CN103275523B - 用于食品包装塑料中的桔黄颜料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于食品包装塑料中的桔黄颜料,其由下列重量比的原料配制而成:混合料﹕硝酸锌=100﹕0.3~1.2;其中,所述的混合料由下列重量比的原料配制而成:偏钛酸﹕氧化锑﹕氧化铬﹕磷酸氢二铵=100﹕5~20﹕3~10﹕0.1~0.8。本发明还公开了一种桔黄颜料的生产方法。按本发明的方法生产的钛锑铬桔黄色料比传统方法生产的桔黄色料,着色能力提高接近一倍。依照欧洲标准对包装材料中重金属元素的转移进行检测,完全合格。该色料可以使用于食品包装塑料材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机桔黄颜料,尤其涉及一种可用于食品包装塑料材料的桔黄颜料。该桔黄颜料发色力强,且颜料中重金属离子的残留量符合食品包装材料的标准。
背景技术
无机钛锑铬桔黄颜料,是以氧化钛的金红石晶格为基础,掺杂氧化锑、氧化铬而形成的桔黄颜料,可用于塑料材料的着色。通常钛锑铬桔黄颜料的合成是使用氧化钛、氧化锑、氧化铬按一定的比例混合、研磨,然后经高温锻烧,形成桔黄颜料。桔黄颜料的合成过程,完全是一个固相反应的过程,由于反应物全部使用固态原料,在反应过程中,固态粒子的迁移活性差,氧化锑和氧化铬不能完全进入氧化钛的晶格,合成的桔黄颜料发色能力差,颜料的遮盖率差。另外,在桔黄合成的过程中,随着氧化锑和氧化铬引入的杂质铅和铬离子,不能完全进入氧化钛的晶格,会导致颜料检测重金属物超标,这样的桔黄颜料是不能使用在食品包装的塑料材料中。
如何在桔黄颜料合成过程中,使氧化锑、氧化铬完全进入氧化钛的晶格,就是本发明要解决的技术难题。
发明内容
本发明为了解决钛锑铬桔黄合成过程中,氧化锑、氧化铬不能完全进入氧化钛的晶格,固相反应进行不完全的技术问题,本发明从原料的选择、原料的预先处理和控制钛的晶型等方面入手,提出了合成钛锑铬桔黄的新合成方法。
为实现上述目的,本发明提供的用于食品包装塑料中的桔黄颜料,其由下列重量比的原料配制而成:混合料﹕硝酸锌=100﹕0.3~1.2;
其中,所述的混合料由下列重量比的原料配制而成:
偏钛酸﹕氧化锑﹕氧化铬﹕晶型转化抑制剂=100﹕5~20﹕3~10﹕0.1~0.8。
所述的偏钛酸为TiO2含量为47%的偏钛酸。
所述的晶型转化抑制剂为磷酸氢二铵。
本发明提供所述的桔黄颜料的生产方法,其步骤如下:
步骤1:按桔黄颜料的配方比例称量混合料的物料,并到入搅拌池中;
步骤2:按所述混合料的重量的1~1.5倍加水,将混合料搅拌成浆料;
步骤3:加入浓度为20%的氨水,直到将浆料的PH值调整到8.5~9.5;
步骤4:将所述的浆料进行第一次研磨;
步骤5:将浆料进行喷雾干燥;
步骤6:将喷雾干燥后的物料和硝酸锌按比例配料,并在混料机中混合均匀,再使气流磨将粉料磨细;
步骤7:将再次粉碎的物料,装入匣钵加盖,送入电窑烧成;
步骤8:最后将烧好的物料进行第三次粉碎,得到所述的桔黄颜料。
其中,所述的第一次磨细采用超细砂磨机,将物料磨至平均粒径为D500.1~0.3μ。
所述的再次粉碎采用气流磨,将喷雾干燥后的配料粉碎至平均粒径为D50<0.5μ。
所述的烧成的温度为1100℃~1250℃,烧成周期为30~40小时。
第三次粉碎采用气流磨,将烧好的物料粉碎至平均粒径为D50<0.5μ。
本发明将TiO2含量为47%的偏钛酸作为原料,替代氧化钛。偏钛酸具有锐钛型或金红石型的潜在结构。脱水后的产物可能是锐钛型,也可能是金红石型,但锐钛型具有更好的反应活性,因此在桔黄颜料配料的过程中,要加入氨水,将偏钛酸的PH值控制在8.5~9.5,同时要加入晶型转化抑制剂。我们选择的抑制剂为磷酸氢二铵,使从干燥到固相反应之前的偏钛酸具有锐钛型的结构,并使晶体不易快速长大。配料后,为使偏钛酸与氧化锑、氧化铬在几百个纳米的级别进行混合,使用超细砂磨机将配料研磨到平均粒径D50在0.1至0.3微米的范围。
配料烘干后,加入晶型转化促进剂---硝酸锌[Zn(NO3)2],Zn(NO3)2能在高温煅烧过程促进氧化钛向金红石晶型转化,氧化锑和氧化铬以及随着氧化锑和氧 化铬引入的杂质铅和铬离子,容易进入氧化钛的晶格,使得颜料中的重金属物含量大大下降,符合国家标准,桔黄颜料可以安全的使用在食品包装的塑料材料中。同时Zn(NO3)2会分解放出氧气(O2),而有利于加强桔黄的发色能力。
与现有技术相比。本发明的优点:
