CN101880466A - 一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法，将纯度98.5％以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁置于研磨设备中干磨，再经磁性过滤器除铁后，制得酞菁蓝15:3。该方法具有生产流程短、能耗低、原料消耗少、成本低、对环境影响小的显著特点；该方法生产的酞菁蓝15:3颜料在胶版印刷油墨中的颜色、墨色、着色强度、透明度与立式球磨法的颜料质量相当，并取得了颜料流动性能的明显改进提高。

Description

一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法

技术领域

本发明属于酞菁蓝颜料的制备技术领域，尤其涉及一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法。

背景技术

酞青蓝是一种功能性颜料，主要包括有P.B15、P.B15:1、P.B15:2、P.B15:3、P.B15:4、P.B15:6和铝酞菁几大系列。具有纯净、鲜艳的强红光色调，抗结晶、抗絮凝、耐热稳定性能，主要应用在涂料、塑料、油墨、纺织色母粒、印花色浆等行业。该颜料属于同质异晶化合物，基于晶格结构的不同，具有多种晶型，如α-晶型(酞菁蓝15，15:1，15:2)，β型晶型(酞菁蓝15:3，15:4)；γ晶型；ε晶型(酞菁蓝15:6)；δ晶型五种晶型的酞菁蓝。它们各自显示出不同的特性，如不同的色调与着色强度。α-晶型酞菁蓝分散在连结料中显示红光蓝色，β型晶型则给出明显的绿光蓝色，γ晶型、δ晶型酞菁蓝色调介于α-晶型和β型晶型二者之间，而其中的ε晶型酞菁蓝则给出最强的红光蓝色，抗结晶、抗絮凝、耐热稳定性能更是其它产品所不能替代的，并具有特定的X射线衍射图谱。以尿素、苯酐、亚铜、钼酸铵在烷基苯溶剂中高温缩合而成的粗品铜酞菁，虽然大部分为β晶型，但是因其粒子粗大，着色能力低下，不能直接应用于胶版印刷油墨，需经过颜料化处理后，降低颜料粒径，提高着色性能，才能达到胶版印刷油墨的使用要求。

在通常的颜料化方法中，有立式球磨法、溶剂处理法、捏合法等等。例如立式球磨法，需加入3-5倍于粗品铜酞菁的助磨剂无水氯化钙，同时还要加入10-30％粗品铜酞菁量的有机溶剂，存在着大量氯化钙的回收问题，并且有机溶剂对环境的影响也一直是生产企业面临的一个重大负担，电能损耗又大，与国家政策形成了一定的抵触。

而溶剂处理法虽说能耗降低，但因所用溶剂的防爆技术要求很高，生产安全问题日益突出，是一个不可忽视的安全隐患。

捏合机法也因能耗高，生产规模小及产生大量的三废未能形成广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种干磨法直接制酞菁蓝15:3的方法，该方法具有生产流程短、能耗低、原料消耗少、成本低、对环境影响小的显著特点。

本发明的另一个目的是提供一种干磨法直接制酞菁蓝15:3的方法，该方法生产的酞菁蓝15:3颜料在胶版印刷油墨中的颜色、墨色、着色强度、透明度与立式球磨法的颜料质量相当，并取得了颜料流动性能的明显改进提高。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法，

1)原材料的选择：

纯度98.5％以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁；

2)工艺步骤：

(1)研磨：将纯度98.5％以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁置于研磨设备中干磨，球磨时间1-25小时，球磨温度105-165℃，制得α晶型含量为50-60％的预活化铜酞菁；

(2)除铁：再经磁性过滤器除铁后，制得酞菁蓝15:3，所述的磁性过滤器的摆布可以沿球磨机出料系统设多点进行布置。

所述的研磨设备为50-20000L的卧式球磨机。

所述的粗品铜酞菁，采用溶剂法生产工艺，是用尿素、苯酐、亚铜、钼酸铵在烷基苯溶剂中于160-190℃高温缩合，然后利用蒸馏装置分离烷基苯溶剂，物料经酸煮除杂、过滤、洗水、烘干粉碎而得。

本发明最显著的改进就是整个生产过程仅为球磨出料加除铁，产物可直接应用于胶版印刷油墨，而勿需经过其它处理。本发明产物主要应用于胶版印刷油墨，用于其它领域的效果尚不明显，胶版印刷油墨主要由颜料、树脂、植物油及溶剂所构成，树脂包括酚醛树脂、松香改性酚醛树脂及其它树脂；植物油包括亚麻油、豆油、蓖麻油等等；溶剂包括芳香烃、烷烃等；胶版印刷油墨主要采用三辊研磨机进行了制墨。

本发明的研磨装置为卧式球磨机，可以采用水冷却，保证球磨温度易于控制。球磨机内装有10-20倍于粗品铜酞菁的耐磨合金钢球(φ8-20mm)，钢球的作用主要是球磨机转动时，跟随筒体转动，并产生一定的剪切力，促使粗品铜酞菁由β晶型向α晶型转变，并通过调节球磨时间、球磨温度制得α晶型含量50-60％的球磨产物。

本发明中使用的粗品铜酞菁纯度≥98.5％，游离铜≤1000ppm，所述的粗品铜酞菁，采用溶剂法生产工艺，是用尿素、苯酐、亚铜、钼酸铵在烷基苯溶剂中于160-190℃高温缩合，然后利用蒸馏装置分离烷基苯溶剂，物料经酸煮除杂、过滤、洗水、烘干粉碎而得。超出上述范围的会对最终产物造成很大影响，包括颜色、墨色、着色强度等。特别是游离铜含量，对本发明产物所制成的胶版印刷油墨影响尤为重要，着重体现在铜杂质对胶辊的磨损。检测粗品铜酞菁纯度的方法为通用的酸溶测定法，游离铜含量采用的是原子吸收法。

