颜料红HT的生产工艺
技术领域
本发明涉及着色剂颜料红254的一种透明的品种颜料红HT的生产工艺,属于化工领域。
背景技术
颜料红HT,英文名称,颜料索引号:C.I.Pigment Red 254,其结构式为:
主要理化性质为:
耐光性:7-8级 耐热性: 250℃
耐酸性:5级 耐碱性: 5级
耐水性:5级 耐溶剂性:5级
耐油性:5级 水溶剂性:不溶
其为蓝光红色,色泽鲜艳,高透明度,着色力高,耐侯性强,
耐酸碱,耐温达到250℃。主要应用于工业涂料,汽车涂料,塑料等的着色。
目前颜料红HT的生产工艺的叔戊醇钠的制备过程中叔戊醇中的羟基不很活泼,其反应方程式为:
该反应需要加热回流连续24h才能反应完全,且制备的叔戊醇钠的催化活性不高,整个制备过程所需时间长,工作效率和生产质量不高。
水解反应过程中叔戊醇和水的互溶性,使反应的均一性差,得到的颜料粒子不均匀,颜料透明度差,颜色不够鲜艳。
发明内容
本发明的目的是提供一种颜料红HT的生产工艺,该工艺制备出的颜料红HT的粒子非常细,颜料透明度极高且颜色鲜艳。
本发明采用的技术方案:
颜料红HT的生产工艺,包括氧化还原反应步骤、缩合反应步骤和水解反应步骤,
所述氧化还原反应步骤为:首先在不锈钢熔化锅中通入N2,然后升高温到150-180℃后,将260-300重量份的金属钠全部加入到不锈钢熔化锅中,待金属钠完全熔化后,在不锈钢醇钠制备釜中通入N2,并保持制备釜干燥,然后加入2080-2160重量份的叔戊醇溶剂,搅拌并升温到101-105℃,然后将熔融的金属钠用0.4-0.6h的时间加入到制备釜中,控制搅拌转速为80转/分,升温到回流状态,在回流状态下,逐渐滴加90-110ml质量浓度为5%的三氯化铁叔戊醇溶液作为催化剂,在温度达到115-122℃后,开始通入N2,保持1h即完成氧化还原反应制得叔戊醇钠;
所述水解反应步骤为:在水解反应釜中,加入5580-5650重量份的去离子水,然后加入2680-2750重量份的甲醇,升高温度至20℃,加入180-200重量份的质量浓度为96%的浓硫酸,按转速在60-80转/分进行搅拌,然后将缩合反应得到的混合溶剂送至水解反应釜中,用280-350重量份的叔戊醇溶剂清洗缩合反应釜,再把清洗液加入到水解反应釜中,控制温度20-38℃,水解完毕后,水解反应釜中的温度自然上升到40-60℃,在此温度下继续按转速在60-80转/分进行搅拌30min,然后控制在40-60℃下保温2-4h,接下来进行过滤、漂洗和干燥粉碎即得颜料红HT粗品。
所述三氯化铁叔戊醇溶液由50重量份的无水三氯化铁溶解于950重量份叔戊醇溶液中,并制成透明状液体即得;所述叔戊醇溶液水份低于500ppm。
所述未经粉碎的颜料红HT还可经如下步骤获得颜料红HT的制成品:将颜料红HT 280-320重量份放入反应釜,加入2880-2920重量份甲醇,同时加入质量浓度为30%的液碱16-24重量份,升温度至65度,搅拌5个小时后将物料压入压滤机中,用甲醇480-520重量份洗涤,再用水洗涤,直到滤液干净且检测PH值为8时,出料,将滤饼送入普通烘箱进行干燥即得。
本发明的氧化还原反应步骤是一个制备叔戊醇钠的步骤,在步骤中本发明添加了催化剂三氯化铁叔戊醇溶液,叔戊醇钠制备的时间从24h缩短为4h,而且反应完全,制备出来的叔戊醇钠催化活性高。具体的反应方程式为:
本发明的缩合反应步骤如下:
