CN102040865A - 一种液状超细分散染料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种液状超细分散染料的制备方法，属于精细化工和材料科学领域。本发明采用微胶囊技术对分散染料进行表面改性，使改性后的分散染料表面被聚合物包覆，从而避免分散染料颗粒的团聚，得到具有良好流动性、易分散性和稳定性的分散染料，将其分散到溶剂中，可以得到粒径小于180nm的液状超细分散染料。本发明所述方法适用于各种分散染料的表面改性和纳米化，具有设备投资小、生产工艺简单、产品质量稳定等特点。

Description

一种液状超细分散染料的制备方法

技术领域

本发明属于精细化工和材料科学领域，具体涉及采用相分离的方法，在分散染料表面沉积一层或多层聚合物，得到一种稳定的液状超细分散染料。

技术背景

分散染料的颗粒大小影响到染色的成本和染色的质量，粒径小、分布窄的分散染料能够显著改善高温分散性、上染率、提升力等。同时随着细旦合成纤维和新型复合纤维的发展，其对分散染料颗粒细度的要求也逐渐提高。我国分散染料虽然发展迅速，但总体质量还不够高，商品化质量差。比较突出的问题表现在染料粒径大，粒度分布范围宽，粒子形状不规则，染料的晶型不稳定，分散稳定性差等。

早在20世纪80年代初，专利US4213900A公开了在超细的分散体中采用喷雾干燥的方法制备水溶性的分散染料粉末；90年代，专利JP9111174A公开了一种水基体系的超细分散染料墨水的制备方法，先通过聚合反应，得到聚合物链的一端含有丙烯酰基，另一端含有磺酸基团的水溶性聚氨酯，然后将水，水溶性溶剂，分散染料和聚氨酯混合，进行分散处理，得到颗粒粒径小，粘度低，即使在高浓度的情况下也能够长时间稳定存在的分散染料墨水；专利JP11217722A公开了一种乳液聚合的方法，乳液聚合的反应物为α，β不饱和羧酸酯，不饱和羧酸，交联单体，含胺基的单体以及反应性乳化剂，得到的分散染料的粒径在5-100nm之间。

目前，国内分散染料的超细化研究还处于起步阶段，但也取得了一些进展。张署光等人采用微射流粉碎技术制备了粒径为100-200nm之间，且粒度分布均匀的超细分散染料；专利CN1593773A公开了一种分散染料超细粉碎的方法，先将分散染料压制成滤饼，然后采用超声波粉碎，染料颗粒可以分散到10-100nm；专利CN1605605A公开了一种先将分散染料溶解于有机溶剂中，然后进行机械处理，在机械处理前或者机械处理后蒸发回收有机溶剂的方法，得到的染料颗粒的粒径在10-100nm之间；专利CN1607221A公开了采用溶剂置换法制备超细分散染料的方法，将分散染料滤饼，分散剂和有机溶剂A搅拌形成混合物，再加入有机溶剂B进行置换，最后加热脱去有机溶剂B，染料的粒径在10-100nm之间；专利CN1844262A公开了再沉淀-均质法制备纳米级分散蓝2BLN染料的工艺，首先将分散染料，分散剂，溶剂的混合物进行球磨，得到乳状液，然后将乳状液缓慢滴加到强烈球磨的分散剂水溶液中，最后进行高压均质处理，得到分散染料的平均粒径为70nm，常温放置两个月性能不变。

分散染料的超细化具有重要的应用价值，欧美，日本等国家已经可以将超细化的分散染料稳定化，并且可以进一步制备要求更高的墨水。目前，制备工艺简单，成本低，稳定性好的超细分散染料是国内科技工作者的研究热点。

发明内容

本发明公开了一种超细分散染料的制备方法。制备过程中采用高分子分散剂为壁材化合物，一方面，利用高分子分散剂的锚固基团，通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用吸附在分散染料颗粒的表面，另一方面，利用高分子分散剂的溶剂化链与溶剂的相容性，使溶剂化链在溶剂中充分伸展，在固体颗粒表面形成足够厚度的保护层。利用空间位阻效应和静电斥力作用保证液状超细分散染料的稳定性，具体技术方案如下：

将一定量的高分子分散剂溶解到溶剂中，加入相应量的分散染料搅拌均匀，转移到高速分散机中分散处理一段时间，然后缓慢滴加相分离剂，滴加结束后，取出混合液，离心分离一段时间后，倒掉上层清液，采用其他溶剂将下层物质洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到分散染料粉体。将分散染料粉体直接分散到水中，调节pH，分散处理一定时间，得到液状超细分散染料。

所述的分散染料可以是：偶氮类分散染料、蒽醌类分散染料、杂环类分散染料。

所述的有机溶剂可以是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、水、乙醚、二丙醚、苯甲醚、环己烷、甲基环己烷、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、环己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、三羟甲基丙烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮、吡咯烷酮、甲丁酮、二甲基亚砜、环丁砜、氯仿、四氯化碳、2-甲基吡咯烷酮中的一种或几种混合溶剂。

所述的高分子分散剂可以是天然高分子化合物明胶、淀粉、瓜耳豆胶、阿拉伯树胶或海藻胶，或是天然高分子化合物的改性产物羧甲基纤维素、醚化淀粉或酯化海藻酸钠等，合成高分子化合物聚丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐聚合物、聚环氧乙烷、聚苯乙烯、聚丁二烯、苯磺酸甲醛缩合物、萘磺酸甲醛缩合物、硫化聚丁二烯、聚乙烯亚胺、聚马来酰亚胺，聚乙烯基吡咯烷酮，聚丙烯酰胺，聚甲基乙烯基醚等。

