CN103146254A - 一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，通过将粗品铜酞菁置于研磨设备中干磨，制得α晶型含量为20-40%的预活化铜酞菁，再经多点磁性过滤器除铁后，制得酞菁蓝15:3，然后将胶印墨树脂、预活化铜酞菁、植物油、溶剂按配方计量后，捏合处理，经扎墨、调质，获得最终产品。本发明整个生产过程主要为球磨出料和除铁，生产流程短、能耗低、原料消耗少、环境污染小，产物可直接应用于胶版印刷油墨，不需经过其它处理。本发明产物主要应用于胶版印刷油墨，其产品的颜色、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

一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法

技术领域

本发明涉及酞菁蓝颜料的制备领域，尤其涉及一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法。

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.B15:3、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。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。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。而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

发明目的：本发明的目的是提供一种生产流程短、能耗低、原料消耗少、成本低、对环境影响小的胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，其酞菁蓝可直接应用于胶印墨中。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，其原料选用纯度98.5%以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁，制备方法包括如下步骤：

（1）球磨：将粗品铜酞菁和松香改性酚醛树脂置于研磨设备中干磨，球磨时间15-25小时，球磨温度105-160℃，制得α晶型含量为20-40%的α、β混晶预活化铜酞菁；

（2）除铁：将预活化铜酞菁经磁性过滤器除铁后，制得酞菁蓝15∶3中间产物，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；

（3）酞菁蓝15:3的制备：将步骤（2）获得的酞菁蓝15:3中间产物与胶印墨树脂、植物油、溶剂按配方计量后，经捏合机强力剪切力处理，扎墨、调质，使α、β混合晶型转变为β型晶型，获得最终产品胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料。

本发明方法获得的颜料产品，是利用特殊的活性铜酞菁特性，及胶印墨的特点，在后续的胶印墨制造过程中，本发明通过在胶印墨树脂、植物油、溶剂的混合作用下，伴随强力机械作用，主要是捏合机轴向和径向的剪切力，完成晶型由α、β混晶转变为β晶型，同时凝聚的粗大粒子也逐步进行解聚，变成均匀、细小的粒子，达到标准酞菁蓝15:3的发色效果。本发明在步骤（1）的球磨过程中添加的松香改性酚醛树脂亦可促进产品在胶印墨中的转型及解聚。

球磨利用其物理作用力磨碎粗品铜酞菁，促进其晶型的转变，所述球磨采用8000-20000L的卧式球磨机，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，促使粗品铜酞菁中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20-40%的α、β混晶预活化铜酞菁。

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。

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。粗品铜酞菁的纯度在98.5%以上，游离铜在1000ppm以下。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。

所述松香改性酚醛树脂（DC2111高酚树脂，市场购买）添加量为粗品铜酞菁的2～20%，以质量百分比计。

胶印墨主要由颜料、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；胶印墨的制备过程主要包括捏合制墨、三辊机研磨、调色、灌装等过程。所述步骤（3）中，将酞菁蓝15:3中间产物、胶印墨树脂、植物油、溶剂混合预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时，预搅拌利于有机溶剂对晶型转变的促进。

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，酞菁蓝15:3中间产物是一种特殊的活性铜酞菁，可直接应用于胶版印刷油墨，因为胶印墨的制造过程是将胶印墨树脂、颜料、植物油、溶剂按配方计量后，进行捏合处理，然后再经三辊机轧墨、流动度调整、颜色调整、计量包装等一系列过程，它的特点就是整个生产过程中，酞菁蓝15:3中间产物存在于胶印墨树脂及一定比例的植物油和溶剂中，可在整个胶印墨制备过程中促进酞菁蓝15:3中间产物晶型最终的转变，得到本发明产品胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料。

有益效果：本发明胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，整个生产过程主要为球磨出料和除铁，生产流程短、能耗低、原料消耗少、成本低、环境污染小，中间产物可直接应用于胶版印刷油墨的制备过程中，不需经过其它处理。本发明产物专门应用于胶版印刷油墨，其产品的颜色、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

