CN107761154A - 电化学法在颜料水解包膜中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学法在颜料水解包膜中的应用，涉及颜料生产技术领域；本发明电化学法应用于颜料水解包膜时采用一种颜料水解包膜反应器，反应过程中不使用高腐蚀性的碱液，对反应装置无腐蚀性，安全环保；反应过程中利用稳压直流电源将反应器通电，利用阴极反应不断消耗水解液水解产生的H⁺，通过调节直流电源的电流大小代替传统加碱中和法的碱液流量控制消耗H⁺的速率，使其消耗H⁺的速率与水解速率一致；反应过程相对温和可控，对反应器要求较低，颜料水解包膜反应器造价低廉。

Description

电化学法在颜料水解包膜中的应用

技术领域

本发明涉及颜料生产技术领域，尤其是一种电化学法在颜料水解包膜中的

应用。

背景技术

珠光颜料生产过程中需要在基材表面包覆一层折光率与基材差别较大的薄膜，该工艺对颜料的质量起着关键性的作用，反应条件的波动会对颜料的水解包膜效果造成很大影响，从而影响颜料的质量。因此，其对水解液的pH值、温度和搅拌效果等控制要求很高。

常规的颜料水解包膜过程通常是通过一些强酸弱碱盐水解沉淀包覆完成的。强酸弱碱盐水解通常伴随着H⁺的产生，由于酸碱中和反应迅速而且剧烈，现有的基于加碱中和法为原理的反应器对加碱的流量控制要求极高，流量控制的轻微误差即会导致pH值的剧烈波动，同时碱液具有较高的腐蚀性；因此对该类反应器中碱液输送控制反应器的精密控制和耐腐蚀要求很高，反应器价格高昂。同时由于酸碱中和反应的剧烈性和放热，加碱中和法会容易导致管口附近pH值和温度均高于远离管口部位的区域，体系各处反应条件不均。在很多pH稳定性和均匀性要求较高情况下，加碱中和水解包膜反应器的反应条件控制并不理想，需要额外加入缓冲液调控pH值，一方面提高了用料成本，另一方面缓冲液对反应液造成了污染，提高了环保成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种电化学法在颜料水解包膜中的应用，这种应用可以解决颜料水解包膜生产成本高的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：将电化学法应用到颜料水解包膜中。

上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：电化学应用于颜料水解包膜时采用一种颜料水解包膜反应器包括有电解糟和直流电源；所述电解糟内通过阴离子交换膜隔成阴极室和阳极室，阴极室内设有与直流电源的负极相连的惰性阴极；阳极室内设有与直流电源的正极相连的阳极；阴极室内设有搅拌桨和其上连通有输液管的扰流管，该扰流管壁上设有多个孔。

进一步的，惰性阴极螺旋盘绕在扰流管上。

更进一步的，阳极为废铁或废旧铁合金。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明公开了电化学法在颜料水解包膜中的应用，即将电化学法应用到颜料水解包膜中，摒弃了传统的加碱中和法，电化学法采用一种颜料水解包膜反应器，反应过程中不使用高腐蚀性的碱液，对反应装置无腐蚀性，安全环保；反应过程中利用稳压直流电源将反应器通电，利用阴极反应不断消耗水解液水解产生的H⁺，通过调节直流电源的电流大小代替传统加碱中和法的碱液流量控制消耗H⁺的速率，使其消耗H⁺的速率与水解速率一致；反应过程相对温和可控，对反应器要求较低，颜料水解包膜反应器造价低廉。

2、本发明颜料水解包膜反应器采用圆柱形扰流管，一方面达到扰流作用，

平衡各处的pH值以及温度；另一方面，用作多点加入的输液管，使水解液在体系中的水解均匀而充分。

3、本发明颜料水解包膜反应器采用螺旋形电极配合圆柱形扰流管，使反应液均匀混合，另外，随着搅拌桨的旋转，反应液与电极充分接触，反应体系各处能够均匀加热和消耗H⁺；解决了传统加碱中和反应装置的pH和温度分布不均的问题；同时还将扰流管周围打孔同时作为输料管，让水解液通过扰流管各个孔位多点加入反应液中，进一步稳定了反应体系的pH值，因此在整个水解过程中通常并不需要额外加入缓冲液，节约了大量成本。

