6.2.3 有机颜料的颜料化
颜料分子的化学结构对其性能、颜色等起着决定性的作用，然而颜料分子的物理形态（晶型、粒子大小等）不仅会使色光产生变化，有时甚至比引入取代基的作用还明显，至于颜料物理形态对其色光、着色力、遮盖力、透明度等影响更为显著。
有机颜料的应用，是以微细粒子与被着色的介质进行充分的机械混合，使颜料粒子均匀地分散到被着色的介质中，以达到着色的目的，故而它总是以不同程度聚集起来的微晶粒子存在于使用介质中。它们对入射光具有折射及散射作用。如果颜料粒子的折射率高于使用介质的折射率，则入射光线将部分地被颜料粒子表面所反射。颜料与使用介质之间的折射率差别越大，反射率越大，颜料则更多表现为不透明。
6.2.3.1颜料物理状态对其性能影响 1)粒子状态与耐溶剂性
如果颜料与溶剂的亲合力小，分子极性强，则在溶剂中的溶解度低，其耐溶剂性或耐油渗性能好。偶氮颜料中的某些色淀，具有高的无机性,其溶解度低；如果颜料分子中含有极性取代基 —CONH—、—NHCOH—、NHCONHCO—等，可促使分子间或分子内形成氢键，改变分子的聚集状态，降低在有机溶剂中的溶解度，明显地提高耐迁移性能。
颜料分子结构对称性强（如异吲哚啉系颜料）其耐油渗性好；若颜料的分子量增加，则其粒子亦大，也有利于耐油渗性能的提高。 2)粒子状态与耐晒性能
在光线照射下，当粒子较大时，可将所吸收的光能加以分散，相对说比粒子小的颜料具有较好的耐晒性能。当粒子大时其比表面积小，吸收的光能被分散，在空气与水分存在下，它的耐晒性能可获提高。
Chareles等认为，对于粒子较大的颜料其褪色速度与粒子直径的平方成反比，而粒子较小的则褪色速度与粒子直径成反比。可能的解说是随着晶体粒子的加大，所吸收的光量子，只是穿透粒子的外表层，在此局部位置分层地进行颜料分子的光化学分解。因而具有较大晶核的颜料显示出更高的光照稳定性。 3)粒子的大小与色力、色光关系
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颜料色力取决于颜料粒子的大小、粒子的折光指数n及吸收系数k。当粒子直径很大时其色力与粒子直径的倒数成正比，随粒子增大,色力降低，与n及k无关；当粒子直径特别小时，其色力不再与粒子大小有关；对于中等的粒子（其直径为0.05-0.5μm），则色力与粒子的n、k值有关。研究了β-型铜酞菁在蓖麻油清漆中的色力、色光、流变性与粒子大小之间关系，表明粒子直径为0.08μm时达到最高色力。
同时粒子大小及晶型还影响到色光及遮盖力，例如喹吖啶酮类颜料（r型） 粒子大小（μm） 0.05-0.1 0.2-0.4 0.4-0.8 色光 蓝光红 遮盖力 透明 好 好 着色力 最高 较高 低 当d≧1μm时，为黄光红。
再如甲苯胺红颜料，尽管化学结构式、晶形等均相同，但其色光由黄光到蓝光红不等，而具有多种不同商品。这是生产工艺条件不同而造成的。反应浓度较低的颗粒最细、色光最黄，着色力也高。反之反应浓度过高,颗粒大，色光发蓝、着色力低。 4)颜料的晶型
有机颜料中，经常有同质多晶或同质异晶现象。同一化学结构，而结晶形态不同的颜料，其色光、性能也有较大差别。
如铜酞菁颜料，其α型是红光蓝，着色力高，但稳定性较差；而β型是绿光蓝，稳定性好，但着色力稍差。又如喹吖啶铜颜料，从X—射线测定中它具有四种不同型态，其中α及Υ型为篮光红色颜料，着色力强，但对溶剂不稳定。β型为紫色颜料，生产上一般制得为α型，但可经过晶相调整得到所需的β型、Υ型。
