CN103555070A - 加工超浓缩油性色浆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学加工领域，具体涉及加工超浓缩油性色浆的方法，包括：A.将色料通过分散研磨的方式混入低沸点液体中，形成可流动的第一混合物，低沸点液体的沸点为80℃-240℃；B.将第一混合物和高沸点聚合物混合得到第二混合物，并同时在设定温度下馏出所述低沸点液体，高沸点聚合物的沸点至少比低沸点液体的沸点高20℃；C.收集第二混合物馏出低沸点液体后的超浓缩油性色浆；设定温度大于低沸点液体的沸点且低于高沸点聚合物的沸点。本发明中加工超浓缩油性色浆的方法利用低沸点液体沸点较低，易挥发的特性得到超浓缩油性色浆，且通过调整第一混合物和高沸点聚合物的混合添加量能够调整油性色浆的浓度。
Description
技术领域
本发明涉及化学加工领域，具体而言，涉及加工超浓缩油性色浆的方法。
背景技术
油性色浆是广泛应用于油漆、塑料加工、纺织领域，以黑色油性色浆为例，其制备方法包括：流动性黑色油性色浆制备方法，用高速分散机将碳黑色料和高沸点聚合物分散混合，然后用研磨机(砂磨机或者三辊机)进行研磨制得，此方法所得物料通常碳黑含量不超过15%；半流动或非流动黑色油性色浆，通过捏合机或者行星搅拌机混合，三辊研磨机加强混合度和研磨细度,此方法所得物料通常碳黑含量不超过30%。在制备中，通常有机颜料和碳黑类物质吸油值高，在现有常规方法中制备物含量不高，尤其黑色油性色浆，通常市场上所见的制备物含量在20%以内，超过25%的含量已经使得此类复配物失去自由流动性，色料难以在高沸点聚合物中继续分散，也因此无法再继续提高固体含量去制备更高含量的浓缩体。
发明内容
本发明的目的在于提供加工超浓缩油性色浆的方法，以解决上述的问题。
本发明实施例提供了一种加工超浓缩油性色浆的方法，包括：
A.将色料通过分散研磨的方式混入低沸点液体中，形成可流动的第一混合物，所述低沸点液体的沸点为80℃-240℃；
B.将所述第一混合物和高沸点聚合物混合得到第二混合物，并同时在设定温度下馏出所述低沸点液体，所述高沸点聚合物的沸点至少比所述低沸点液体的沸点高20℃；
C.收集所述第二混合物馏出所述低沸点液体后的超浓缩油性色浆；
所述设定温度大于低沸点液体的沸点且低于高沸点聚合物的沸点。
本发明实施例提供的加工超浓缩油性色浆的方法，与现有技术相比，在加工超浓缩油性色浆中，先将色料混入低沸点液体中得到第一混合物，然后在将第一混合物与高沸点聚合物混合得到第二混合物，利用低沸点液体沸点较低，易挥发的特性，通过连续馏出的方式，将第二混合物中的低沸点液体挥发出去，剩余的产物必然是超浓缩油性色浆，且通过调整第一混合物和高沸点聚合物的混合添加量能够调整油性色浆的浓度。
附图说明
图1示出了本发明一个实施例中加工超浓缩油性色浆的方法的制备流程示意图；
图2示出了本发明一个实施例中加工超浓缩油性色浆的方法采用的设备示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
本发明实施例提供了一种加工超浓缩油性色浆的方法，包括：
A.将色料通过分散研磨的方式混入低沸点液体中，形成可流动的第一混合物，所述低沸点液体的沸点为80℃-240℃；
B.将所述第一混合物和高沸点聚合物混合得到第二混合物，并同时在设定温度下馏出所述低沸点液体，所述高沸点聚合物的沸点至少比所述低沸点液体的沸点高20℃；
C.收集所述第二混合物馏出所述低沸点液体后的超浓缩油性色浆；
所述设定温度大于低沸点液体的沸点且低于高沸点聚合物的沸点。
在加工超浓缩油性色浆中，先将色料混入低沸点液体中得到第一混合物，然后在将第一混合物与高沸点聚合物混合得到第二混合物，利用低沸点液体沸点较低，易挥发的特性，通过连续馏出的方式，将第二混合物中的低沸点液体挥发出去，剩余的产物必然是超浓缩油性色浆，且通过调整第一混合物和高沸点聚合物的混合添加量能够调整油性色浆的浓度。
接下来，本发明通过一个具体实施例来详细描述该加工超浓缩油性色浆的方法，如图1，所示：
步骤101，选择低沸点液体；
低沸点液体作为载体，选择原则为：选择常压下沸点大于80℃,并且低于240℃的液体，沸点过低不利于后续第一混合物的安全加工，沸点过高会提高后续馏出操作中设定温度，并限制高沸点液体物质选择范围；
在一些实施例中可以选自与以下任一种：水、乙二醇、环氧大豆油等等。需要注意的是，这里不使用易挥发溶剂类产品(比如汽油等)和沸点过低的液体以防止危险发生。
步骤102，选择高沸点聚合物；
