞菁等，具有蓝色或蓝绿色色调。酞菁颜料的另一类是Regan在美国专利4,311,775中描述的桥接的铝酞菁。非氟化的硅氧烷桥接的铝酞菁的具体实例是双(酞菁铝)四苯基二硅氧烷。尽管在水性溶剂中和有机溶剂中的酞菁颜料分散体均是公知的，但常常难以由这些材料形成纳米分散体。已知的分散技术常常得到粒径相对较大且粒径分布不均一的分散体。
[0035] 本发明的氟化酞菁被限定为包含直接由氟或由全氟化基团取代的酞菁基的氟化酞菁。其不是指在分子中的别处具有氟或含氟基团的酞菁分子。例如，氟离子或全氟辛氧基与金属化酞菁的金属离子配位得到的不是本发明的氟化酞菁。本发明的氟化酞菁颜料的颜色为青色或蓝绿色，也就是说，它们在600至700nm的范围内具有最大吸收。
[0036] 应指出的是，合成的本发明的氟化酞菁颜料可包含以物理方式俘获或者在一些情况中作为溶质分子配位的溶剂(通常少于10重量％)。这些少量的溶剂一般不会影响分散体的制备。
[0037] 本发明的氟化酞菁如式(I)所示：
[0038]
[0039] 其中：
[0040] M是选自元素周期表的1b族、2b族、2a族或3a族的金属阳离子；
[0041] R是氟、全氟烷基或全氟芳基；
[0042] z是1～4；
[0043] L是阴离子配体；并且
[0044] n是0或1以使分子单元的总电荷为中性。
[0045] M是选自元素周期表的1b族、2b族、2a或3a族的金属阳离子以使所述金属阳离子+2 +3 +3至少为二价。最合适的金属阳离子是Cu 和Al 。其中优选Al 。
[0046] R表示酞菁环体系中的四个苯基中的每一个上的氟、全氟烷基或全氟芳基取代基。全氟烷基的具体实例包括三氟甲基、-C2F5和-C8F17。全氟芳基的具体实例是五氟苯基。其中，优选氟和三氟甲基，最优选氟。
[0047] z表示酞菁基上的含氟取代基的数目，可以为每个苯基上1～4。应了解的是，当z＝1、2或3时，可能存在异构体，其中在酞菁基中存在的总共四个苯环中，各个苯环的取代基可能不会位于每个苯环中的同一相对位置。制备经取代的酞菁基的一种方法是从经取代的酞腈开始。酞腈和由其衍生的酞菁基的后续部分具有以下编号系统：
[0048]
[0049] 例如，从3，6-二氟酞菁或4，5-二氟酞菁(z＝2)衍生出的颜料在酞菁基方面将是对称的，并且仅有一种异构体。然而，从3，5-二氟酞腈衍生出的颜料可能并不对称，因为酞菁基中四个苯基各自均可以在3，5或4，6位置发生取代而可能产生异构体。每当z＝1～3时，所有可能的各异构体及任意组合的异构体混合物都是本发明的一部分。
[0050] 如式(I)所示的一种优选颜料是z＝2时的颜料，这使得各个酞菁基都具有总共8个取代基。然而，如式(I)所示的最优选颜料是z＝1时的颜料，其中各个酞菁基都具有总共4个取代基。当z＝1时，优选的取代模式是3位或4位，如分别由3-(取代的)酞腈或4-(取代的)酞腈所衍生的。如上，所有可能的各异构体及任意组合的异构体(就氟位置而言)混合物都是本发明的一部分。
[0051] L是阴离子配体，经选择以使整个金属化酞菁分子单元为中性。酞菁阴离子具+2有-2的净电荷，因而当金属为二价时，络合物为中性，L不存在(n＝0)。这是M为Cu 时+3
的情况。当金属为三价时，存在一个L，n＝1。这是M为Al 的情况。合适的单阴离子L基团包括：卤离子，如氟、氯、溴，氢氧根、苯氧根和硫代苯氧根。L也可以表示连接两个独立的酞菁单元的桥连配体。合适的二价阴离子L基团包括-O-、-OCH2CH2O-、-O-Si(R)2-O-、-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-、-O-Si(R)2-R-Si(R)2-O-和-O-P(R)2-O-P(R)2-O-，其中R是烷基或芳基，特别是苯基。对于所有类型的L，优选卤离子、氢氧根、-O-、-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-和-O-Si(R)2-R-Si(R)2-O-，最优选-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-和-O-Si(R)2-R-Si(R)2-O-。当L是桥连配体时，酞菁单元可以为相同或不同。当酞菁单元为不同时，没有必要使两个酞菁单元都氟化。