4、本发明颜料水解包膜反应器采用廉价废铁或者废旧铁合金作为阳极，反应过程中阳极中的铁逐步溶解进入溶液中，与氯离子生成二价铁回收利用生产氯化铁，氯化铁正是铁系珠光颜料生产的重要原料；阴极区反应液经过滤后的废液可重复使用，利用率达100%，环保、高效。

附图说明

图1是本发明颜料水解包膜反应器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：

如图1所示的本发明，将电化学法应用到颜料水解包膜中，电化学法应用于颜料水解包膜时采用一种颜料水解包膜反应器，该反应器包括内设阴离子交换膜2的电解糟1；阴离子交换膜2将电解糟1隔开成阴极室3和阳极室4，阴极室3内有；阳极室4内有阳极7，惰性阴极5与阳极7通过直流电源6相连；阴极室3内有搅拌器8和扰流管9，扰流管9的上端连通有输液管10；扰流管9设有多个孔11；沉积剂由扰流管7上的多个孔11进入反应体系后即在搅拌器8的带动下绕着螺旋电极转动，同时扰流管7能够适当扰流，保证水解液能够与电极均匀充分的接触；惰性阴极5螺旋盘绕在扰流管9上，让反应液均匀混合，并使反应液随着搅拌器8的启动与电极充分接触，反应体系各处能够均匀消耗H⁺；阳极7为废铁或铁合金材料，反应过程中铁或铁合金材料溶解进入溶液，与氯离子生成二价铁溶液，可回收再利用。

实施例

白色哑光片状包核颜料的制备方法采用如图1所示的设备，将35g粒径D50=4μm的天然云母微粉投入1L去离子水中，制成悬浮液，放入电解糟1的阴极室3内，启动搅拌器8，投入晶粒调节剂聚乙二醇0.5g，继续搅拌加热至65℃，调节直流电源6的电流大小，调节悬浮液的pH值至1.5，然后从输液管10加入4ml浓度为160g/l的的SnCl₄·5H₂O溶液，并在此过程中通过调节直流电源6的电流大小使其pH值保持恒定；当所述SnCl₄·5H₂O溶液添加结束后，继续恒温搅拌15分钟；调节直流电源6的电流大小，使所述悬浮液的pH值调节至1.8～2.0，然后从输液管10加入390ml浓度为2mol/l 的TiCl₄溶液，并在此过程中同样通过调节直流电源6的电流大小使其pH值保持恒定；当所述TiCl₄溶液添加结束后，继续恒温搅拌25分钟；调节直流电源6的电流大小，调节悬浮液pH至5.5，加入0.2g的十二烷基磺酸钠，加料完毕后继续搅拌30分钟，将包覆后的颜料过滤，并在110℃下烘干12小时，最后将该颜料在760℃下煅烧10分钟，出料，自然冷却至室温，得到银白干涉色的片状哑光颜料。

Claims (4)

1.电化学法在颜料水解包膜中的应用。

2.根据权利要求1所述的电化学法在颜料水解包膜中的应用，其特征在于电化学法应用于颜料水解包膜时采用一种颜料水解包膜反应器，所述颜料水解包膜反应器包括有电解糟（1）和直流电源（6）；所述电解糟（1）内通过阴离子交换膜（2）隔成阴极室（3）和阳极室（4），所述阴极室（3）内设有与直流电源（6）的负极相连的惰性阴极（5）；所述阳极室（4）内设有与直流电源（6）的正极相连的阳极（7）；所述阴极室（3）内设有搅拌桨（8）和其上连通有输液管（10）的扰流管（9），该扰流管（9）壁上设有多个孔（11）。

3.根据权利要求2所述的电化学法在颜料水解包膜中的应用，其特征在于：所述惰性阴极（5）螺旋盘绕在扰流管（9）上。

4.根据权利要求2或3所述的电化学法在颜料水解包膜中的应用，其特征在于：所述阳极（7）为废铁或废旧铁合金。