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

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。

将1000kg纯度≥98.5%，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到8000L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105±2℃，球磨18小时，制得含α晶型40%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，其颜料平均粒径小于1μm。

将胶印墨树脂、酞菁蓝15:3、植物油、溶剂按配方计量后，混合并预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时，经扎墨、调质，其中α、β混晶转变为β型晶型，获得最终产品，标记为1#样。

实施例2

本实施例粗品铜酞菁的生产方法和实施例1相同，将1000kg纯度≥98.5%，游离铜≤1000ppm的粗品铜酞菁加入到10000L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130±2℃，球磨20小时，制得含α晶型20%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，该颜料平均粒径小于1μm。

将胶印墨树脂、酞菁蓝15:3、植物油、溶剂按配方计量后，混合并预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时，经扎墨、调质，其中α、β混晶转变为β型晶型，获得最终产品，标记为2#样。

实施例3

本实施例粗品铜酞菁的生产方法和实施例1相同，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110±2℃，球磨25小时，制得含α晶型32%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，该颜料平均粒径小于1μm。

将胶印墨树脂、酞菁蓝15:3、植物油、溶剂按配方计量后，混合并预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时，经扎墨、调质，其中α、β混晶转变为β型晶型，获得最终产品，标记为3#样。

实施例4

本实施例粗品铜酞菁的生产方法和实施例1相同，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24%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，该颜料平均粒径小于1μm。

将胶印墨树脂、酞菁蓝15:3、植物油、溶剂按配方计量后，混合并预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时，经扎墨、调质，其中α、β混晶转变为β型晶型，获得最终产品，标记为4#样。

实施例5

本实施例粗品铜酞菁的生产方法和实施例1相同，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15小时，制得含α晶型28%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，该颜料平均粒径小于1μm。

将胶印墨树脂、酞菁蓝15:3、植物油、溶剂按配方计量后，混合并预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时，经扎墨、调质，其中α、β混晶转变为β型晶型，获得最终产品，标记为5#样。

实施例6

本实施例粗品铜酞菁的生产方法和实施例1相同，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22小时，制得含α晶型20%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，该颜料平均粒径小于1μm。

将胶印墨树脂、酞菁蓝15:3、植物油、溶剂按配方计量后，混合并预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时，经扎墨、调质，其中α、β混晶转变为β型晶型，获得最终产品，标记为6#样。

对比例

粗品铜酞菁的生产方法和实施例1相同，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，将对比例样品用三辊研磨机制成胶版印刷油墨，标记为A样，并以A样为标准颜色、墨色、着色强度、流动度、透明度与实施例1-实施例6获得的终产品比较。结果如表1所示：

表1不同生产工艺获得的酞菁蓝胶印墨各参数对比

实施例的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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，其特征在于：原料选用纯度98.5%以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁，制备方法包括如下步骤：

（1）球磨：将粗品铜酞菁和松香改性酚醛树脂置于研磨设备中干磨，球磨时间15-25小时，球磨温度105-160℃，制得α晶型含量为20-40%的α、β混晶预活化铜酞菁；

（2）除铁：将预活化铜酞菁经磁性过滤器除铁后，制得酞菁蓝15:3中间产物，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；

（3）酞菁蓝15:3的制备：将步骤（2）获得的酞菁蓝15:3中间产物与胶印墨树脂、植物油、溶剂按配方计量后，经捏合机强力剪切力处理，扎墨、调质，使α、β混合晶型转变为β型晶型，获得最终产品胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料。

2.根据权利要求1所述的一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，其特征在于：所述球磨采用8000-20000L的卧式球磨机。

3.根据权利要求1所述的一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，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。

4.根据权利要求1所述的一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，其特征在于：所述松香改性酚醛树脂添加量为粗品铜酞菁的2～20%，以质量百分比计。

5.根据权利要求1所述的一种胶印墨专用酞菁蓝15:3颜料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，将酞菁蓝15:3中间产物、胶印墨树脂、植物油、溶剂混合预搅拌1小时，然后升温至70摄氏度捏合6小时。