的情况。当金属为三价时，存在一个L，n＝1。这是M为Al 的情况。合适的单阴离子L基团包括：卤离子，如氟、氯、溴，氢氧根、苯氧根和硫代苯氧根。L也可以表示连接两个独立的酞菁单元的桥连配体。合适的二价阴离子L基团包括-O-、-OCH2CH2O-、-O-Si(R)2-O-、-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-、-O-Si(R)2-R-Si(R)2-O-和-O-P(R)2-O-P(R)2-O-，其中R是烷基或芳基，特别是苯基。对于所有类型的L，优选卤离子、氢氧根、-O-、-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-和-O-Si(R)2-R-Si(R)2-O-，最优选-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-和-O-Si(R)2-R-Si(R)2-O-。当L是桥连配体时，酞菁单元可以为相同或不同。当酞菁单元为不同时，没有必要使两个酞菁单元都氟化。
[0052] 优选的颜料类型是如式(II)所示的那些：
[0053]
[0054] 其中，R是氟或三氟甲基，z是1～4。在该类型中，最优选的结构是z为1并且R为氟时的结构。
[0055] 另一种优选颜料类型是如式(III)所示的那些：
[0056]
[0057] 其 中：R 是 氟 或 三 氟 甲 基；z 是 1～ 4；并 且 X 是 卤 离 子、氢 氧根、-O-或-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-，其中Si原子上的取代基是烷基或芳基，特别是苯基。在这些X基团中，高度优选桥连配体-O-Si(R)2-O-Si(R)2-O-。
[0058] 本发明的颜料的具体实例包括但不限于下列物质：
[0059]
[0060]
[0061]
[0062] 在研磨步骤中氟化金属酞菁的混合物还可以与其他的固体颜料组合使用，条件是氟化金属酞菁构成所述混合物的至少50重量％。描述性实例包括其他青色或蓝绿色颜料，包括非氟化酞菁，如铜酞菁，或者在小于620nm处具有最大吸收的颜料，如颜料黄185。优选的是，氟化酞菁构成所述混合物的至少80重量％，或甚至95重量％。
[0063] 氟化酞菁的合成
[0064] Inv-1可通过以下方案合成：
[0065]
[0066] 四氟酞菁氯化铝的制备：
[0067] 将磁力搅拌子、20g 1-氯萘、0.12g(2mmol)尿素、9.13g(62.5mmol)4-氟酞腈放入100ml的三颈圆底烧瓶中，然后放入2.0g(15mmol)三氯化铝，最后使用20g1-氯萘来清洗漏斗。该烧瓶配备有温度计和带有氮气入口的冷凝器。在连续的磁力搅拌下用加热套对该反应进行加热。反应混合物颜色逐渐变深，直至在约210℃时观察到一些蓝绿色。在210℃的温度下，该反应变得放热，并被迅速加热至约255℃回流，且伴随有深蓝色形成。将反应在255℃保持3小时。然后形成深蓝黑色固体，反应液在自由搅拌下呈褐色。将反应冷却至