在缩合反应釜中,先通入N2,然后加入280-320重量份的溶剂叔戊醇,升温到100~105℃,再将醇钠制备釜中的叔戊醇钠溶液降温到110~120℃,采用N2上压料方式将叔戊醇钠溶液压入到缩合反应釜中,再升温到105~110℃,然后将850-950重量份的对氯苯甲腈与1150-1250重量份的叔戊醇溶剂的混合溶液用8~13min的时间加入到缩合反应釜中,在保持温度在90~100℃下将700-800重量份的丁二酸二异丙酯用3~3.5h的时间缓慢加入到缩合反应釜中,加完后,在此温度下再恒温3h,然后保持真空度在-0.05Mpa下,用32~38min的时间抽真空蒸馏出混合溶剂700-800重量份,最后降温到60℃~65℃。本发明缩合反应涉及到的方程式为:
在缩合反应时,由对氯苯甲腈和丁二酸二异丙酯在叔戊醇做溶剂的体系中,在叔戊醇钠强碱性的条件下进行缩合反应。生成1.4-二酮-3.6-二(4-氯苯)吡咯并吡咯钠盐。考虑到丁二酸二异丙酯在醇钠条件下可能发生的自身缩合反应,因此在生产过程中,采取先将对氯苯甲腈溶解好后,加入到缩合反应中,再将丁二酸二异丙酯滴加入到缩合体系中,防止副反应的发生,使得缩合反应完全,副产物极少且收率高。
本发明的水解反应步骤中,由于增加了质量浓度为96%的浓硫酸参与水解反应,因此水解温度不超过38℃,而且能够将颜料粒子做的非常细,颜料透明度极高、颜色鲜艳。
本发明还可对未粉碎的颜料红HT进行后处理获得颜料红HT的精制成品,是使用一种比较容易操作、简单易行的溶剂处理方法,对颜料红HT粗品进行后处理,其处理量大,能耗低,效率高,做出的产品批次稳定性好。这种工艺避开了现有能耗较高、产能很低、损耗较大等不足的普通研磨工艺。
本发明的优点:整个过程时间短,效率高,副产物少,制备的颜料红HT的粒子非常细,颜料透明度极高且颜色鲜艳。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
颜料红HT的生产工艺,它以对氯苯甲腈和丁二酸二异丙酯以及金属钠和甲醇,叔戊醇为基本原料,其步骤如下:首先在500L的不锈钢熔化锅中通入N2,然后升高温到160℃后,将282千克的金属钠全部加入到不锈钢熔化锅中,待金属钠完全熔化后,在不锈钢醇钠制备釜中通入N2,并保持制备釜干燥,然后加入2127千克的溶剂叔戊醇溶剂,搅拌并升温到101℃,然后将熔融的金属钠用0.4-0.6h的时间加入到制备釜中,控制搅拌转速为80转/分,升温到回流状态,在回流状态下,逐渐滴加100ml浓度为5%的三氯化铁叔戊醇溶液,在温度达到119℃后,开始通入N2,保持1h,此时,叔戊醇钠的制备完成;
在5000L的缩合反应釜中,先通入N2,然后加入304.5千克的叔戊醇溶剂,升温到100℃,再将醇钠制备釜中的醇钠溶液降温到115℃,采用N2上压料方式将醇钠溶液压入到缩合反应釜中,再升温到105℃,然后将896千克的对氯苯甲腈与1200千克的叔戊醇溶剂的混合溶液用8-13min的时间加入到缩合反应釜中,在保持温度在100℃下将756千克的丁二酸二异丙酯用3-3.5h的时间缓慢加入到缩合反应釜中,加完后,在此温度下恒温3h,然后保持真空度在-0.05Mpa下,用32-38min的时间抽真空蒸馏出混合溶剂774.7千克,最后降温到62℃;
