CN102399454A

CN102399454A - 一种永固紫rl纳米微粒的制备方法

Info

Publication number: CN102399454A
Application number: CN2010102854997A
Authority: CN
Inventors: 薛永强; 崔子祥; 敖明; 郑晋安; 郑永俊
Original assignee: SHANXI DESHENG CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: SHANXI DESHENG CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2010-09-19
Filing date: 2010-09-19
Publication date: 2012-04-04

Abstract

本发明公开了一种永固紫RL纳米微粒的制备方法，该方法在超声波作用下，将永固紫粗品加入到含分散剂1的一定浓度的硫酸水溶液中，在一定温度下，保温一段时间，至永固紫粗品完全溶解；然后在超声波作用和冷却条件下加入一定量的水，析出α-永固紫的纳米微粒；然后将α-永固紫的纳米微粒在超声波作用和加热回流条件下转晶制得永固紫RL纳米微粒。本发明具有工艺简单，操作简便，粒径容易控制，成本低，反应时间短和无污染等特点；所制得的永固紫RL纳米微粒具有10～50nm的粒径，且着色力强，分散效果好。

Description

一种永固紫RL纳米微粒的制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备纳米尺寸的有机颜料微粒的方法，特别是涉及一种永固紫RL纳米微粒的制备方法。

技术背景

永固紫RL作为目前公认的最优质的紫色颜料，它具有着色力高，抗迁移性强，耐光耐热及耐侯性良好，对酸碱及溶剂也有良好的抗耐性等特点，因此被广泛应用于涂料、印墨和塑料树脂着色。在上述用途中，永固紫RL粒子的尺寸、形状和晶型等是影响着色力、分散性、色光、透明性、耐溶剂性、耐候性、热稳定性等的重要因素。其中，永固紫RL最大着色力时的颗粒粒径约为10nm。

目前为止，有许多制备有机颜料纳米颗粒的文献报道。

文献(贾建洪，赵国生，精细化工，2008，25(9)：919～921)中报道了将普通分散蓝2BLN染料滤饼和分散剂经机械球磨得到染料分散液，滴加到快速搅拌的分散剂水溶液中进行再沉淀，得到的染料粗品在100MPa下进行高压均质得到粒径≤90nm的纳米级分散蓝2BLN液体染料。

中国专利(CN 1678692A)提出一种制造高浓度有机颜料的纳米尺寸微粒的方法；该方法将该有机颜料溶于含有至少50％(体积)或以上的酰胺系溶剂，在搅拌条件下将上述溶液注入到与上述溶剂有相容性、且相对于上述有机颜料的不良溶剂中制得纳米颜料。

中国专利(CN101389305A)公开了一种通过使用两种以上的溶液经由微通道流动制备有机颜料细粒的方法。但是该方法中所述的两种以上的溶液中的至少一种是有机颜料溶于其中的有机颜料溶液。

日本专利(JP2002-155221)中提出了通过喷射颜料溶液于沉淀介质中沉积析出细粒颜料的方法；该方法制备出的细粒具有较窄的粒径分布。

日本专利(JP2003-026972)中提出一种使有机颜料溶解于含有分散剂的溶液，然后与水介质逐渐接触以沉积颜料，从而制备出稳定的微粒的方法。但是该方法制备出微粒的粒径可能波动，或者在放大时趋向于形成针状颗粒。

欧洲专利(EP1195413)提出了由在微喷射反应器中通过喷射溶有有机颜料的溶液，沉淀生产细微有机颜料的方法，其中实施例给出的铜四氯钛菁平均粒径为26±11nm。

在上述方法中，有的工艺复杂，有的反应条件要求苛刻，有的制备出的颗粒粒径较大，且上述方法均不适用于耐溶剂性优异的颜料。永固紫是耐溶剂性优异的一种颜料，有关纳米级永固紫微粒的制备方法还未见报道。

为了解决这一问题，本发明提出了一种在超声波作用条件下，将永固紫粗品溶于硫酸中，然后加水沉淀，析出纳米级颜料微粒的方法。

发明内容

本发明是在超声波作用下，将永固紫粗品加入到含分散剂1的一定浓度的硫酸水溶液中，在一定温度下，保温一段时间，至永固紫粗品完全溶解(实际上溶解过程为成盐反应过程，即永固紫与硫酸反应生成硫酸盐的过程)；然后，在超声波作用和冷却条件下加入一定量的水，析出α-永固紫的纳米微粒；加完水后，在一定温度下，超声波继续作用一段时间，使沉淀微粒球形化；然后进行固液分离，水洗分离后的沉淀微粒至中性，分离后的液体回收利用；将所得沉淀微粒分散于一定量的水中，添加转晶剂和少量分散剂2，加热至回流状态后，超声波作用一段时间实现转晶；然后固液分离，固相经干燥后得纳米级永固紫RL，液相回收利用。

