CN106280566A - 一种耐高温高分散性无毒颜料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温高分散性无毒颜料及其制备方法，所述耐高温高分散性无毒颜料由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁40‑60份、奇雅子5‑10份、桉精油1‑3份、氢化蓖麻油1‑3份、瓜尔豆胶2‑6份、纳米二氧化硅10‑14份、纳米二氧化钛8‑12份、醋酸丁酯4‑8份、秋葵粘液2‑6份、分散助剂4‑6份、硅烷偶联剂KH‑550 8‑12份、蒙脱土4‑14份、贝壳粉4‑8份、增稠剂3‑8份、双酚A 0.5‑1.5份、麦饭石粉3‑5份；本发明颜料颗粒具有良好的分散性和均匀、合适的力度，既具有着色力强、耐光性强、耐热性高的特点、又具有良好的耐溶剂性及耐酸碱性，不易粉化飞扬扩散；安全无毒且具有较好的抑菌性能、大大的提高了颜料的应用范围。

Description

一种耐高温高分散性无毒颜料及其制备方法

技术领域

本发明涉及颜料领域，具体是一种耐高温高分散性无毒颜料及其制备方法。

背景技术

颜料就是能使物体染上颜色的物质，颜料有可溶性的和不可溶性的，有无机的和有机的区别；颜料主要应用于涂料、油墨、印染、塑料制品、造纸、橡胶制品和陶瓷等行业，随着下游行业的快速发展，对颜料的需求不断扩大，中国颜料行业的发展前景十分广阔；颜料的颜色、耐光性、粉化性、耐热性、耐溶剂性及耐酸碱性能都将影响其用途和效果，颜色是颜料对白光组分选择性吸收的结果，颜料的物理性质如分散性，在一定限度内影响颜色，因为分散程度影响颜料的反射条件，一般粒经越小，色调越深，亮度越大；颜料在光的作用下，颜色有不同程度的变化；暴晒条件下，常常会使颜料变性，导致颜色的变化，且暴晒后，颜料在制成涂膜后，涂膜中成膜物会被破坏，导致表面颜料无法固定在涂膜中，粉化脱落；从毒性方面说，颜料从化学组成来分，可分为无机颜料和有机颜料两大类，无机颜料耐晒、耐热性能好、遮盖力强，但色谱不齐全，着色力低，色光纤研读差，部分金属盐和氧化物毒性较大；有机颜料结构多样，色谱齐全，色光鲜艳纯正，着色力强，但耐光、耐气候性和化学稳定性差，且价格贵；有机颜料的毒理学可以总结说视为几乎生理惰性，即其基本安全，而影响健康的主要因素主要来自他们的灰尘状态即颗粒状物质；但是颜料的中间或最终产品中，可能使用分散剂、粘合剂、溶剂等提高其理化性能，因此，在很大程度上，现有的颜料均或多或少具备一定毒性，有鉴于此，探究和研发一种在保证其理化性能基础上无毒环保的颜料具有极大的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温高分散性无毒颜料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐高温高分散性无毒颜料，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁40-60份、奇雅子5-10份、桉精油1-3份、氢化蓖麻油1-3份、瓜尔豆胶2-6份、纳米二氧化硅10-14份、纳米二氧化钛8-12份、醋酸丁酯4-8份、秋葵粘液2-6份、分散助剂4-6份、硅烷偶联剂KH-550 8-12份、蒙脱土4-14份、贝壳粉4-8份、增稠剂3-8份、双酚A 0.5-1.5份、麦饭石粉3-5份。

作为本发明进一步的方案：所述耐高温高分散性无毒颜料，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁50份、奇雅子7份、桉精油2份、氢化蓖麻油2份、瓜尔豆胶4份、纳米二氧化硅12份、纳米二氧化钛10份、醋酸丁酯6份、秋葵粘液4份、分散助剂5份、硅烷偶联剂KH-550 10份、蒙脱土9份、贝壳粉6份、增稠剂5份、双酚A 1份、麦饭石粉4份。