1、按本发明的方法生产的钛锑铬桔黄色料比传统方法生产的桔黄色料,着色能力提高接近一倍。
2、按本发明生产的钛锑桔黄色料,依照欧洲标准对包装材料中重金属元素的转移进行检测,完全合格,该色料可以使用于食品包装塑料材料。
具体实施方式
本发明提供的一种用于食品包装塑料中的桔黄颜料,由下列重量比的原料配制而成:混合料﹕硝酸锌=100﹕0.3~1.2;其中,所述的混合料由下列重量比的原料配制而成:偏钛酸﹕氧化锑﹕氧化铬﹕晶型转化抑制剂=100﹕5~20﹕3~10﹕0.1~0.8。
优选,偏钛酸为TiO2含量为47%的偏钛酸。晶型转化抑制剂可以采用磷酸氢二铵。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。根据本发明的配方,按重量比配制下列不同比例制桔黄颜料的物料。
实施例一
混合料﹕硝酸锌=100﹕0.3。
实施例二
混合料﹕硝酸锌=100﹕0.75。
实施例三
混合料﹕硝酸锌=100﹕1.2。
其中的混合料由下列重量比含量的物料配制而成,见下表
根据上述配比,本发明用于食品包装塑料中的桔黄颜料的制备,可以根据以下步骤进行:
步骤1:按桔黄颜料的配方比例称量混合料的物料——偏钛酸、氧化锑、氧化铬、磷酸氢二铵,并倒入强力搅拌池中。
步骤2:按所述混合料的重量的1~1.5倍的水,加到强力搅拌池中,开动搅拌机将混合料搅拌成浆料。
步骤3:加入浓度为20%的氨水(20%为氨水自身的浓度),直到将浆料的PH值调整到8.5~9.5。
步骤4:采用超细砂磨机将PH值为8.5~9.5的浆料进行第一次磨细,将浆料磨至平均粒径为D500.1~0.3μ。
步骤5:将浆料进行喷雾干燥。
步骤6:将喷雾干燥的粉料和硝酸锌按比例配料,并在混料机中混均匀,然后使用气流磨将物料粉碎至平均粒径为D50<0.5μ。
步骤7:将再次粉碎的物料,装入匣钵加盖,送入电窑烧成。烧成的温度为1100℃~1250℃,烧成周期为30~40小时。
步骤8:最后采用气流磨将烧好的物料进行第三次粉碎,将物料粉碎至平均粒径为D50<0.5μ,得到所述的桔黄颜料。
1、按本发明的方法生产的钛锑铬桔黄色料比传统方法生产的桔黄色料,着色能力提高接近一倍。
专利方法生产桔黄BP-515和普通方法生产桔黄BP-501检验报告
2、按本发明生产的钛锑桔黄色料,依照欧洲标准对包装材料中重金属元素的转移进行检测,完全合格,该色料可以使用于食品包装塑料材料。
根据标准EN71-3:1994检测桔黄颜料中某些元素的转移
Claims (6)
1.一种用于食品包装塑料中的桔黄颜料的生产方法,其包括如下步骤:
按桔黄颜料的配方比例称量混合料的物料,并倒入搅拌池中;
按所述混合料的重量的1~1.5倍加水,将混合料搅拌成浆料;
加入浓度为20%的氨水,将浆料的pH值调整到8.5~9.5;
将所述的浆料进行第一次磨细,并将浆料进行喷雾干燥;
将喷雾干燥的粉料和硝酸锌按配方称料,并在混料机中混均匀,然后使用气流磨将粉料粉碎;
将再次粉碎的物料,装入匣钵加盖,送入电窑烧成;
最后将烧好的物料进行第三次粉碎,得到所述的桔黄颜料;
所述用于食品包装塑料中的桔黄颜料,由下列重量比的原料配制而成:混合料﹕硝酸锌=100﹕0.3~1.2;
其中,所述的混合料由下列重量比的原料配制而成:
偏钛酸﹕氧化锑﹕氧化铬﹕磷酸氢二铵=100﹕5~20﹕3~10﹕0.1~0.8。
2.如权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述的第一次磨细采用超细砂磨机,将物料磨至平均粒径为D500.1~0.3μm。
3.如权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述的再次粉碎采用气流粉碎机,将喷雾干燥后的物料粉碎至平均粒径为D50<0.5μm。
4.如权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述的烧成的温度为1100℃~1250℃,烧成周期为30~40小时。
5.如权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述的第三次粉碎采用气流粉碎机,将烧好的物料粉碎至平均粒径为D50<0.5μm。
6.如权利要求1所述的生产方法,其特征在于,所述的偏钛酸为TiO2含量为47%的偏钛酸。
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