所述的相分离剂可以是乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、水、环己烷、乙醚、二丙醚、苯甲醚、环己烷、甲基环己烷、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、环己酮中的一种或几种混合溶剂。

分散染料超细化所采用的分散研磨设备为蜗轮式粉碎机、泵式液体粉碎机、无筛主轴式粉碎机、超细气流研磨机、高压微射流粉碎机、超声波粉碎机、砂磨粉碎机、高速乳化分散机。

具体工艺参数为：分散染料的用量占溶剂质量的10％-25％；高分子分散剂的用量占分散染料的10％-50％；相分离剂用量为溶剂用量的0.8-4倍，相分离剂的滴加速度为7mL/min-10mL/min。

本发明的有益效果是制备的液状超细分散染料粒径小且分布均匀，具有较好的流动性、易分散性和稳定性，而且生产工艺简单、设备投资小、产品质量稳定。

具体实施方式

下面通过实施例子，进一步阐述本发明的突出优点和显著特点，但本发明决不局限于实施例子。

实例1

2g萘磺酸甲醛缩合物高分子分散剂，20g分散染料RRL溶于200g四氢呋喃中，机械搅拌处理10min，将混合液转移到砂磨机中以1800r/min的速度研磨1h，然后以7mL/min速度开始连续滴加相分离剂甲苯160g，滴加结束，取出样品，高速离心分离30min，倒掉上层清液，下层固体用甲醇洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到分散染料粉末。

将分散染料粉末直接分散在水中，调节pH到8.0，高速机械搅拌处理20min，得到的产品的粒径为178.9nm。

实例2

6g聚丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯高分子分散剂，30g分散染料dianix blueKB-FS溶于200g丙酮中，机械搅拌处理10min，将混合液转移到砂磨机中以2000r/min的速度研磨1h，然后以8mL/min速度开始连续滴加相分离剂二甲苯200g，滴加结束，取出样品，高速离心分离30min，倒掉上层清液，下层固体用乙醇洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到分散染料粉末。

将分散染料粉末直接分散在水中，调节pH到8.0，高速机械搅拌处理20min，得到的产品的粒径为165.9nm。

实例3

12g聚苯乙烯高分子分散剂，40g分散翠兰HBF溶于200g吡咯烷酮中，机械搅拌处理10min，将混合液转移到砂磨机中以2100r/min的速度研磨1h，然后以9mL/min速度开始连续滴加相分离剂苯300g，滴加结束，取出样品，高速离心分离30min，倒掉上层清液，下层固体用异丁醇洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到分散染料粉末。

将分散染料粉末直接分散在水中，调节pH到8.0，高速机械搅拌处理20min，得到的产品的粒径为158.6nm。

实例4

20g聚丙烯酰胺高分子分散剂，50g散利通黄5R溶于200g甲丁酮中，机械搅拌处理10min，将混合液转移到砂磨机中以2200r/min的速度研磨1h，然后以10mL/min速度开始连续滴加相分离剂水400g，滴加结束，取出样品，高速离心分离30min，倒掉上层清液，下层固体用正丁醇洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到分散染料粉末。

将分散染料粉末直接分散在水中，调节pH到8.0，高速机械搅拌处理20min，得到的产品的粒径为155.2nm。

实例5

18g醚化淀粉高分子分散剂，36g分散蓝2BLN溶于200g甲苯中，机械搅拌处理10min，将混合液转移到砂磨机中以2400r/min的速度研磨1h，然后以10mL/min速度开始连续滴加相分离剂乙苯800g，滴加结束，取出样品，高速离心分离30min，倒掉上层清液，下层固体用丙醇洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到分散染料粉末。

将分散染料粉末直接分散在水中，调节pH到8.0，高速机械搅拌处理20min，得到的产品的粒径为170.6nm。

Claims (5)

1.一种液状超细分散染料的制备方法，其特征是将一定量的高分子分散剂溶解到溶剂中，加入相应量的分散染料搅拌均匀，转移到高速分散机中分散处理一段时间，然后缓慢滴加相分离剂，结束后，取出混合液，离心分离，倒掉上层清液，采用其它溶剂将下层物质洗涤数次后置于烘箱中干燥，得到分散染料粉体。将分散染料粉体分散到水中，调节pH，分散处理一定时间，即可得到液状超细分散染料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是包覆分散染料的分散剂是天然或合成高分子化合物，天然高分子化合物明胶、淀粉、瓜耳豆胶、阿拉伯树胶或海藻胶，或是天然高分子化合物的改性产物羧甲基纤维素、醚化淀粉或酯化海藻酸钠，合成高分子化合物是丁二烯、氯乙烯、偏氯乙烯、氟乙烯、四氟乙烯、异丁烯、异戊二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、顺丁烯马来酸、马来酸酐、丙烯酸甲基衣康酸、丙稀腈单体的均聚物、两元或三元共聚物，聚合物的数均分子量为2000-20000。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是适合超细化的分散染料为偶氮类分散染料、蒽醌类分散染料、杂环类分散染料。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所用溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、水、环己烷、乙醚、二丙醚、苯甲醚、甲基环己烷、四氢呋喃、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、环己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、三羟甲基丙烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮、吡咯烷酮、甲丁酮、二甲基亚砜、环丁砜、氯仿、四氯化碳、2-甲基吡咯烷酮中的一种或几种混合溶剂。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是分散染料的用量占溶剂质量的10％-25％；高分子分散剂的用量占分散染料的10％-50％；相分离剂用量为溶剂用量的0.8-4倍，相分离剂的滴加速度为7mL/min-10mL/min。