在20000L的水解反应釜中,加入5580千克的去离子水,然后加入2680千克的甲醇,升高温度至20℃,加入180千克的质量浓度为96%的浓硫酸,按转速在60-80转/分进行搅拌,然后将缩合反应得到的混合溶剂送至水解反应釜中,用280千克的叔戊醇溶剂清洗缩合反应釜,再把清洗液加入到水解反应釜中,控制温度20-38℃,水解完毕后,水解反应釜中的温度自然上升到40-60℃,在此温度下继续按转速在60-80转/分进行搅拌30min,然后控制在40℃下保温2h,接下来进行过滤、漂洗和干燥,然后粉碎即得颜料红HT成品。所得成品鲜艳,着色力高。
实施例2
首先在500L的不锈钢熔化锅中通入N2,然后升高温到150℃后,将260千克的金属钠全部加入到不锈钢熔化锅中,待金属钠完全熔化后,在不锈钢醇钠制备釜中通入N2,并保持制备釜干燥,然后加入2080千克的叔戊醇溶剂,搅拌并升温到101-105℃,然后将熔融的金属钠用0.4-0.6h的时间加入到制备釜中,控制搅拌转速为80转/分,升温到回流状态,在回流状态下,逐渐滴加90ml质量浓度为5%的三氯化铁叔戊醇溶液作为催化剂,在温度达到115-122℃后,开始通入N2,保持1h即完成氧化还原反应制得叔戊醇钠;
在5000L的缩合反应釜中,先通入N2,然后加入280千克的溶剂叔戊醇,升温到100~105℃,再将醇钠制备釜中的叔戊醇钠溶液降温到110~120℃,采用N2上压料方式将叔戊醇钠溶液压入到缩合反应釜中,再升温到105~110℃,然后将850千克的对氯苯甲腈与1150千克的叔戊醇溶剂的混合溶液用8~13min的时间加入到缩合反应釜中,在保持温度在90~100℃下将700千克的丁二酸二异丙酯用3~3.5h的时间缓慢加入到缩合反应釜中,加完后,在此温度下再恒温3h,然后保持真空度在-0.05Mpa下,用32~38min的时间抽真空蒸馏出混合溶剂700千克,最后降温到60℃~65℃。
在20000L的水解反应釜中,加入5619.8千克的去离子水,然后加入2722.5千克的甲醇,升高温度至20℃,加入200千克的质量浓度为96%的浓硫酸,开动搅拌,控制转速在70转/分,然后将缩合反应得到的混合溶剂送至水解反应釜中,用328.26千克的叔戊醇溶剂清洗缩合反应釜,再把清洗液加入到水解反应釜中,控制温度20-38℃,水解完毕后,水解反应釜中的温度自然上升到60℃,在此温度下延时30min,然后控制在60℃下保温2h;过滤,漂洗,干燥粉碎得成品。所的成品鲜艳,透明度高,偏蓝光。
实施例3
颜料红HT的生产工艺,它以对氯苯甲腈和丁二酸二异丙酯以及金属钠和甲醇,叔戊醇为基本原料,其步骤如下:首先在不锈钢熔化锅中通入N2,然后升高温到180℃后,将300千克的金属钠全部加入到不锈钢熔化锅中,待金属钠完全熔化后,在不锈钢醇钠制备釜中通入N2,并保持制备釜干燥,然后加入2160千克的叔戊醇溶剂,搅拌并升温到101-105℃,然后将熔融的金属钠用0.4-0.6h的时间加入到制备釜中,控制搅拌转速为80转/分,升温到回流状态,在回流状态下,逐渐滴加110ml质量浓度为5%的三氯化铁叔戊醇溶液作为催化剂,在温度达到115-122℃后,开始通入N2,保持1h即完成氧化还原反应制得叔戊醇钠;
