[發(fā)明專利]一種水性顏料專用色素炭黑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810543631.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN108841209B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡次兵;許玉;吳慶梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東營(yíng)貝斯特化工科技有限公司
• 主分類號(hào): C09C1/48
• 分類號(hào): C09C1/48;C09C3/04;C09C3/06
• 代理公司: 北京金碩果知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11259
• 代理人: 郝曉霞

本發(fā)明公開了一種水性顏料專用色素炭黑的制備方法，屬于顏料助劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先將炭黑和硫磺混合球磨，并加入聚乙烯吡咯烷酮，球磨混合后制得球磨料，將球磨料倒入反應(yīng)釜，于氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，加熱升溫?cái)嚢璺磻?yīng)，再經(jīng)加壓，保溫保壓后，泄壓至常壓，如此加壓泄壓循環(huán)后，出料，得預(yù)處理球磨料，隨后將預(yù)處理球磨料和濃硫酸混合，加熱攪拌反應(yīng)，保溫保壓后，泄壓，出料，再經(jīng)過(guò)濾，洗滌和干燥，即得水性顏料專用色素炭黑。本發(fā)明技術(shù)方案制備的水性顏料專用色素炭黑具有優(yōu)異的分散性能和著色性能的特點(diǎn)，在顏料助劑技術(shù)行業(yè)的發(fā)展中具有廣闊的前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種水性顏料專用色素炭黑的制備方法，屬于顏料助劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

炭黑是一種重要的工業(yè)原材料，主要用于橡膠工業(yè)（占炭黑用量的90%），特別是輪胎補(bǔ)強(qiáng)（占炭黑用量的69%）。另外，炭黑由于本身具有著色、導(dǎo)電、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作高分子材料的填充劑、著色劑以及導(dǎo)電介質(zhì)等。因此，炭黑同時(shí)也是一種理想的黑色顏料。色素炭黑一般都能較好的給塑料著色，可根據(jù)著色特性或物化性能選用色素炭黑，著色用炭黑的品種的選擇基本上都是隨成品必須達(dá)到的黑度而定。用極細(xì)的色素炭黑可以完成黑度要求特別高的著色；PE垃圾袋，塑料袋，電纜材料之類產(chǎn)品只需中等水平黑度，可以用比表面積較低，結(jié)構(gòu)較高的炭黑品種；塑料調(diào)色時(shí)，炭黑稱量和配料時(shí)出現(xiàn)的微小誤差，均會(huì)導(dǎo)致明顯的色差，因此，宜采用粒徑較大，著色力較差的低色素炭黑，這樣炭黑用量可以稍大，稱量誤差相對(duì)小些，并有分散性較好、價(jià)格較低的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于灰色塑料，采用細(xì)粒色素炭黑往往呈現(xiàn)棕相灰色，而采用粗粒子色素炭黑可產(chǎn)生藍(lán)相灰色。由于炭黑顆粒小，粒子具有比表面積大，表面自由能高等特點(diǎn)，所以炭黑粒子間產(chǎn)生極強(qiáng)的聚集力，易形成Cluster團(tuán)，造成分散性較差，限制了其在水性體系中的應(yīng)用。普通炭黑經(jīng)氧化處理后可以達(dá)到色素炭黑的基本要求，可用于印刷油墨、涂料、油漆等工業(yè)著色顏料。與其它有機(jī)顏料相比，炭黑除分散較困難外，其他性能均較好。科學(xué)的炭黑配合量，可提供較好的抗靜電或?qū)щ娦浴Ｌ亢诨旧鲜菬o(wú)毒的，但較易飛揚(yáng)和污染，故常以色母粒形式供塑料行業(yè)使用，在消除污染的同時(shí)也改善了炭黑在塑料中的分散。炭黑作為塑料用顏料，常用的劑型有粉狀和粒狀。粒狀炭黑飛揚(yáng)較少，但分散較難，故在塑料著色中采用粉狀炭黑。因此如何改善傳統(tǒng)色素炭黑在水溶性體系的分散性，同時(shí)使兩者的相容性得以有效提高，從而使產(chǎn)品的著色強(qiáng)度得以提高，是需研究解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)傳統(tǒng)的色素炭黑在水溶性體系的分散性差，著色強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，提供了一種水性顏料專用色素炭黑的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種水性顏料專用色素炭黑的制備方法，具體制備步驟為：

（1）按質(zhì)量比為5：1～3：1將炭黑和硫磺混合加入球磨罐中，并加入炭黑質(zhì)量0.1～0.2倍的聚乙烯吡咯烷酮，球磨混合4～6h，出料，得球磨料；

（2）將球磨料倒入高壓反應(yīng)釜，用氮?dú)庵脫Q出反應(yīng)釜內(nèi)空氣后，于攪拌狀態(tài)下，加熱升溫至500～600℃，保溫反應(yīng)20～30min后，加壓，保溫保壓10～20min后，泄壓至常壓，如此加壓泄壓循環(huán)3～5次，出料，得預(yù)處理球磨料；

（3）按質(zhì)量比為1：3～1：5將預(yù)處理球磨料和濃硫酸混合倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯不銹鋼反應(yīng)釜，再將聚四氟乙烯內(nèi)襯不銹鋼反應(yīng)釜密封，加熱攪拌反應(yīng)至反應(yīng)釜內(nèi)壓力至0.6～0.8MPa，保溫保壓攪拌反應(yīng)3～5h后，泄壓至常壓，出料，再經(jīng)過(guò)濾，洗滌和干燥，即得水性顏料專用色素炭黑。

步驟（1）所述炭黑為槽黑、爐黑、燈黑或熱裂黑中的任意一種。

步驟（2）所述加壓為加壓至1.2～1.6MPa。

步驟（3）所述濃硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96～98%的濃硫酸。

本發(fā)明的有益效果是：