作为本发明再进一步的方案：所述增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠及羟乙基纤维素中的一种或几种。

作为本发明再进一步的方案：所述分散助剂由以下重量份的原料制成：0.2-0.4份木质素磺酸钠、0.1-0.2份吐温-80、1-2份聚乙二醇、10-15份水；其制备方法是将木质素磺酸钠和聚乙二醇加入水中完全溶解，再加入其他原料于500-800r/min条件下搅拌15-25min得到。

作为本发明再进一步的方案：所述耐高温高分散性无毒颜料的制备方法，包括以下步骤：

1)按配方称取硫酸亚铁、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、蒙脱土、贝壳粉、麦饭石粉，加入到球磨机中混合均匀，得到混合细粉备用；

2)按配方称取奇雅子，采用乙醇提取法提取其挥发油，并与桉精油、氢化蓖麻油、瓜尔豆胶及秋葵粘液一起加入步骤1中的混合细粉，并于高速分散设备中高速混合15-30min；得混合物；

3)按配方称取醋酸丁酯、分散助剂、硅烷偶联剂KH-550、增稠剂及双酚A，依次加入到步骤2中的混合物内，全部添加完成后搅拌8-12min,得到耐高温高分散性无毒颜料。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤1中，物料经球磨机粉碎后过800-1200目筛网备用。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤2中，所述高速分散设备的混合速率为1500-1800r/min。

作为本发明再进一步的方案：所述分散助剂由以下重量份的原料制成：0.3份木质素磺酸钠、0.2份吐温-80、1份聚乙二醇、13份水；所述增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠及羟乙基纤维素以1:1:1的重量比混合而成。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤3中，各物料的投料间隔时间为5min。

本发明中部分成分效力说明：

1.奇雅子：属于薄荷类植物，具有自然抗虫性能，无异味，富含天然抗氧化物，含有DHA、蛋白酶抑制剂protease inhibitors(Pis)、绿原酸(chlorogenicacid)、咖啡酸(caffeicacid)、杨梅黄酮(myricetin)、橡黄素(quercetin)、堪非黄酮醇(kaempferolflavonols)、维生素C、维生素E、β-胡萝卜素(维生素A前体)等十余种天然抗氧化剂。奇雅子叶子含有β-石竹烯，蓝桉醇，二氯化蒎烯等化合物，可以有效的抵制昆虫害。

2.桉精油：桉树叶提取得到，具有很强的杀菌力，具有消毒作用，桉树叶的培养细胞能够有效消除有害化学物质双酚A的毒性，而双酚A常应用于涂料染料制造方面，其能扰乱内分泌系统功能，颗粒状桉树叶培养细胞放到浓度为1PPM的双酚A溶液里，三天后发现双酚A毒性消失，变成无害物质。

3.瓜尔豆胶：由豆科植物瓜尔豆(Cyamposis tetragonolobus)的种子去皮去胚芽后的胚乳部分，干燥粉碎后加水，进行加压水解后用20％的乙醇沉淀，离心分离后干燥粉碎而得；具有较好水溶性，且在低质量分数下呈现很高的粘度；主要成分是分子量为5万-80万的配糖键结合的半乳甘露聚糖、即由半乳糖和甘露糖(1:2)组成的高分子量水解胶体多糖类；瓜尔豆胶溶液呈非牛顿流体的假塑性流体特性，具有搅稀作用；同时具有良好的无机盐兼容性能

