第二节 有机颜料
有机颜料色彩鲜明，着色力强；密度小，无毒性，但是经典品种的耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性能往往不及无机颜料。有机颜料中的高级品种能满足长期室外曝晒，高温加工，耐溶剂，耐迁移等多方面性能要求，可与无机颜料相媲美。
有机颜料品种众多，其结构和性能互异，下面按化学结构分类进行介绍。
一、偶氮颜料
偶氮颜料是指化学结构中含有偶氮基（—N═N—）的有机颜料。偶氮颜料是有机颜料中主要的大类，其产量约占有机颜料总产量的60%左右。偶氮颜料色谱分布较广，有黄、橙、红、棕、蓝等颜色。
偶氮颜料品种繁多，性能不同，按照化学结构可划分为不溶性偶氮颜料、偶氮染料色淀和缩合型偶氮颜料等三类。
偶氮颜料色泽鲜艳，着色力强，密度小，体质软，耐光性较好，因此广泛应用于油墨、涂料、橡胶、塑料、涂料印花浆、造纸、文教用品和化妆品中。
传统经典品种中的浅色耐光性较差，不耐高温，部分品种有少量的油渗和不耐溶剂等缺点，使应用范围受到限制。
20世纪50年代后期，偶氮颜料品种有了新的发展。从化学结构上分析主要有两个发展方向：一是增大相对分子质量和相应增加酰胺基团，使耐光、耐热、耐溶剂，耐迁移性能有很大的提高，其代表性品种是缩合型偶氮颜料；二是颜料分子结构中引进杂环基团，特别是环状酰氨基团以改进耐光、耐热、耐溶剂及耐迁移性能，其代表性品种是苯并咪唑酮系偶氮颜料。这两类高级颜料的开发成功使偶氮颜料应用扩大到化学纤维熔融纺丝，汽车涂料，需要高温加工的烘漆和热塑性塑料。
偶氮颜料的基本生产方法是重氮化反应和偶合反应。含有磺酸或羧酸基的偶氮染料色淀除了上述两步以外，还需要从钠盐转变成碱土金属盐（或其他金属盐）的转化过程。
合成缩合型偶氮颜料除了重氮化反应和偶合反应以外还包括酰氯化反应和缩合反应。
某些偶氮颜料如苯并咪唑酮系颜料为了改善颜料的应用性能，往往还需要热处理或溶剂处理以改变颜料的晶型或粒子大小。
为了改进颜料的色光、分散性、润湿性等，有时在生产过程中加入少量的表面活性剂或其他添加剂。
偶氮类颜料可以分为非离子不溶性偶氮颜料和色淀两大类，主要为黄、橙及红色，且多为单偶氮类，少数为双偶氮类。并非所有不溶性染料均具有颜料的使用性能，只有一部分结构具有令人满意的着色力、高遮盖力和较高的鲜艳度，才能作为颜料使用。某些不溶性染料对有机溶剂、油脂有相当大的溶解度，则列为油溶性或溶剂性染料。
二、色淀类颜料
色淀是指在填充剂存在下，如氢氧化铝、铝钡白等，由水溶性染料在不同类型的沉淀剂的作用下沉淀出来的非水溶性有色物质。沉淀剂主要是某些金属盐，如Ca2+、B6Cl2、Mn2+、Fe2+、Pb2+、Sn2+、Sr2+及三价金属盐如Al3+、Cr3+等，或有机碱（胍类、二苯胍）、有机酸（单宁酸）、无机杂元酸（磷钨酸、磷钨钼酸）等。
通常色淀类颜料均含有特定的填充剂，如果其着色力、光亮度等不能达到要求，也可以制备不含有填充剂的色淀，这种色淀又称为色原。
色淀类颜料中的填充剂不仅可充当降低色力的稀释剂，还可以使沉淀下来的染料均匀地分散在填充剂表面，防止染料沉淀物之间的聚集作用，从而获得满意的应用性能。按照填充剂表面吸附活性的不同，可将其分为惰性填充物或称载体，如重晶石（硫酸钡）、滑石等；活性填充物，如新沉淀的氢氧化铝、铝钡白（氢氧化铝与硫酸钡的共沉淀）等。
通常要求色淀颜料具有鲜艳的色光，良好的遮盖力，不溶于水，其水溶性盐含量低；而且要求具有较好的耐光牢度，对酸、碱、热有一定的稳定性。许多色淀颜料耐光牢度、色力、色光不十分理想，有些品种的色光、应用性能与采用的沉淀剂、色淀化方法有关。色淀颜料的稳定性不及活性偶氮颜料。目前，具有实际生产意义的主要是一些红色偶氮色淀颜料与三芳甲烷色淀颜料。
在色淀类颜料中，尤以红色谱偶氮类色淀顾料最为重要，分子中通常在偶氮基邻位含有可色淀化基团，如磺酸基、羧酸基，同时含有极性基团，如羟基、硝基、卤基等，因此色淀类颜料晶体极性较强，在非极性溶剂中溶解度低，具有较好的耐溶剂性能。
