CN107916019A - 一种炭黑复合颜料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种炭黑复合颜料、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种炭黑复合颜料、制备方法及其应用，所述的炭黑复合颜料包括片状基材、着色层和偶联剂层，着色层和偶联剂层包覆在片状基材上。所述炭黑复合颜料的制备是在温度为20‑80℃，pH值为8‑11下进行，将基片分散在去离子水中，在连续搅拌下通过计量加入一定质量浓度已知的炭黑溶液和硅烷偶联剂，在炭黑和偶联剂加入量不同，可制得不同色相效果的新型黑色系列颜料。可广泛应用在涂料，油墨，塑胶以及皮革等领域。

Description

一种炭黑复合颜料、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种炭黑复合颜料，基于在片状基材上面包覆炭黑使颜料具有黑色效果的颜料、制备方法及其应用。
背景技术
珠光颜料是能够产生具有珍珠般光泽的一类颜料，由于珠光颜料是经过在基片上包覆的材料折射率不同，因此，当光线照射在珠光颜料每一颜料片上时，光线在穿过颜料膜层和基片界面层时，会产生多次反射、折射、透射而形成的具有珍珠般效果的光泽。效应颜料具有这种特殊的光泽而被广泛应用于塑料、化妆品、涂料和皮革等领域中。
钛系列珠光颜料在涂料、塑胶等行业中应用时，由于二氧化钛具有较强的光化学活性，在一定波长的光子激发下，发生生成自由基的反应，强氧化性自由基的存在导致有机物降解。而炭黑是利用烃类物质(油类或天然气等碳氢化合物)在空气不足的条件下经不完全燃烧或热裂解而得的产物，主要由碳元素组成，以近似球体的胶体原生粒子及聚集体形式存在，外观呈黑色粉末。在炭黑中，碳原子在每一层面中的排列是有序的，而相邻层面之间碳原子的排列又是无序的，因此，炭黑的微观结构介于石墨晶体结构与无定形体结构之间。
一般来说，炭黑粒子不是孤立存在的，而是由多个粒子通过碳晶层相互穿插，形成链枝状聚集在一起，有着很大的比表面积，具有很强的吸附性能。炭黑的生产方法不同其表面化学性能各异，炭黑表面具有不同的含氧官能团，如羧基、醌基、酚基和内酯基等主要表面官能团，这些化学基团对其反应性能有着显著的影响，也正是因为炭黑的特殊结构以及其表面众多官能团的存在，使得炭黑有着广泛的用途。将炭黑通过湿化学法在有偶联剂帮助的情况下，将炭黑沉积在珠光颜料表面，使其珠光颜料具有黑色色调的双色颜料，使得珠光颜料产生更加深沉而迷人的色彩，在现有珠光颜料中，钛系列珠光颜料由于其外观为白色粉末，在透明涂料、塑胶等行业应用中，色彩效果很不明显，在其表面包覆一层炭黑后，与未包覆炭黑的珠光颜料相对比，颜色显现效果更佳。作为紫外光稳定剂，具有较高的吸光性，在钛系列珠光颜料表面包覆一层炭黑，不仅能够时颜料的颜色更加鲜艳，而且能够阻止二氧化钛被紫外线激发而产生自由基而使有机物降解，延长涂料、塑胶等的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有的珠光颜料有机物易降解，寿命短、颜色不够鲜艳等问题，提供一种炭黑复合颜料、制备方法及其应用，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，包括片状基材、着色层和偶联剂层，着色层和偶联剂层包覆在片状基材上。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，其中所述片状基材为珠光颜料。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，其中所述珠光颜料是以天然云母、合成云母、SiO2薄片或Al2O3薄片为基片。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，其中所述珠光颜料选自天然云母、合成云母、SiO2薄片或Al2O3薄片为基片的钛系列珠光颜料、铁系列珠光颜料、铁钛复合系列珠光颜料珠光颜料。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，其中所述着色层为炭黑。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，其中所述偶联剂层为硅烷偶联剂。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，其中所述硅烷偶联剂不限于3-氨丙基三乙氧基硅烷；3-氨丙基三甲氧基硅烷；2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料，其中所述的炭黑复合颜料在于涂料、塑胶、皮革领域的应用。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将基材与水依次投入到反应釜中形成釜液；