在5000L的缩合反应釜中,先通入N2,然后加入320千克的溶剂叔戊醇,升温到100~105℃,再将醇钠制备釜中的叔戊醇钠溶液降温到110~120℃,采用N2上压料方式将叔戊醇钠溶液压入到缩合反应釜中,再升温到105~110℃,然后将950千克的对氯苯甲腈与1250千克的叔戊醇溶剂的混合溶液用8~13min的时间加入到缩合反应釜中,在保持温度在90~100℃下将800千克的丁二酸二异丙酯用3~3.5h的时间缓慢加入到缩合反应釜中,加完后,在此温度下再恒温3h,然后保持真空度在-0.05Mpa下,用32~38min的时间抽真空蒸馏出混合溶剂800千克,最后降温到60℃~65℃。
在20000L的水解反应釜中,加入5650千克的去离子水,然后加入2750千克的甲醇,升高温度至20℃,加入200千克的质量浓度为96%的浓硫酸,按转速在80转/分进行搅拌,然后将缩合反应得到的混合溶剂送至水解反应釜中,用350千克的叔戊醇溶剂清洗缩合反应釜,再把清洗液加入到水解反应釜中,控制温度20-38℃,水解完毕后,水解反应釜中的温度自然上升到40℃,在此温度下继续按转速在80转/分进行搅拌30min,然后控制在40℃下保温4h,接下来进行过滤、漂洗和干燥,然后将干燥好的颜料红HT 280千克份放入反应釜,加入2880千克甲醇,同时加入质量浓度为30%的液碱16千克,升温度至65度,搅拌5个小时后将物料压入压滤机中,用甲醇480千克洗涤,再用水洗涤,直到滤液干净且检测PH值为8时,出料,将滤饼送入普通烘箱进行干燥即得精制的颜料红HT成品。
实施例4
氧化还原反应步骤和缩合反应步骤同实施例1,水解反应步骤为:在20000L的水解反应釜中,加入5650千克的去离子水,然后加入2750千克的甲醇,升高温度至20℃,加入200千克的质量浓度为96%的浓硫酸,按转速在80转/分进行搅拌,然后将缩合反应得到的混合溶剂送至水解反应釜中,用350千克的叔戊醇溶剂清洗缩合反应釜,再把清洗液加入到水解反应釜中,控制温度20-38℃,水解完毕后,水解反应釜中的温度自然上升到40℃,在此温度下继续按转速在80转/分进行搅拌30min,然后控制在40℃下保温4h,接下来进行过滤、漂洗和干燥,然后将干燥好的颜料红HT粗品300千克份放入反应釜,加入2900千克甲醇,同时加入质量浓度为30%的液碱18千克,升温度至65度,搅拌5个小时后将物料压入压滤机中,用甲醇500千克洗涤,再用水洗涤,直到滤液干净且检测PH值为8时出料,将滤饼送入普通烘箱进行干燥即得精制的颜料红HT成品。
实施例5
氧化还原反应步骤和缩合反应步骤同实施例1,水解反应步骤为:在20000L的水解反应釜中,加入5650千克的去离子水,然后加入2750千克的甲醇,升高温度至20℃,加入200千克的质量浓度为96%的浓硫酸,按转速在80转/分进行搅拌,然后将缩合反应得到的混合溶剂送至水解反应釜中,用350千克的叔戊醇溶剂清洗缩合反应釜,再把清洗液加入到水解反应釜中,控制温度20-38℃,水解完毕后,水解反应釜中的温度自然上升到40℃,在此温度下继续按转速在80转/分进行搅拌30min,然后控制在40℃下保温4h,接下来进行过滤、漂洗和干燥,然后将干燥好的颜料红HT粗品320千克份放入反应釜,加入2920千克甲醇,同时加入质量浓度为30%的液碱24千克,升温度至65度,搅拌5个小时后将物料压入压滤机中,用甲醇520千克洗涤,再用水洗涤,直到滤液干净且检测PH值为8时出料,将滤饼送入普通烘箱进行干燥即得精制的颜料红HT成品。
上述5个实施例中三氯化铁叔戊醇溶液由50千克的无水三氯化铁溶解于950千克叔戊醇溶液中,并制成透明状液体即得;该叔戊醇溶液水份低于500ppm。