4.秋葵粘液：由黄秋葵提取得到，其中含有50％纤维素，能提高液体稳定性和可接受性，并可作为脂肪的替代品。

5.麦饭石粉：麦饭石是一种天然的硅酸盐矿物，麦对生物无毒、无害并具有一定生物活性；麦饭石具有吸附性、溶解性、调节性、生物活性和矿化性等；它能吸附水中游离的金属离子；具有双向调节水PH值功能，可让水保持弱碱性小分子团状态；能保持很强的吸附作用、交换作用，继而拥有强烈的静电引力和脱臭能力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以纳米二氧化硅、纳米二氧化钛及蒙脱土、贝壳粉作为基料，以硅烷偶联剂KH-550作为改性剂进行表面改性，将硫酸亚铁牢固的包覆在其表面，使形成的颗粒具有良好的分散性和均匀、合适的力度，通过引入氢化蓖麻油、双酚A及醋酸丁酯，同时，结合奇雅子、桉精油、瓜尔豆胶、秋葵粘液等植物提取成分的引入作为结合剂，使得本发明的颜料既具有着色力强、耐光性强、耐热性高的特点、又具有良好的耐溶剂性及耐酸碱性，不易粉化飞扬扩散；安全无毒且具有较好的抑菌性能、大大的提高了颜料的应用范围。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种耐高温高分散性无毒颜料，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁40份、奇雅子5份、桉精油1份、氢化蓖麻油1份、瓜尔豆胶2份、纳米二氧化硅10份、纳米二氧化钛8份、醋酸丁酯4份、秋葵粘液2份、分散助剂4份、硅烷偶联剂KH-550 8份、蒙脱土4份、贝壳粉4份、增稠剂3份、双酚A 0.5份、麦饭石粉3份。

实施例2

一种耐高温高分散性无毒颜料，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁60份、奇雅子10份、桉精油3份、氢化蓖麻油3份、瓜尔豆6份、纳米二氧化硅14份、纳米二氧化钛12份、醋酸丁酯8份、秋葵粘液6份、分散助剂6份、硅烷偶联剂KH-550 12份、蒙脱土14份、贝壳粉8份、增稠剂8份、双酚A 1.5份、麦饭石粉5份。

实施例3

一种耐高温高分散性无毒颜料，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁50份、奇雅子7份、桉精油2份、氢化蓖麻油2份、瓜尔豆胶4份、纳米二氧化硅12份、纳米二氧化钛10份、醋酸丁酯6份、秋葵粘液4份、分散助剂5份、硅烷偶联剂KH-550 10份、蒙脱土9份、贝壳粉6份、增稠剂5份、双酚A 1份、麦饭石粉4份。

实施例4

一种耐高温高分散性无毒颜料，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁45份、奇雅子7份、桉精油3份、氢化蓖麻油1份、瓜尔豆胶3份、纳米二氧化硅13份、纳米二氧化钛11份、醋酸丁酯5份、秋葵粘液3份、分散助剂5份、硅烷偶联剂KH-550 11份、蒙脱土11份、贝壳粉7份、增稠剂5份、双酚A 0.8份、麦饭石粉3份。

实施例5

一种耐高温高分散性无毒颜料，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁550份、奇雅子8份、桉精油2份、氢化蓖麻油1份、瓜尔豆胶5份、纳米二氧化硅11份、纳米二氧化钛9份、醋酸丁酯7份、秋葵粘液5份、分散助剂4份、硅烷偶联剂KH-550 9份、蒙脱土7份、贝壳粉5份、增稠剂5份、双酚A 1.1份、麦饭石粉5份。

实施例1-5中所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠及羟乙基纤维素中的一种或几种；所述分散助剂由以下重量份的原料制成：0.2-0.4份木质素磺酸钠、0.1-0.2份吐温-80、1-2份聚乙二醇、10-15份水；其制备方法是将木质素磺酸钠和聚乙二醇加入水中完全溶解，再加入其他原料于500-800r/min条件下搅拌15-25min得到。

实施例1-5中所述的耐高温高分散性无毒颜料的制备方法，包括以下步骤：

1)按配方称取硫酸亚铁、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、蒙脱土、贝壳粉、麦饭石粉，加入到球磨机中混合均匀，过800-1200目筛网得到混合细粉备用；