100℃，随后添加60ml二甲苯，并对反应搅拌20分钟。在混合物仍温热时于布氏漏斗上通过Whatman#54滤纸来对其进行过滤，并收集蓝黑色沉淀物。用50ml二甲苯清洗该沉淀物，随后用100ml丙酮清洗。滤液最初呈褐色，但逐渐变为浅蓝色。将所收集的固体放入250ml锥形瓶中，添加50ml5％的NaOH水溶液，对该混合物进行20分钟的快速磁力搅拌。在布氏漏斗上收集不溶物。用50ml丙酮并随后用50ml石油醚清洗所收集的产物，随后在布氏漏斗上干燥。将该产物放回250ml锥形瓶中，并添加50ml 5％的NH4OH水溶液。该固体完全未润湿，也就是说：该固体在无色液体顶部保持为完全干燥的粉末，并且搅拌不会使该固体湿润。在布氏漏斗上收集该干燥粉末。滤液完全无色。用50ml蒸馏水、100ml丙酮清洗所收集的固体，随后在布氏漏斗上干燥20分钟。在转移至250ml锥形瓶中后，添加100ml丙酮。在加热板上于搅拌下使该混合物沸腾，并且保持沸腾15分钟，随后通过Whatman#54滤纸来趁热过滤。滤液呈极浅的蓝色。在布氏漏斗上使该产物干燥15分钟，随后在真空烘箱中于60℃进行干燥过夜。所收集的深蓝色粉末状中间体四氟酞菁氯化铝的重量为9.3g(14.3mmol，产率95.9％)。熔点：＞310℃。
100℃，随后添加60ml二甲苯，并对反应搅拌20分钟。在混合物仍温热时于布氏漏斗上通过Whatman#54滤纸来对其进行过滤，并收集蓝黑色沉淀物。用50ml二甲苯清洗该沉淀物，随后用100ml丙酮清洗。滤液最初呈褐色，但逐渐变为浅蓝色。将所收集的固体放入250ml锥形瓶中，添加50ml5％的NaOH水溶液，对该混合物进行20分钟的快速磁力搅拌。在布氏漏斗上收集不溶物。用50ml丙酮并随后用50ml石油醚清洗所收集的产物，随后在布氏漏斗上干燥。将该产物放回250ml锥形瓶中，并添加50ml 5％的NH4OH水溶液。该固体完全未润湿，也就是说：该固体在无色液体顶部保持为完全干燥的粉末，并且搅拌不会使该固体湿润。在布氏漏斗上收集该干燥粉末。滤液完全无色。用50ml蒸馏水、100ml丙酮清洗所收集的固体，随后在布氏漏斗上干燥20分钟。在转移至250ml锥形瓶中后，添加100ml丙酮。在加热板上于搅拌下使该混合物沸腾，并且保持沸腾15分钟，随后通过Whatman#54滤纸来趁热过滤。滤液呈极浅的蓝色。在布氏漏斗上使该产物干燥15分钟，随后在真空烘箱中于60℃进行干燥过夜。所收集的深蓝色粉末状中间体四氟酞菁氯化铝的重量为9.3g(14.3mmol，产率95.9％)。熔点：＞310℃。
[0068] 使用二苯基硅烷二醇制备Inv-1：双[四氟酞菁铝]-1，1，3，3，-四苯基-1，3-二硅氧烷：
[0069] 依次将5.4g(8.3mmol)四氟酞菁氯化铝、35ml吡啶和1.9g(8.5mmol)二苯基硅烷二醇放入100ml单颈圆底烧瓶中。向该烧瓶中加入磁力搅拌子，并配备冷凝器和氮气进口。将该瓶置于预热至130℃的油浴中。搅拌并加热回流该反应过夜。四氟酞菁氯化铝在热吡啶中呈现出部分溶解。搅拌过夜后，该反应保持深蓝色且可自由搅拌。将瓶从油浴中取出，冷却至约100℃，并在布氏漏斗上使用Whatman#54滤纸来收集不溶产物(趁热过滤)。用
4×50ml吡啶清洗所收集的蓝色产物，直至清洗液呈非常浅的蓝色，随后用100ml丙酮以及
25ml石油醚P950清洗。产物在布氏漏斗上干燥1小时，随后在真空烘箱中于60℃干燥1小时。深蓝色产物的重量是6.4g(3.9mmol，理论值的94.3％)。IR和MS分析显示分离出的产物中仍然有少量的起始材料。将粗产物放入250ml锥形瓶中，并用125ml二甲基甲酰胺在回流下打浆40分钟。在布氏漏斗上使用Whatman#54滤纸来收集不溶物。重复进行一次热DMF浆体纯化。在布氏漏斗上收集最终产物，用50ml丙酮，以及25ml石油醚P950清洗，随后在真空烘箱中于110℃干燥过夜。所收集的深蓝色粉末状的Inv-1的重量为4.9g(2.99mmol，理论值的72.2％)。通过GC质谱分析最终产物，检测到2.2％的DMF(0.5mol DMF/mol络合物)。这些结果是可再现的。