该高沸点聚合物为超浓缩油性色浆中除色料外的物质。具体选择比低沸点液体的沸点至少大于20℃的液体，以方便设定后续馏出操作中设备温度，并方便操控，高沸点聚合物最好首选大于260℃的聚合物，最主要的是根据最后制备的超浓缩油性色浆来选择合适相容的物质。
在一些实施例中可以选自与以下任一种：二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）、己二酸二辛酯（DOA）、环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯增塑剂（DINCH）等等，应用举例：在硅胶染色应用中通常选择硅油（二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油）做载体，而塑料应用中通常用增塑剂做载体，这样选择时为了适应和目标染色物质相似相容。
步骤103，选择色料；
根据制备超浓缩油性色浆的颜色，来选择色料，比如：碳黑，有机颜料，无机颜料。因为本发明沿用了现有技术中的色料，因此有机颜料、无机颜料对本领域技术人员来说均可以根据现有技术进行确定具体的物质。
步骤104，将色料通过分散研磨的方式混入低沸点液体中，形成可流动的第一混合物；
该步操作可以参考常规油性和水性色浆的制备方法。在该步骤中对色料与低沸点液体的混合比例不做限定，只要能够满足需要的细度，本步骤能较好的回避色料的吸油性，能够将色料加工到纳米级别，并且使第一混合物处于流动状态，方便下一步添加到高沸点聚合物中。该步的色料在第一混合物中的质量含量通常为20%以内，超过25%通常就失去了流动性，所以以不失去流动性为最高添加量上限。
在一些实施例中，该步骤采用高速分散研磨的方式，高速的分散研磨的速度通常为1200-1500转/分钟。
步骤105，将所述第一混合物和高沸点聚合物混合得到第二混合物，并同时在设定温度下馏出所述低沸点液体；
设定温度处于所述低沸点液体的沸点和所述高沸点聚合物的沸点之间，即，设定温度大于低沸点液体的沸点且低于高沸点聚合物的沸点。本步骤借助了低沸点液体的沸点（有时候也称为挥发点）小于高沸点聚合物沸点（有时候也称为挥发点），通过馏出低沸点液体，能在超浓缩油性色浆中仅保留高沸点聚合物和色料。而且，通过调整第一混合物和高沸点聚合物的混合添加量，能够调整油性色浆的浓度。
该步骤以及后面的收集步骤中，在逐步馏出低沸点液体后，为了防止色料团聚，要对馏出后的剩余物进行连续的剪切、分散，使色料在其中仍然处于分散状态，进而完全不影响因为浓缩而带来的难分散现象。因此，通过该超浓缩油性色浆的制备方法得到的油性色浆不会因为色料在高沸点聚合物中的比例增高，而影响指标性能。
在一些具体实施例中，该步骤可以在平推式的双螺杆挤出机、或三螺杆挤出机、或往复机上进行，一方面利用设备的螺杆混合功能或捏合功能，另一方面，设备可以进行连续加热，且有一个以上的第一混合物入口、一个以上的高沸点聚合物入口、一个以上低沸点液体（馏出物）出口、超浓缩油性色浆出口，方便添加第一混合物、高沸点聚合物、馏出低沸点液体、收集超浓缩油性色浆。
步骤106，测量所述第二混合物中馏出所述低沸点液体后的剩余物中低沸点液体（也可称为挥发份）的剩余量；
测量低沸点液体的剩余量能够确定第二混合物中有没有完全馏出低沸点液体。
若所述剩余量为0，则进行下一个步骤；
如果所述剩余量大于0，则提高所述设定温度，或增加所述B中第二混合物的馏出时间。
需要说明的是，步骤106是一个前期的动作，在制备相同浓度的油性色浆时的预先动作，通过该步骤可以确定制备某一浓度的油性色浆中的操作参数（包括馏出的设定温度、馏出时间等），然后每次制备时均采用该参数即可。
在一些具体实施例中，一旦采用平推式的双螺杆挤出机，如图2所示、或三螺杆挤出机、或往复机时，可以通过减慢螺杆的转速，来增加第二混合物的停留时间，进而延长馏出时间；或者提高加热温度，进而提高馏出量。
另一方面，由于超浓缩油性色浆中一些特殊应用（比如硅胶不能含潮汽）不能含有低沸点液体，因此，需要测量。
步骤107，收集所述第二混合物馏出所述低沸点液体后的超浓缩油性色浆。
以上方法提高了色料的含量，在制备含有相同量的色料的油性色浆中，本方法无需再使用过多的高沸点聚合物，从而降低了油性色浆的生产成本。
另一方面，由于生产成本和使用成本降低，且色浆浓缩而分散较好的特性，在日常使用中，取代了直接使用粉末碳黑的领域，避免了碳黑飞扬而造成的环境污染问题。
本方法采用连续加工的方式进行制备，加工流程简单、易操作和控制。
下面通过一个具体制备黑色油性色浆的例子来详细说明该超浓缩油性色浆的加工方法：
一：第一混合物的制备：
用常规方法，加工流动的第一混合物，配方如下：
