超分子插层结构光热稳定型颜料的制备及其性能研究

大多数有机颜料因其耐光性和耐热性比较差，使其应用范围和使用效果受到了一定限制。根据水滑石（LDHs）具有可插层性以及层板对层间物种具有稳定作用的特性，采用离子交换法将有机颜料分子插入LDHs层间，制备无机—有机复合结构颜料，预期提高颜料的光热稳定性。同时本论文也研究了插层颜料在复合材料中的应用性能。 首先，制备了插层所需的LDHs前体。采用成核/晶化隔离法制备了Mg-Al-CO3 LDHs和Mg-Al-NO3 LDHs，采用单滴法制备了Zn-Al-NO3 LDHs。另外，还研究了各种合成条件对LDHs结构的影响。 其次，采用离子交换法将有机颜料永固红F5R和有机染料甲基橙（MO）插入了LDHs的层间。全面研究了反应时间、反应温度、pH值和投料比等插层条件对插层反应的影响。用XRD、 FT-IR、UV-VIS、 TG-DTA和元素分析等手段对样品进行表征，结果表明，永固红F5R阴离子和MO阴离子可以完全取代LDHs前体层间的阴离子，制备得到晶体结构良好的插层颜料。通过研究发现，主体LDHs层板与层间客体之间存在静电吸引、氢键和其它弱化学键相互作用，具有超分子结构特征。该超分子插层结构颜料不仅保持了颜料本身的颜色，而且 其耐光性和耐热性均有大幅度的提高。 最后，考察了插层颜料在复合材料中的应用性能。将插层颜料应用在涂料、PE和PP中，重点考察了插层颜料在这些复合材料中的耐光性和耐热性。通过性能测试发现，插层颜料不仅能均匀地分散在涂料、PE和PP中，而且插层颜料在其中表现出了良好的耐光性和耐热性。同时还发现，以不同LDHs为前体的插层颜料其耐光性和耐热性存在着一定的差异。