4×50ml吡啶清洗所收集的蓝色产物，直至清洗液呈非常浅的蓝色，随后用100ml丙酮以及
25ml石油醚P950清洗。产物在布氏漏斗上干燥1小时，随后在真空烘箱中于60℃干燥1小时。深蓝色产物的重量是6.4g(3.9mmol，理论值的94.3％)。IR和MS分析显示分离出的产物中仍然有少量的起始材料。将粗产物放入250ml锥形瓶中，并用125ml二甲基甲酰胺在回流下打浆40分钟。在布氏漏斗上使用Whatman#54滤纸来收集不溶物。重复进行一次热DMF浆体纯化。在布氏漏斗上收集最终产物，用50ml丙酮，以及25ml石油醚P950清洗，随后在真空烘箱中于110℃干燥过夜。所收集的深蓝色粉末状的Inv-1的重量为4.9g(2.99mmol，理论值的72.2％)。通过GC质谱分析最终产物，检测到2.2％的DMF(0.5mol DMF/mol络合物)。这些结果是可再现的。
[0070] 有机溶剂中的纳米分散体制剂(制剂1)：
[0071] 发明例A：将244g由丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)和环己酮构成的1∶1(重量/重量)溶剂混合物连同11.25g分散剂聚合物Solsperse 41000一起导入带有特殊设计的隔板的1L不锈钢冷水夹套容器中。随后，将与立式Caframo机械搅拌器连接的直径为50mm的工具钢D叶片浸入溶剂中。在搅拌器以500rpm运转的情况下，添加45gInv-1，随后添加600g 0.2mm Zirstar(硅酸锆研磨介质)。通过逐渐提高混合速率来研磨所得的分散体，最初在1600rpm进行18小时，随后用6小时提升至2800rpm，在2800rpm保持18小时，最后在3000rpm进行5小时。在通过20μm过滤器使用加压过滤与研磨介质分离后，分离出分散体。
[0072] 比较例B：如上所述进行本实验，不同之处在于：用类似的非氟化参比材料双(酞菁铝)四苯基二硅氧烷(Comp-1)来替换Inv-1，并且将初始的1600rpm混合速率延长至22小时，同时略去在2800rpm进行18小时的混合和最终的在3000rpm进行5小时之前的6小时的提升步骤。
[0073] 表1列出了实施例A(发明例)和B(比较例)以在一定尺寸下的累积％(以体积计)计的粒径分布的比较。图1显示了体积％对粒径(μm)的曲线图。这些结果清楚显示本发明的颜料具有更小且更均一的粒径分布。
[0074] 表1
[0075]
[0076]
[0077] 有机溶剂中的纳米分散体制剂(制剂2)：
[0078] 以下述方式制备发明例C：将7.5g分散剂聚合物Disperbyk-111和129g的丙二醇单甲醚乙酸酯与环己酮的1∶1(重量/重量)混合物装入带有特殊设计的隔板的1L不锈钢冷水夹套容器。随后，将与立式Caframo机械搅拌器连接的直径为50mm的工具钢D叶片浸入溶剂中。在搅拌器以500rpm运转的情况下，添加13.5g Inv-1，随后添加150g的50μm聚苯乙烯研磨介质。使用如下顺序通过逐渐提高混合速率来研磨分散体：在1600rpm进行17小时，在2200rpm进行3小时，在2400rpm进行2小时，在2500rpm进行4小时。使用动态光散射粒径测定技术确定形成纳米颗粒之后停止研磨。
[0079] 比较例D：如实施例C中所述来进行实验，不同之处在于：用参比材料双(酞菁铝)四苯基二硅氧烷(Comp-1)来替换Inv-1，并且在未检测到纳米颗粒形成之后将研磨过程延长。将在2500rpm的混合延长至25小时。
[0080] 表2列出了实施例C(发明例)和D(比较例)以在一定尺寸下的累积％(以体积计)计的粒径分布的比较。图2显示了体积％对粒径(μm)的曲线图。这些结果清楚显示本发明的颜料具有更小且更均一的粒径分布。
[0081] 表2
[0082]
[0083]