乙二醇混合物（乙二醇沸点197.3℃和水），质量百分比：83%；
碳黑Carbot M570（色料），质量百分比：15%；
分散剂HDK150A（辅料），质量百分比：2%；
按照如上配方，进行高速分散研磨制作第一混合物500公斤备用。
二：高沸点聚合物：二甲基硅油Momentive TSF350c.pa.s
三：制备碳黑质量百分含量为45%的高浓度黑色油性色浆
在双螺杆注料口按照设定比例注入第一混合物和高沸点聚合物，分仓注入或者混合注入都可以，本例中分仓注入，如图2所示。第一混合物300公斤，高沸点聚合物55公斤，水和乙二醇经过加工后全部馏出，则残存固体相含量300*15%=45公斤，与55公斤二甲基硅油换相混合，得到最终制成品45%碳黑含量的浓缩黑色油性色浆。
在其他的实施例中，可以将乙二醇，替换成水、环氧大豆油等。
在其他的实施例中，可以将二甲基硅油，替换成其他硅油（比如：乙烯基硅油、含氢硅油）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）、己二酸二辛酯（DOA）、环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯增塑剂（DINCH）等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，包括：
A.将色料通过分散研磨的方式混入低沸点液体中，形成可流动的第一混合物，所述低沸点液体的沸点为80℃-240℃；
B.将所述第一混合物和高沸点聚合物混合得到第二混合物，并同时在设定温度下馏出所述低沸点液体，所述高沸点聚合物的沸点至少比所述低沸点液体的沸点高20℃；
C.收集所述第二混合物馏出所述低沸点液体后的超浓缩油性色浆；
所述设定温度大于低沸点液体的沸点且低于高沸点聚合物的沸点。
2.根据权利要求1所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述低沸点液体包括以下一种或多种：水、乙二醇、环氧大豆油。
3.权利要求1所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述高沸点聚合物的沸点大于260℃，包括以下一种或多种：二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、邻苯二甲酸二异癸酯DIDP、己二酸二辛酯DOA、环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯增塑剂DINCH。
4.权利要求2所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述分散研磨的速度为1200-1500转/分钟。
5.权利要求1所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述色料在所述第一混合物中的质量含量小于20%。
6.根据权利要求1所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述在设定温度下馏出所述低沸点液体的同时，所述方法还包括：对所述第二混合物馏出所述低沸点液体后的剩余物进行剪切、分散。
7.根据权利要求1所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述色料包括以下任一种：碳黑、有机颜料、无机颜料。
8.根据权利要求1-7任一项所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
在所述B之后，在所述C之前，所述方法进一步包括：测量所述第二混合物中馏出所述低沸点液体后的剩余物中所述低沸点液体的剩余量；
若所述剩余量为0，则进行步骤C；
如果所述剩余量大于0，则提高所述设定温度，或增加所述B中第二混合物的馏出时间。
9.根据权利要求8所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述B采用的设备为双螺杆挤出机、或三螺杆挤出机、或往复机；
所述设备设有一个以上的第一混合物入口、一个以上的高沸点聚合物入口、一个以上低沸点液体出口、超浓缩油性色浆出口。
10.根据权利要求9所述的加工超浓缩油性色浆的方法，其特征在于，
所述增加所述B中第二混合物的馏出时间为减慢所述设备的螺杆转速。
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