其中，超声波的频率为20kHz～5000kHz，超声功率不得低于3000W/m²；超声波在酸溶过程中不仅能促进颜料在硫酸中的快速充分溶解，而且其空化作用可产生局部的高温高压，产生巨大的冲击力和微射流，使得析出的纳米级颜料微粒在其作用下，表面能被削弱，可以有效地防止颗粒的团聚，使之充分分散。超声波在转晶过程中不仅能加快转晶过程，而且还可有效地防止颗粒的团聚。

其中，硫酸水溶液中的硫酸浓度为50％～90％；硫酸水溶液中的分散剂1为表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠等，在硫酸水溶液中的浓度为0.1％～5％；颜料粗品与硫酸水溶液的质量比为1∶10～1∶100。

其中，永固紫酸溶的温度为30～80℃，时间为0.5～4小时。

其中，在超声波作用和冷却条件下加水，其加入量为硫酸水溶液质量的5～15倍；水的加入方式：先慢后快，以防止体系骤然升温；加入时间为0.1～2h；通过加水量的多少和加水的时间可控制析出的纳米颜料的粒径；加水量越大，加水时间越短，其粒径越细。

其中，微粒球形化的温度为室温～60℃，时间为0.5～4小时。

其中，酸溶后固液分离的液相经加热浓缩，其所得蒸馏水和含有分散剂1的较高浓度的硫酸水溶液可循环利用。

其中，在转晶过程中，α-永固紫与水的质量比为1∶20～1∶100。

其中，颜料与转晶剂的质量比为1∶0.2～1∶3，转晶剂为酮类或脂肪酸酯类有机物，例如甲基异丁基甲酮、脂肪酸丁脂等。

其中，分散剂2为低分子量的高分子表面活性剂，如聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯等分散剂；它与颜料的质量比为0.01∶1～1∶1，分散剂的加入是为了防止纳米微粒的团聚。

其中，在转晶过程中，加热回流时间为2～5h。

其中，转晶后固液分离的液相，经补充转晶剂和分散剂2后循环套用。

本发明的特点：

1.本发明中应用超声波作用，不仅提高了永固紫粗品的酸溶效果和加速转晶过程，而且其机械作用可对析出的纳米颗粒进行粉碎，同时其空化作用可以有效地防止颗粒的团聚使之充分分散。

2.本发明提出的方法是永固紫粗品在颜料化过程中同时实现颜料纳米化的方法。

3.本发明中所提出的方法，不仅用于永固紫颜料，还可用于其它溶于强酸的有机颜料的纳米微粒的制备。

4.本发明的永固紫RL纳米微粒的制备方法，所制得的永固紫RL具有10～50nm的粒径，且着色力强，分散效果好，可广泛应用于油墨、高档涂料等对颜料粒径要求较高的行业。

5.本发明的永固紫RL纳米微粒的制备方法具有工艺简单，操作简便，粒径容易控制，成本低，反应时间短和无污染等特点。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

图2为实例一所得永固紫RL纳米微粒的透射电镜照片，平均粒径为50nm。

图3为实例三所得永固紫RL纳米微粒的透射电镜照片，平均粒径为30nm。

图4为实例五所得永固紫RL纳米微粒的透射电镜照片，平均粒径为10nm。

具体实施例

下面结合实施例对本发明作出进一步详细说明。

实例一

在超声波(频率20kHz)作用条件下，将5g永固紫粗品溶于100g浓度75％的硫酸水溶液，其中十二烷基苯磺酸钠的浓度为1％，在40℃下保温0.5小时；然后，在超声波作用和冷却条件下加入500ml水，析出α-永固紫的纳米微粒；加完水后，在40℃下，超声波继续作用1小时；然后进行固液分离，水洗分离后的沉淀微粒至中性，分离后的液体回收利用；将所得沉淀微粒分散于200ml水中，添加5ml甲基异丁基甲酮和0.5g聚丙烯酸钠分散剂，加热至回流状态后，超声波作用2小时实现转晶；然后固液分离，固相经干燥后得纳米级永固紫RL，平均粒径为50nm；液相回收利用。

实例二

在超声波(频率50kHz)作用条件下，将1g永固紫粗品溶于100g浓度80％的硫酸水溶液，其中十二烷基苯磺酸钠的浓度为0.1％，在50℃下保温1小时；然后，在超声波作用和冷却条件下加入1000ml水，析出α-永固紫的纳米微粒；加完水后，在50℃下，超声波继续作用1小时；然后进行固液分离，水洗分离后的沉淀微粒至中性，分离后的液体回收利用；将所得沉淀微粒分散于100ml水中，添加2ml甲基异丁基甲酮和0.5g聚丙烯酸钠分散剂，加热至回流状态后，超声波作用5小时实现转晶；然后固液分离，固相经干燥后得纳米级永固紫RL，平均粒径为35nm；液相回收利用。