三、酞菁类颜料
金属酞菁中，工业生产上占重要地位的是铜酞菁，其次为钴酞菁和镍酞菁。作为着色颜料，酞菁颜料具有性能优良，制造方便，价格低廉等优点，因此产量急速上升。至今酞菁颜料已占有机颜料总量的25%，成为有机颜料中主要大类之一。酞菁化合物还用作酸性、直接、还原、缩聚、溶剂、反应性等染料。除上述着色用途外，近年来酞菁化合物还被用作触媒、润滑剂、光敏材料、半导体材料等领域。
酞菁化合物，尤其是铜酞菁，不仅具有优异的耐热、耐光、耐气候牢度，而且颜色鲜艳，着色力强，广泛用于印刷油墨、涂料、塑料、橡胶、皮革与文具的着色，近年来又应用于催化、半导体、电子照相以及光能转换等待殊用途。铜酞菁颜料与偶氮系列颜料是有机颜料中两大重要类别，两者产量之和约占总产量的90%。主要是获得蓝色与绿色品种，国外几乎所有颜料生产厂均生产酞菁颜料，年产量可达60千吨以上。
金属酞菁以电价键方式结合的有钠、钾、钙、钡、镉、汞等。这类金属酞菁几乎不溶于一般有机溶剂，在真空或惰性气体中不挥发。用稀矿物酸处理，能脱除金属生成无金属酞菁。
金属酞菁以共价键方式结合，其中稳定性较好的有铜、镍、锌、钴、铝、铂、铁、钒等。这些金属酞菁能在40～500℃的真空中，或惰性气体中升华而不发生变化。其中稳定性最好者，如铜酞菁，即使长期与矿物酸接触，也不会脱去金属。其中稳定性稍差的有铍、铅、锰、锡、镁等金属酞菁，也能挥发，但能被矿物酸脱去金属生成无金属酞菁。以共价键方式结合的金属酞菁微溶于有机溶剂，例如热1-氯萘在测定酞菁相对分子质量和吸收光谱时，常作为溶剂。
酞菁一般不溶于水，但能溶于浓硫酸、氯磺酸、磷酸中形成酸式盐。所有酞菁都会被强氧化剂如硝酸、高锰酸钾水溶液所破坏，生成邻苯二甲酰亚胺。钴酞菁及其衍生物能被保险粉还原生成水溶性产物，可以再氧化恢复原来的蓝色，因此被用作还原染料。用于染棉可得鲜艳的蓝色，但不耐次氯酸钠和过氧化氢漂白。
铁酞菁、钴酞菁、镍酞菁对某些氧化反应有明显的催化作用，因此工业上用作触媒。酞菁的耐光性能各不相同，其中以铜酞菁、钴酞菁、镍酞菁耐光性最佳。铜酞菁与发烟硫酸反应，磺化生成磺酸衍生物，与氯磺酸反应生成磺酰氯衍生物。与卤素反应生成卤代衍生物。铜酞菁还能氯甲基化，但不能硝化，遇硝酸则被氧化破坏。
由于铜酞菁具有各项优异性能，而且易于制得，因此大量使用于有机颜料和染料工业。
酞菁蓝主要组成是细结晶的铜酞菁。它具有鲜明的蓝色和耐光、耐热、耐酸、耐碱、耐化学品的优良性能。着色力强，为铁蓝的2倍，群青的20倍，是蓝色颜料中主要的一类。
四、多环颜料（稠环酮类还原颜料）
多环颜料是除了酞菁和喹吖啶酮颜料外在化学结构上具有大于一个五圆或六圆环的非偶氮颜料。这类颜料以其卓越的牢固性质而闻名。某些还原染料，早在1900年就被发现并用于棉纤维的染色，作为还原染料使用的蒽醌类、稠环酮衍生物及靛族衍生物具有优良的应用牢度，人们试图通过不同的处理使其具有作为颜料使用的特性。直至1950年，才有一部分还原染料作为颜料应用。
在《染料索引》中，大约有400多种不同结构的还原染料，其中约有25种结构的还原染料可以作为颜料使用，目前真正具有商品意义的稠环酮类还原颜料也只有十多种。通常，还原染料用于棉纤维染色时，确实具有全面的应用牢度（包括耐光、耐热等）。但是当将其粉状产物作为颜料使用时，往往不具有令人满意的鲜艳度，着色力也不高，因此限制了还原染料作为颜料的应用。主要原因如下：
（1）还原颜料本身成本高，它只能用在其他价廉的颜料的牢度等性能不符合要求的场合。很多还原颜料色谱为棕色、灰色、微榄及黑色，而这些颜色往往可以用氧化铁、炭黑等价格低的无机颜料来代替。
（2）蓝色与绿色还原颜料也受到成本低、着色强度高的酞菁蓝、酞菁绿的竞争。
（3）对于高档的油漆、涂料着色所要求的耐溶剂性能、耐光、耐气候牢度，某些还原颜料尚难完全符合要求。
但其中某些还原染料类颜料，如喹吖啶酮、靛族衍生物等具有优良的耐光牢度，良好的耐溶剂性、耐迁移性、耐热稳定性性能，主要用于汽车喷漆，既可单独应用，也可与酞菁类拼用。
