專利名稱：一種環保型復合顏料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用無機顏料對有機顏料進行包核處理形成的環保型復合顏料，本發明還涉及這種環保型復合顏料的制備方法。
背景技術：
國家對環保的要求越來越高，現有的鉛鉻顏料雖然在分散性、耐熱性和光澤方面有較好的性能，但是由于鉛鉻顏料含有重金屬鉛和鉻，對人體有毒，在許多領域都禁止使用，隨著社會的發展最終將會被淘汰。有機顏料在應用上存在的遮蓋力差、光澤不好的固有問題。
發明內容
發明目的本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種分散性、耐熱性、耐候性均優于鉛鉻顏料，且遮蓋力好、光澤好的環保型復合顏料。本發明的另一目的在于提供這種環保型復合顏料的制備方法。技術方案本發明所述的環保型復合顏料，內層為有機顏料，主要為顏料黃110、 顏料黃154、顏料黃155或顏料黃180中的任意一種，包覆層為含鈦化合物，復合顏料的粒徑為2 4μπι，內層粒徑為1 2μπι，包覆層厚度為0. 5 1. 5μπι，包覆率為55 98%，包覆量為20% -60%，所述含鈦化合物優選為二氧化鈦。本發明所涉及的有機顏料顏料黃110、顏料黃154、顏料黃155和顏料黃180均為
市售商品。發明人在解決有機顏料遮蓋力差、光澤不好的課題時發現，在顏料黃110、顏料黃 154、顏料黃155或顏料黃180等有機顏料中選幾種在其外層包覆含鈦化合物遮蓋，就可形成不同顏色包核顏料，可以做出替代鉛鉻顏料的環保顏料，所以進一步研究，要在水性體系中進行，可達到上述效果。通過試驗發現加入硫酸氧鈦，可在顏料黃110、顏料黃154、顏料黃155、顏料黃180等有機顏料表面形成二氧化鈦包覆。要想完全包覆，先要將上述有機顏料的一種，分散在水性體系中，通過試驗發現有機顏料加入助劑后，經過高剪切均質乳化機分散后，再加入偶聯劑。這樣硫酸氧鈦就形成二氧化鈦包覆在有機顏料表面。二氧化鈦包覆的量低于20%時顏料的遮蓋力不好，高于60%時顏料的著色力不高，所以最佳包覆量為 20% -60%之間。包核的最佳溫度為40度-85度。根據發明人的多次試驗，本發明所述的環保型復合顏料的制備方法，將顏料黃 110、顏料黃154、顏料黃155或顏料黃180中的任意一種分散在水性體系中，加入助劑，經過高剪切均質乳化機分散后，再加入偶聯劑，然后加入硫酸氧鈦溶液，形成二氧化鈦包覆在有機顏料表面，最后經過壓濾、水洗、烘干、粉碎得到環保型復合顏料。具體包括如下步驟(1)將100份顏料黃110、顏料黃154、顏料黃155或顏料黃180中的任意一種加水稀釋至10-15%打漿，攪拌40-60分鐘并加溫到40°C -85°C ；
(2)分別加入烷基酚聚氧乙烯醚0P1. 5-2. 5份和太古油0. 5-1. 5份；(3)將上述混合液經過高剪切均質乳化機，均質50-70分鐘后再加入酞酸脂偶聯劑 WTl. 5-2. 5 份；(4)向上述溶液中加入硫酸氧鈦溶液，硫酸氧鈦分解后在有機顏料表面沉積形成二氧化鈦包覆層；其中所述硫酸氧鈦溶液的制備方法為將50 100份的硫酸氧鈦加入到 3 4倍重量的水中溶解，同時加入1-2份的濃度為20-45% (WT)的硫酸，并加熱至40_60°C 得到；(5)接著加入5-7份硅酸鈉溶液和6-10份硫酸鋁，最終用碳酸鈉調節PH值為 6. 5-7. 5，攪拌后經過壓濾、水洗、烘干和粉碎得到環保型復合顏料；其中所述硅酸鈉溶液中二氧化硅含量為27-31% (WT)，氧化鈉含量為7. 5-10% (WT)；所述硫酸鋁溶液的濃度為 10-15% (WT)；以上份均以重量份本發明與現有技術相比，其有益效果是1、本發明環保型復合顏料是一種無毒、無害的新型環保顏料，其分散性、耐熱性、耐候性均優于鉛鉻顏料，而且解決了有機顏料在應用上存在的遮蓋力差、光澤不好的固有問題，可以完全替代含有重金屬有毒的鉛鉻顏料；2、 本發明環保型復合顏料的使用領域更加廣泛，可應用于油墨、涂料、塑料等行業，特別是在國家要求不含重金屬等制品中也可廣泛應用，如室內裝修用涂料、油漆等。