(2)将釜液升温；
(3)搅拌釜液，缓慢加入着色剂，同时加入偶联剂；
(4)调节釜液的pH值；
(5)过滤、洗涤、干燥处理。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料的制备方法，其中所述釜液升温的温度为20-80℃。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料的制备方法，其中所述釜液的pH值为8-11。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料的制备方法，其中所述着色层为炭黑，偶联剂层为硅烷偶联剂。
本发明的另一目的在于，依据本发明提出的一种炭黑复合颜料的制备方法，其中所述的干燥温度为60-150℃。
经由上述可知，本发明涉及一种炭黑复合颜料、制备方法及其应用，所述的炭黑复合颜料包括片状基材、着色层和偶联剂层，着色层和偶联剂层包覆在片状基材上。所述炭黑复合颜料的制备是在温度为20-80℃，pH值为8-11下，将基片分散在去离子水中，在连续搅拌下通过计量加入一定质量浓度已知的炭黑溶液和硅烷偶联剂，在炭黑和偶联剂加入量不同，可制得不同色相效果的新型黑色系列颜料。可广泛应用在涂料，油墨，塑胶以及皮革等领域。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明具有工艺简单、易于控制、生产效率高等特点。根据本发明所制备的黑色复合颜料具有遮盖力高、着色力强、分散性好及颜色效果好等性能，可用于涂料、塑胶、皮革等领域。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为了使本发明更加通俗易懂，下面将结合本发明的具体实施案例做进一步的说明。
实施例1
称取30克粒径为10-60微米、以天然云母为基片的钛系列干涉银白色珠光颜料为包覆基片，置于2000毫升反应釜中，再加入800毫升去离子水，打开搅拌器使釜液均匀分散并升温至50℃。以30ml/h计量加入60克浓度为0.5％的炭黑溶液，同时加入1.5克浓度为40％硅烷偶联剂(3-氨丙基三乙氧基硅烷)，在此期间用10％的氢氧化钠或10％的盐酸维持体系的pH值稳定在9.5。当加料完成时，釜液中原来干涉银白基片的珠光颜料已变成银灰色珠光颜料，维持温度不变，釜液进一步搅拌继续反应30min。将上述反应釜中悬浮液过滤，用去离子水洗涤，在60℃的烘箱中干燥12小时，即可得到一种具有高遮盖力，高色饱和度的银灰色珠光颜料。
实施例2
称取30克粒径为10-60微米、以天然云母为基片的钛系列干涉红色珠光颜料为包覆基片，置于2000毫升反应釜中，再加入800毫升去离子水，打开搅拌器使釜液均匀分散并升温至60℃。以30ml/h计量加入60克浓度为0.5％的炭黑溶液，同时加入1.5克浓度为40％硅烷偶联剂(3-氨丙基三甲氧基硅烷)，在此期间用10％的氢氧化钠或10％的盐酸维持体系的pH值稳定在9.5。当加料完成时，釜液中原来干涉红色基片的珠光颜料已变成外观带有黑色色调的干涉红色珠光颜料，维持温度不变，釜液进一步搅拌继续反应30min。将上述反应釜中悬浮液过滤，用去离子水洗涤，在120℃的烘箱中干燥4小时，即可得到一种具有高遮盖力，高色饱和度的外观具有黑色色调的干涉红双色珠光颜料。
实施例3