五、芳甲烷系颜料
以二苯、三苯甲烷系和氧杂蒽系的碱性染料，在化学结构中有氨基以及它的诱导体。在颜色生产中根据使用不同的沉淀剂生成的色原和色淀，有耐久型和非耐久性的区分。作为耐久型的颜料，是采用磷钼酸、磷钨酸或者两者的复合酸（也有采用硅钼酸）为沉淀剂，用这种杂多元酸为沉淀剂生成的颜料，称为耐晒色原和色淀。这类颜料具有耐光性和优越的耐药品性，色光鲜艳，着色力高等特点，但是价格较高。非耐久型颜料是采用单宁酸为沉淀剂，有时用酒石酸锑钾为沉淀助剂。这种类型的颜料耐光性及各种耐性较差，只适用一般低级产品的着色，因此目前使用较少，已属淘汰类产品。
（1）把染料溶解的溶液，用沉淀剂直接沉淀，使在水中成不溶性色素，这种不含体质颜料的色素，称为色原。
（2）把染料溶解的溶液、染附在体质颜料上，用沉淀剂使沉淀固着后，在水中形成不溶性的物质，一般称为色淀。
这类颜料的特点是色相鲜艳，着色力高，为其他类颜料无法达到的。因此耐久型颜料目前仍较多生产，被使用于油墨和文教用品等的着色。
六、荧光颜料及珠光颜料
千百年来，珍珠是贵重的装饰品。珍珠之所以受到人们如此的喜爱和珍视，是因为它们带有所谓的“珍珠光泽”。这种光泽晶莹剔透，光彩夺目，在自然光的照射下，呈现出五颜六色。然而珍珠本身并不带色，它所显示的颜色是一种典型的伪彩色，是对光的一种干涉现象。天然珍珠是蚌或蛤蚧等贝壳动物体内的一种“类结石体”。
荧光颜料是不溶于介质而带有荧光的有色物质，荧光物质吸收可见光及紫外线后，能把原来人眼不能感觉到的紫外荧光转变为一定颜色的可见光，其总的反射光强度比一般普通有色物质为高。在第二次世界大战中，因这种荧光颜料有一般颜料得不到的鲜艳色彩，被作为有实用性的物质确立了色彩地位。荧光颜料分为荧光色素颜料和荧光树脂颜料两种类型。因颜料具有显著的较高辉度，被广泛应用于标志、广告、信号、陈列、美术工艺品、织物印花等方面。
珠光颜料是具有珍珠或金属光泽的一类高装饰性颜料，具有耐光、耐候和耐高温等优点。因此已广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、化妆品、织物印花浆等的着色。珠光颜料可分为有机珠光颜料和无机珠光颜料两大类。有机珠光颜料到目前为止，仅合成鸟嘌呤、乙二醇硬脂酸酯等少数几个品种，其坚牢度大大低于无机珠光颜料，只能在常温下和没有紫外线的室内使用。无机珠光颜料最突出的代表性品种是云母钛珠光颜料和纳米级二氧化铁颜料。
荧光颜料及珠光颜料与经典的有机颜料相比，可明显地增加物体着色的彩色效果，在日用产品中也逐渐被广泛应用。近年发展的云母基珠光颜料与天然珠光颜料或碱性碳酸铅、氢氧化铅相比，具有更优异的耐热、耐光、耐气候牢度，不仅有银白色产品，还相继开发了彩色珠光颜料新品种。
可以发出荧光的颜料分为无机荧光颜料和有机荧光颜料。用荧光颜料着色的物品光彩艳丽，早已应用在包装材料、装饰品、图片、特殊标志及广告中。
某些金属，如锌、钙、铝，其硫化物经过特殊处理之后，能够吸收日光或人造光的能量，并将照射时的光能储存起来，在黑暗处又重新释放出储存的能量。作为颜料来讲，其本身并无颜色，但是可以在停止光照刺激后表现发光（磷光）特性，在夜间显示不同颜色，又称为夜光颜料。如ZnS即为典型的夜光颜料。要求具有很高的纯度，为获得不同的颜色应添加一定量的Cu、Mn等激发剂，通过高温处理，使之具有特殊的晶格结晶而且显示不同的颜色。
七、功能性有机颜料
功能性有机颜料是指具有特殊性能的一类颜料，其特性表现在对光的吸收与发射及分子在光、热、电的作用下而产生的特殊功能。随着电子工业、信息技术等高新技术的迅速发展，有机颜料作为功能性材料已日益受到广泛重视。基于某些有机颜料分子尤其是偶氮类、酞菁类、稠环酮类具有特殊的共轭双键体系，在可见光范围内具有强的吸收能力、光电导性能以及电子传递性能，因此已经作为重要的功能材料应用在电子照相、太阳能电池、光记录介质及催化剂等方面。