改进有机颜料耐热性能的有效途径是增加分子量，引入卤素、金属原子、极性基团及稠环结构：但颜料晶型对热稳定性也有关，当对颜料加热时，可以很容易地转变为其他晶型，随之改变其色光及色力。如β型铜酞菁颜料对热为稳定的，而α型铜酞菁、Υ、δ型铜酞菁，加热至300℃处理8-10h，即部分地转变为β型铜酞菁，在330℃左右完全转变为β型铜酞菁。
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6.2.3.2颜料化
有机颜料的颜料化，实质上是通过适当的工艺方法，调整颜料粒子大小。对于粒子过小的可用溶剂处理，使其结晶进一步增大，而对于粒子过大的则需要进行粉碎，分散或加入添加剂来减少凝聚作用；以及改变粒子的结晶状态，使之达到适宜作为颜料用的晶型。各种颜料其颜料化方法也不一样。事实上从应用观点看，化学制备出的颜料只能称作半成品，不进行改性处理，就不能成为应用性能良好的产品。颜料化方法主要有以下几种。 1)溶剂处理
溶剂处理主要用于偶氮颜料，其工艺简单、效果良好，只需将粉状或膏状粗颜料与适当有机溶剂，在一定温度下搅拌一段时间，即可达到晶型稳定，粒子增大，提高了耐热性，耐晒性和耐溶剂性，增大遮盖力。
溶剂一般采用强极性溶剂如DMF，吡啶，DMSO，N—甲基吡略烷酮、喹啉、氯苯、二氯苯、甲苯、二甲苯、低级脂肪醇类等。溶剂的选择及颜料化条件决定于颜料的化学结构，不易得出一个固定的处理方法。
分子中含有苯并咪唑酮类偶氮颜料，其粗颜料颗粒坚硬，不能加工成印墨，着色力低，各项牢度低劣，如颜料经过DMF颜料化后性能明显提高。将粗喹吖啶酮在沸腾的二甲基甲酰胺中加热，可从α型转变为Υ型；采用甲苯、二甲苯处理铜酞菁可使α型转变为β型。 2)水—油转相法
刚刚生成的颜料沉淀，颗粒可能很细，但在烘干过程中，总要发生聚集固化，而使颗粒变得粗大。但如果利用有机颜料的亲油疏水性，将分散在水中很细的颜料粒子在高速搅拌下，加入水不溶有机高分子物质中(油相)，则颜料粒子便渐渐由水中转入油相中，再蒸除油相中少量水分，获得油相膏状物，经高速搅拌，便达到油墨、涂料使用粘度要求，省去了干燥过程，防止颜料粒子凝集，提高了颜料的色力。若事先用表面活性剂对颜料进行处理，可加速转相速度。经过这种挤水换相，颜料的分散性、鲜艳度、着色力均有改进。
若要得到粉状易分散颜料，可用水—气转相方法。这是在颜料的水介质分散体中，吹入某种惰性气体，气体被颜料吸附，或者颜料被吸附在小气泡的表面上，成为泡沫状漂浮在液面上，而粗大的颗粒，则沉到液底。把浮在液面上泡状部分
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分离出来，烘干，可得较松软的颜料。这种方法借用气体来作相转换，所以称为气相挤水。用气体相转移得到的颜料粘度儿乎近于油墨用的粘度要求。 3)无机酸处理法
无机酸处理法中应用最多的是硫酸，有时也可用磷酸、焦磷酸等。具体工艺一般又可分为酸溶法、酸浆法、及酸研磨法，主要应用于铜酞菁颜料。
酸溶法：粗酞菁(β型)，溶于95%以上硫酸，注入水中，煮沸，过滤即成。同样它也应用于喹吖啶酮颜料，即将粗喹吖啶酮溶解在浓硫酸中，在65℃加入甲苯搅拌，倒入沸水中析出也可得到β型结晶。
酸浆法：也应用于粗酞菁的颜料化，以60-80%硫酸长时间搅拌，生成浆状酞菁硫酸盐，再注入水中得到粒子均匀的β型铜酞菁。
酸研磨法：在无机盐存在下，通过具有强剪切力作用的特殊设备来处理，实现晶型的转变。硫酸用量少，除使用硫酸外，还可采用氯乙酸、低级脂肪酸、芳磺酸等。 4) 机械研磨法