具體實施例方式下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。實施例1 :100g顏料黃155加水稀至800ml打漿，攪拌40分鐘加溫到40°C，加入烷基酚聚氧乙烯醚0P1. 5g和太古油0. 5g，時間分別為各12分鐘。將其經過高剪切均質乳化機，均質50分鐘后再加入酞酸脂偶聯劑WTl. 5g，時間為12分鐘。將溶解好的硫酸氧鈦 50g 25分鐘加入，硫酸氧鈦溶解時加入3倍的水再加入Ig的20%硫酸加溫至40度。鈦鹽分解后在有機顏料表面沉積，形成二氧化鈦層包覆。接著用25分鐘加入5g用80ml水稀釋的硅酸鈉溶液和6g的硫酸鋁(加水溶解至10% )。最終用碳酸鈉調節PH為6. 7-7. 5。攪拌2個小時后壓濾、水洗、烘干(烘干溫度為150度-200度之間)、粉碎得到性能優異的鉛鉻顏料的替代品環保型復合顏料。以上涉及到的原料均為市售商品。經檢測，本實施例制得的環保型復合顏料內層為顏料黃155，包覆層為二氧化鈦， 顏料平均粒徑為3 μ m,內層粒徑為2 μ m,包覆層厚度為1 μ m,包覆率為85 %，包覆量為 30%。實施例2 IOOg顏料黃110加水稀至900ml打漿，攪拌50分鐘加溫到60°C，加入烷基酚聚氧乙烯醚OP 2g和太古油lg，時間分別為各13分鐘。將其經過高剪切均質乳化機， 均質60分鐘后再加入酞酸脂偶聯劑WT 2g，時間為13分鐘。將溶解好的硫酸氧鈦70g 28 分鐘加入，硫酸氧鈦溶解時加入3. 5倍的水再加入1. 3g的30%硫酸加溫至50度。鈦鹽分解后在有機顏料表面沉積，形成二氧化鈦層包覆。接著用28分鐘加入6g用80ml水稀釋的硅酸鈉溶液和8g的硫酸鋁(加水溶解至12% )。最終用碳酸鈉調節PH為6. 5-7. 5。攪拌 2個小時后壓濾、水洗、烘干(烘干溫度為150度-200度之間)、粉碎得到性能優異的鉛鉻
4顏料的替代品環保型復合顏料。經檢測，本實施例制得的環保型復合顏料內層為顏料黃110，包覆層為二氧化鈦， 顏料平均粒徑為3. 5 μ m，內層粒徑為2 μ m,包覆層厚度為1. 5 μ m，包覆率為95%，包覆量為 55%。實施例3 IOOg顏料黃180加水稀至IOOOml打漿，攪拌60分鐘加溫到85°C，加入烷基酚聚氧乙烯醚0P2. 5g和太古油1. 5g，時間分別為各15分鐘。將其經過高剪切均質乳化機，均質70分鐘后再加入酞酸脂偶聯劑WT2.5g，時間為15分鐘。將溶解好的硫酸氧鈦 IOOg 30分鐘加入，硫酸氧鈦溶解時加入4倍的水再加入1. 5g的45%硫酸加溫至60度。鈦鹽分解后在有機顏料表面沉積，形成二氧化鈦層包覆。接著用30分鐘加入7g用80ml水稀釋的硅酸鈉溶液和IOg的硫酸鋁(加水溶解至15% )。最終用碳酸鈉調節PH為6. 5-7. 5。 攪拌2. 5個小時后壓濾、水洗、烘干(烘干溫度為150度-200度之間)、粉碎得到性能優異的鉛鉻顏料的替代品環保型復合顏料。經檢測，本實施例制得的環保型復合顏料內層為顏料黃180，包覆層為二氧化鈦， 顏料平均粒徑為2 μ m,內層粒徑為1 μ m,包覆層厚度為1 μ m,包覆率為60 %，包覆量為 40%。檢測例1 密胺醇酸樹脂66g里分別加入實施例1、2、3制得的環保型復合顏料和鉛鉻黃10g、6g稀釋劑，用涂料玻璃珠分散，得到紅紫色金屬光澤涂料。得到的涂料在軟鋼板涂上XXX，涂抹約83 μ m,常溫下放置30分鐘后，再在120°C下通過30分鐘燒付處理得到試驗涂膜。檢測例2 醇酸樹脂50g里分別加入例1、2、3制得的環保型復合顏料和鉛鉻黃12g、催干劑3滴、玻璃珠IOOg在玻璃瓶中振蕩30分鐘后測分散性細度。檢測參照 GB1724-79。檢測例3 分別稱取3g例1、2、3制得的環保型復合顏料和鉛鉻黃顏料、600g的 HDPE，兩者置于塑料封袋中，搖勻，使得HDPE和顏料充分混合。將塑料袋中的HDPE和顏料倒入注塑機中(注塑機型號XL-300BI)分別在200、220、M0J60J80、300的溫度下5分鐘做6片，分別比較看耐溫情況。上述檢測結果如表1所示。表1實施例1、2、3制得的產品與鉛鉻黃性能比較