称取30克粒径为10-60微米、以天然云母为基片的钛系列干涉银白色珠光颜料为包覆基片，置于2000毫升反应釜中，再加入800毫升去离子水，打开搅拌器使釜液均匀分散并升温至70℃。以30ml/h计量加入130克浓度为1.5％的炭黑溶液，同时加入4克浓度为40％硅烷偶联剂(2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷)，当炭黑溶液的加入量还剩65克时，再加入4克浓度为40％硅烷偶联剂(2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷)，在此期间用10％的氢氧化钠或10％的盐酸维持体系的pH值稳定在8.5。当加料完成时，釜液中原来干涉银白色基片的珠光颜料已变成黑灰色珠光颜料，维持温度不变，釜液进一步搅拌继续反应30min。将上述反应釜中悬浮液过滤，用去离子水洗涤，在120℃的烘箱中干燥4小时，即可得到一种具有高遮盖力，高色饱和度的黑灰色珠光颜料。
实施例4
称取30克粒径为10-60微米、以天然云母为基片的氧化铁金属系列金铜色珠光颜料为包覆基片，置于2000毫升反应釜中，再加入800毫升去离子水，打开搅拌器使釜液均匀分散并升温至80℃。以30ml/h计量加入110克浓度为1.5％的炭黑溶液，同时加入7克浓度为40％硅烷偶联剂(2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷)，在此期间用10％的氢氧化钠或10％的盐酸维持体系的pH值稳定在8.0。当加料完成时，釜液中原来金铜色基片的珠光颜料已变成棕色珠光颜料，维持温度不变，釜液进一步搅拌继续反应30min。将上述反应釜中悬浮液过滤，用去离子水洗涤，在120℃的烘箱中干燥4小时，即可得到一种具有高遮盖力，高色饱和度的棕色珠光颜料。
实施例5
称取30克粒径为10-60微米、以合成云母为基片的钛系列干涉金色珠光颜料为包覆基片，置于2000毫升反应釜中，再加入800毫升去离子水，打开搅拌器使釜液均匀分散并升温至20℃。以30ml/h计量加入30克浓度为0.5％的炭黑溶液，同时加入1.0克浓度为40％硅烷偶联剂(3-氨丙基三甲氧基硅烷)，在此期间用10％的氢氧化钠或10％的盐酸维持体系的pH值稳定在11。当加料完成时，釜液中原来金铜色基片的珠光颜料已变成棕色珠光颜料，维持温度不变，釜液进一步搅拌继续反应30min。将上述反应釜中悬浮液过滤，用去离子水洗涤，在150℃的烘箱中干燥3小时，即可得到一种具有高遮盖力，高色饱和度的外观具有黑色色调的金色珠光颜料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种炭黑复合颜料，包括片状基材、着色层和偶联剂层，着色层和偶联剂层包覆在片状基材上。
2.根据权利要求1所述的炭黑复合颜料，其特征在于，所述片状基材为珠光颜料。
3.根据权利要求2所述的炭黑复合颜料，其特征在于，所述珠光颜料以天然云母、合成云母、SiO2薄片或Al2O3薄片为基片。
4.根据权利要求3所述的炭黑复合颜料，其特征在于，所述珠光颜料选自天然云母、合成云母、SiO2薄片或Al2O3薄片为基片的钛系列珠光颜料、铁系列珠光颜料、铁钛复合系列珠光颜料珠光颜料。
5.根据权利要求1所述的炭黑复合颜料，其特征在于，所述着色层为炭黑。
6.根据权利要求1所述的炭黑复合颜料，其特征在于，所述偶联剂层为硅烷偶联剂。
7.根据权利要求6所述的炭黑复合颜料，其特征在于，所述硅烷偶联剂不限于3-氨丙基三乙氧基硅烷；3-氨丙基三甲氧基硅烷；2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
8.权利要求1-7任一所述的炭黑复合颜料在涂料、塑胶、皮革领域的应用。
9.一种炭黑复合颜料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将基材与水依次投入到反应釜中形成釜液；
(2)将釜液升温；
(3)搅拌釜液，缓慢加入着色剂，同时加入偶联剂；
(4)调节釜液的pH值；
(5)过滤、洗涤、干燥处理。
10.根据权利要求9所述的炭黑复合颜料的制备方法，其特征在于，所述釜液升温的温度为20-80℃。
11.根据权利要求9所述的炭黑复合颜料的制备方法，其特征在于，所述釜液的pH值为8-11。
12.根据权利要求9所述的炭黑复合颜料的制备方法，其特征在于，所述着色层为炭黑，偶联剂层为硅烷偶联剂。
13.根据权利要求9所述的炭黑复合颜料的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为60-150℃。
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