机械研磨法是借助机械力在助磨剂氯化钠、硫酸钠等存在下，使晶型发生转变，并达到满意的分散度，如粗酞菁用盐磨法，铜酞菁与无机盐之比为2:3，于60-80℃下在球磨机中进行研磨，可得α型铜酞菁。再如α型喹吖啶酮，在少量二甲苯或邻二氯苯存在下，加食盐研磨，可得稳定的β型结晶。如将α型喹吖啶酮，在少量DMF存在下，加食盐研磨，可得Υ型结晶。 5)颜料的表面处理
有机颜料虽然通过机械粉碎方法，可对不同聚集状态的粒子进行分散，但最终分散程度与颜料的聚集程度及聚集状态的粒子强度有关。所谓颜料的表面处理，就是在颜料一次粒子生成后就用表面活性剂将粒子包围起来，把易凝集的活性点钝化。这样就可有效地防止颜料粒子凝集，即使出现粒子凝集也是一种松散的凝集，容易分散；可有效地降低粒子与使用介质之间的表面张力，增加颜料粒子的易润湿性；也改进了耐晒、耐气候牢度。 目前常见的表面处理方法有：
a.表面活性剂处理 用表面活性剂处理有机颜料是简便易行的改性方法，不仅改变颜料粒子表面的亲油性或亲水性，有时还会改变颜料的晶型、粒子大小等，
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不同的HLB值表面活性剂，对颜料粒子大小有不同影响，一般用HLB值小的表面活性剂，颜料粒子变大，使遮盖力、耐气候性提高，流动性改善，同时仍保持原来光泽，适宜于作涂料用。
合理使用阴离子和非离子表面活性剂对有机颜料的水性分散体、贮存稳定性、不沉淀、不分层等可获得良好效果。
应该指出用表面活性剂改性处理有机颜料，其用量应控制在临界胶束浓度以下，否则会形成胶束不易过滤。
b.松香皂及其衍生物处理 使用松香对有机颜料进行表面处理，广泛用于偶氮颜料，尤其用于偶氮色淀的处理。用松香处理后的颜料，其粒子外围形成一层松香膜，对颜料结晶的增长有阻碍作用，因此可生成微细松软的颜料，其着色力不会因加入松香而下降，反而有所提高。用松香处理后的颜料用于印刷油墨时，具有透明性好、光泽大、易分散的特点。处理方法有两种，一是把松香皂溶液加入偶合反应生成的颜料悬浮液中，充分搅匀后，再加入水溶性金属盐溶液(如BaCl2，CaCl2)生成难溶的松香酸盐沉积在颜料粒子表面，也可以加酸在颜料粒子表面生成难溶的松香酸。另一种方法是在偶合前把松香皂溶液加入到偶合组分的溶液中，在重氮盐溶液中加入金属盐(如BaCl2，CaCl2)，这样在偶合的同时，颜料粒子表而就生成松香酸盐。由于天然松香对氧化作用较敏感，熔点低，不利于贮存，且又降低了机械性能，近年来已采用抗氧化性强的松香衍生物如二氢化松香酸、四氢化松香酸。
c.有机胺处理 用脂肪胺处理有机颜料是基于在挤水换相过程中，颜料粒子的转移可以通过加入水溶性的胺盐而加快的事实已很早被采用。使用的胺应与颜料表面有化学吸附力，使胺的极性一端被吸附在颜料粒子表面上，长链的碳氢基团向外伸展，与展色剂间有相容性和亲和性，从而可降低颜料与展色剂间表面张力，有利于润湿，有利于分散加工。
使用的胺类有十二烷胺、硬脂胺和松香胺等，胺类可以在颜料制备过程中以游离胺或胺盐形式加至颜料悬浮液中，过滤之前加入碱使胺盐转变为游离胺。偶氮颜料用胺类处理，可以在偶合反应中完成，而且效果明显。
6)制备颜料衍生物
在非含水印墨及涂料体系中，可通过加入颜料本身衍生物即同类颜料衍生物
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