2)按配方称取奇雅子，采用乙醇提取法提取其挥发油，并与桉精油、氢化蓖麻油、瓜尔豆胶及秋葵粘液一起加入步骤1中的混合细粉，并于高速分散设备中高速混合15-30min，混合速率为1500-1800r/min；得混合物；

3)按配方称取醋酸丁酯、分散助剂、硅烷偶联剂KH-550、增稠剂及双酚A，依次加入到步骤2中的混合物内，各物料的投料间隔时间为5min，全部添加完成后搅拌8-12min,得到耐高温高分散性无毒颜料。

分别对实施例1-5制备得到的颜料进行性能测试，测试结过如表1所示：

表1本发明颜料性能测试结果

由上表可知，本发明具有良好的分散性和均匀、合适的力度，既具有着色力强、耐光性强、耐热性高的特点、又具有良好的耐溶剂性及耐酸碱性，不易粉化飞扬扩散；安全无毒且具有较好的抑菌性能、大大的提高了颜料的应用范围。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种耐高温高分散性无毒颜料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁40-60份、奇雅子5-10份、桉精油1-3份、氢化蓖麻油1-3份、瓜尔豆胶2-6份、纳米二氧化硅10-14份、纳米二氧化钛8-12份、醋酸丁酯4-8份、秋葵粘液2-6份、分散助剂4-6份、硅烷偶联剂KH-550 8-12份、蒙脱土4-14份、贝壳粉4-8份、增稠剂3-8份、双酚A 0.5-1.5份、麦饭石粉3-5份。

2.根据权利要求1所述的耐高温高分散性无毒颜料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：硫酸亚铁50份、奇雅子7份、桉精油2份、氢化蓖麻油2份、瓜尔豆胶4份、纳米二氧化硅12份、纳米二氧化钛10份、醋酸丁酯6份、秋葵粘液4份、分散助剂5份、硅烷偶联剂KH-550 10份、蒙脱土9份、贝壳粉6份、增稠剂5份、双酚A 1份、麦饭石粉4份。

3.根据权利要求1-2任一所述的耐高温高分散性无毒颜料，其特征在于，所述增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠及羟乙基纤维素中的一种或几种。

4.根据权利要求1-2任一所述的耐高温高分散性无毒颜料，其特征在于，所述分散助剂由以下重量份的原料制成：0.2-0.4份木质素磺酸钠、0.1-0.2份吐温-80、1-2份聚乙二醇、10-15份水；其制备方法是将木质素磺酸钠和聚乙二醇加入水中完全溶解，再加入其他原料于500-800r/min条件下搅拌15-25min得到。

5.一种如权利要求1-2任一所述的耐高温高分散性无毒颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按配方称取硫酸亚铁、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、蒙脱土、贝壳粉、麦饭石粉，加入到球磨机中混合均匀，得到混合细粉备用；

2)按配方称取奇雅子，采用乙醇提取法提取其挥发油，并与桉精油、氢化蓖麻油、瓜尔豆胶及秋葵粘液一起加入步骤1中的混合细粉，并于高速分散设备中高速混合15-30min；得混合物；

3)按配方称取醋酸丁酯、分散助剂、硅烷偶联剂KH-550、增稠剂及双酚A，依次加入到步骤2中的混合物内，全部添加完成后搅拌8-12min,得到耐高温高分散性无毒颜料。

6.根据权利要求5所述的耐高温高分散性无毒颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，物料经球磨机粉碎后过800-1200目筛网备用。

7.根据权利要求5所述的耐高温高分散性无毒颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述高速分散设备的混合速率为1500-1800r/min。

8.根据权利要求5所述的耐高温高分散性无毒颜料的制备方法，其特征在于，所述分散助剂由以下重量份的原料制成：0.3份木质素磺酸钠、0.2份吐温-80、1份聚乙二醇、13份水；所述增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠及羟乙基纤维素以1:1:1的重量比混合而成。

9.根据权利要求5所述的耐高温高分散性无毒颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，各物料的投料间隔时间为5min。