本发明所制得的球磨产物必须采用一定的方法除去球磨过程中所产生的一些铁质，主要是钢球的磨损所致，球磨机壳体也会产生一定的磨损，但是程度比较小。除去铁质的方法主要有酸处理法、磁性过滤法及其它方法。本发明优先选择的是磁性过滤法，保证整个除铁质过程不会产生大量酸性废水，减轻环保负荷。磁性过滤器的摆布可以沿球磨机出料系统设多点进行布置，原则就是一定要确保球磨所产生的铁质可全部除清，不在产品中形成太多的残余。

立式球磨法、捏合法及本发明三种方法制备酞菁蓝15:3在原料消耗、耗能及产生三废情况的比较结果见下表：

从上表中可看出，立式球磨法需要大量无水氯化钙、二甲苯及硫酸，捏合法也需大量氯化钠、溶剂及盐酸；电能消耗也相当大，并且产生大量三废物。本发明比立式球磨法省电83％、比捏合法省电94.7％，且本发明不产生任何污染物。

本发明与现有技术相比，有如下优点：减化酞菁蓝15:3的制备工艺流程，该方法具有生产流程短、能耗低、原料消耗少、成本低、对环境影响小的显著特点。该方法生产的酞菁蓝15:3颜料在胶版印刷油墨中的颜色、墨色、着色强度、透明度与立式球磨法的颜料质量相当，并取得了颜料流动性能的明显改进提高。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：将1000kg纯度≥98.5％，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到12000L的球磨机中，开启球磨机进行球磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在108±2℃，球磨18小时，制得含α晶型59％的球磨产物。将该球磨产物通过出料系统中的磁性过滤器，除去对胶版印刷油墨有害的铁质，并收集产物，制得酞菁蓝15:3，1#样，该颜料平均粒径小于1μm。

实施例2：将1000kg纯度≥98.5％，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到12000L的球磨机中，开启球磨机进行球磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在116±2℃，球磨18小时，制得含α晶型57％的球磨产物。将该球磨产物通过出料系统中的磁性过滤器，除去对胶版印刷油墨有害的铁质，并收集产物，制得酞菁蓝15:3，2#样，该颜料平均粒径小于1μm。

实施例3：将1000kg纯度≥98.5％，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到12000L的球磨机中，开启球磨机进行球磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在128±2℃，球磨18小时，制得含α晶型55％的球磨产物。将该球磨产物通过出料系统中的磁性过滤器，除去对胶版印刷油墨有害的铁质，并收集产物，制得酞菁蓝15:3，3#样，该颜料平均粒径小于1μm。

实施例4：将1000kg纯度≥98.5％，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到12000L的球磨机中，开启球磨机进行球磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在140±2℃，球磨18小时，制得含α晶型54％的球磨产物。将该球磨产物通过出料系统中的磁性过滤器，除去对胶版印刷油墨有害的铁质，并收集产物，制得酞菁蓝15:3，4#样，该颜料平均粒径小于1μm。

实施例5：将1000kg纯度≥98.5％，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到12000L的球磨机中，开启球磨机进行球磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在160±2℃，球磨18小时，制得含α晶型51％的球磨产物。将该球磨产物通过出料系统中的磁性过滤器，除去对胶版印刷油墨有害的铁质，并收集产物，制得酞菁蓝15:3，5#样，该颜料平均粒径小于1μm。

实施例6：将1000kg纯度≥98.5％，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到12000L的球磨机中，开启球磨机进行球磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在108±2℃，球磨22小时，制得含α晶型55％的球磨产物。将该球磨产物通过出料系统中的磁性过滤器，除去对胶版印刷油墨有害的铁质，并收集产物，制得酞菁蓝15:3，6#样，该颜料平均粒径小于1μm。

对比例：将12kg粗品铜酞菁、40kg无水氯化钙及2000ml二甲苯加入到50L立式球磨机中，控制球磨机温度80℃，球磨5小时。球磨产物用150kg水打浆搅拌二小时，过滤、洗水除尽氯化钙。滤饼加入至150kg5％的硫酸中，于90-95℃保温搅拌六小时，物料过滤、洗水至中性，并过量洗水半小时，所得滤饼烘干粉碎，得酞菁蓝15:3，A样。

将上述实施例样品与对比例样品用三辊研磨机制成胶版印刷油墨，并以A样为标准比较颜色、墨色、着色强度、流动度、透明度。结果见下表：

结果分析：实施例6个样品与对比例A样在颜色、墨色、着色强度及透明度上比较接近，而在流动度上效果十分明显，6个样品的流动度都是A样的2.2-2.5倍左右。

以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法，其特征在于：

1)原材料的选择：

纯度98.5％以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁；

2)工艺步骤：

(1)研磨：将纯度98.5％以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁置于研磨设备中干磨，球磨时间1-25小时，球磨温度105-165℃，制得α晶型含量为50-60％的预活化铜酞菁；

(2)除铁：再经磁性过滤器除铁后，制得酞菁蓝15:3，所述的磁性过滤器的摆布可以沿球磨机出料系统设多点进行布置。

2.根据权利要求1所述的一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法，其特征在于：所述的研磨设备为50-20000L的卧式球磨机。

3.根据权利要求1所述的一种干磨法直接制备酞菁蓝15:3的方法，其特征在于：所述的粗品铜酞菁，采用溶剂法生产工艺，是用尿素、苯酐、亚铜、钼酸铵在烷基苯溶剂中于160-190℃高温缩合，然后利用蒸馏装置分离烷基苯溶剂，物料经酸煮除杂、过滤、洗水、烘干粉碎而得。