实例三

在超声波(频率150kHz)作用条件下，将5g永固紫粗品溶于100g浓度85％的硫酸水溶液，其中十六烷基苯磺酸钠的浓度为5％，在30℃下保温2小时；然后，在超声波作用和冷却条件下加入1000ml水，析出α-永固紫的纳米微粒；加完水后，在30℃下，超声波继续作用0.5小时；然后进行固液分离，水洗分离后的沉淀微粒至中性，分离后的液体回收利用；将所得沉淀微粒分散于500ml水中，添加15ml甲基异丁基甲酮和1g聚丙烯酸钠分散剂，加热至回流状态后，超声波作用3小时实现转晶；然后固液分离，固相经干燥后得纳米级永固紫RL，平均粒径为30nm；液相回收利用。

实例四

在超声波(频率200kHz)作用条件下，将2g永固紫粗品溶于50g浓度75％的硫酸水溶液，其中十二烷基苯磺酸钠的浓度为1％，在40℃下保温0.5小时；然后，在超声波作用和冷却条件下加入500ml水，析出α-永固紫的纳米微粒；加完水后，在40℃下，超声波继续作用1小时；然后进行固液分离，水洗分离后的沉淀微粒至中性，分离后的液体回收利用；将所得沉淀微粒分散于200ml水中，添加5ml甲基异丁基甲酮和0.5g聚丙烯酸钠分散剂，加热至回流状态后，超声波作用4小时实现转晶；然后固液分离，固相经干燥后得纳米级永固紫RL，平均粒径为22nm；液相回收利用。

实例五

在超声波(频率500kHz)作用条件下，将5g永固紫粗品溶于20g浓度60％的硫酸水溶液，其中十六烷基苯磺酸钠的浓度为5％，在60℃下保温2小时；然后，在超声波作用和冷却条件下加入1000ml水，析出α-永固紫的纳米微粒；加完水后，在50℃下，超声波继续作用2小时；然后进行固液分离，水洗分离后的沉淀微粒至中性，分离后的液体回收利用；将所得沉淀微粒分散于500ml水中，添加5ml甲基异丁基甲酮和2g聚丙烯酸钠分散剂，加热至回流状态后，超声波作用4小时实现转晶；然后固液分离，固相经干燥后得纳米级永固紫RL，平均粒径为10nm；液相回收利用。

Claims

1.纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于在超声波作用下，将永固紫粗品加入到含分散剂1的一定浓度的硫酸水溶液中，在一定温度下，保温一段时间，至永固紫粗品完全溶解；然后，在超声波作用和冷却条件下加入一定量的水，析出α-永固紫的纳米微粒；加完水后，在一定温度下，超声波继续作用一段时间，使沉淀微粒球形化；然后进行固液分离，水洗分离后的沉淀微粒至中性，分离后的液体回收利用；将所得沉淀微粒分散于一定量的水中，添加转晶剂和少量分散剂2，加热至回流状态后，搅拌保持一段时间实现转晶，然后过滤，滤饼经干燥后得纳米级永固紫RL，滤液回收利用。

2.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于超声波的频率为20kHz～5000kHz，超声功率不得低于3000W/m²。

3.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于硫酸水溶液中的硫酸浓度为50％～90％；硫酸水溶液中的分散剂1为表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠等，在硫酸水溶液中的浓度为0.1％～5％；颜料粗品与硫酸水溶液的质量比为1∶10～1∶100。

4.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于永固紫酸溶的温度为30～80℃，时间为0.5～4小时。

5.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于在超声波作用和冷却条件下加水，其加入量为硫酸水溶液质量的5～15倍；水的加入方式：先慢后快，以防止体系骤然升温；加入时间为0.1～2h；通过加水量的多少和加水的时间可控制析出的纳米颜料的粒径；加水量越大，加水时间越短，其粒径越细。

6.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于微粒球形化的温度为室温～60℃，时间为0.5～4小时。

7.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于酸溶后固液分离的液相经加热浓缩，其所得蒸馏水和含有分散剂1的较高浓度的硫酸水溶液可循环使用。

8.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于转晶过程中，α-永固紫与水的质量比为1∶20～100。

9.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于颜料与转晶剂的质量比为1∶0.2～1∶3，转晶剂为酮类或脂肪酸酯类有机物，例如甲基异丁基甲酮、脂肪酸丁脂等。

10.如权利要求1所述纳米永固紫RL微粒的制备方法，其特征在于分散剂2为低分子量的高分子表面活性剂，如聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯等分散剂；它与颜料的质量比为0.01∶1～1∶1，分散剂的加入是为了防止纳米微粒的团聚。