實施例分散性涂膜的耐光性耐熱性細度um紫外線燈照射100小時 (ΔΕ)(HDPE)1250.52802250.52803250.5280鉛鉻黃953220
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實施例1、2、3制得的產品與鉛鉻黃比較光澤相似、著色力大于110%。檢測參照 GB1864-89、GB5211，19-88。從上面可以看出新型包核復合顏料，具有優異的性能完全可以取代鉛鉻顏料。如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求
1.一種環保型復合顏料，其特征在于內層為顏料黃110、顏料黃154、顏料黃155或顏料黃180，包覆層為含鈦化合物，復合顏料的粒徑為2 4 μ m，內層粒徑為1 2 μ m，包覆層厚度為0. 5 1. 5μπι，包覆率為55 98%，包覆量為20% 60%。
2.根據權利要求1所述的環保型復合顏料，其特征在于所述含鈦化合物為二氧化鈦。
3.根據權利要求2所述的環保型復合顏料的制備方法，其特征在于將顏料黃110、顏料黃154、顏料黃155或顏料黃180中的任意一種分散在水性體系中，加入助劑，經過高剪切均質乳化機分散后，再加入偶聯劑，然后加入硫酸氧鈦溶液，形成二氧化鈦包覆在有機顏料表面，最后經過壓濾、水洗、烘干、粉碎得到環保型復合顏料。
4.根據權利要求3所述的環保型復合顏料的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟(1)將100份顏料黃110、顏料黃154、顏料黃155或顏料黃180中的任意一種加水稀釋至10-15%打漿，攪拌40-60分鐘并加溫到40°C -85°C ；(2)分別加入烷基酚聚氧乙烯醚0P1.5-2. 5份和太古油0. 5-1. 5份；(3)將上述混合液經過高剪切均質乳化機，均質50-70分鐘后再加入酞酸脂偶聯劑 WTl. 5-2. 5 份；(4)向上述溶液中加入硫酸氧鈦溶液，硫酸氧鈦分解后在有機顏料表面沉積形成二氧化鈦包覆層；其中所述硫酸氧鈦溶液的制備方法為將50 100份的硫酸氧鈦加入到3 4 倍重量的水中溶解，同時加入0. 5 1份的濃度為20-45% (WT)的硫酸，并加熱至40-60°C 得到；(5)接著加入5-7份硅酸鈉溶液和6-10份硫酸鋁溶液，最終用碳酸鈉調節PH值為 6. 5-7. 5，攪拌后經過壓濾、水洗、烘干和粉碎得到環保型復合顏料；其中所述硅酸鈉溶液中二氧化硅含量為27-31% (WT)，氧化鈉含量為7. 5-10% (WT)；所述硫酸鋁溶液的濃度為 10-15% (WT)；以上份均以重量份計。
全文摘要
本發明公開一種環保型復合顏料，內層為顏料黃110、顏料黃154、顏料黃155或顏料黃180，包覆層為含鈦化合物，復合顏料的粒徑為2～4μm，內層粒徑為1～2μm，包覆層厚度為0.5～1.5μm，包覆率為55～98％，包覆量為20％～60％。本發明還公開這種環保型復合顏料的制備方法。本發明環保型復合顏料是一種無毒、無害的新型環保顏料，其分散性、耐熱性、耐候性均優于鉛鉻顏料，而且解決了有機顏料在應用上存在的遮蓋力差、光澤不好的固有問題，可以完全替代含有重金屬有毒的鉛鉻顏料。
文檔編號C09B67/08GK102391679SQ20111025562
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者毛順明, 江國祥, 潘久華, 葛扣根, 鈴木正郎, 陳軍 申請人:江蘇雙樂化工顏料有限公司