CN109651836B - 一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法 - Google Patents
一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，包括重氮组分打浆处理，重氮化反应，底液的制备，偶合液制备，偶合反应和颜料化处理等步骤。本发明在现有颜料黄83生产方法的基础上，通过在偶合反应中添加取代烯烃（即羟甲基丙烯酰胺）有效阻止偶合反应过程中生成多氯联苯的副反应，从而在不影响颜料性能的情况下，达到去除PCBs的目的，有效控制颜料产物中多氯联苯胺含量低于环保要求的限制值25ppm以下，解决现有生产方法颜料产物中多氯联苯胺含量高的环境问题，减少后处理及水洗去除多氯联苯胺的步骤，降低生产成本。本发明工艺合理，适于规模化生产。
Description
技术领域
本发明属于颜料技术领域，具体涉及一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法。
背景技术
塑胶用低多氯联苯胺（PCBs）环保型黄颜料PY83（即黄颜料P.Y.83），也称C.I.颜料红黄83，它是一种红光黄色颜料，该颜料比颜料黄13更显红光，与颜料黄10相似，但比颜料黄10强度要高一倍，具有优异的耐光、耐热、耐溶剂及耐迁移性。应用于印墨及汽车涂料；广泛用于塑料着色，具有良好的耐溶剂性与耐光性，在软质PVC中甚至在低浓度下也不发生迁移与渗色，耐光牢度8级；在HDPE中具有较高的着色强度。用于橡胶与塑胶，在PP中耐热270℃/5min。
C.I.颜料黄83传统生产方法为：将3,3′-二氯联苯胺盐酸盐（DCB）、水、盐酸常温打浆后，在低温下加入亚硝酸钠水溶液重氮化，其重氮盐与偶合组分5-乙酰乙酰胺基苯并咪唑酮（AS-IRG）及4-氯-2,5-双甲氧基乙酰乙酰苯胺（AABI）在酸性介质中进行偶合反应，在进行热处理、过滤，水洗，干燥。该法制成的C.I.颜料黄83因其DCB与AS-IRG、AABI的投料比为100：（104-105），虽通过后处理及水洗可去除部分PCBs，但颜料中PCBs含量仍在25ppm以上，高于环保要求数据。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，包括如下步骤：
1）重氮组分打浆处理：将3,3′-二氯联苯胺盐酸盐、水与盐酸加入反应釜中，常温打浆2h，得到均匀的灰色浊液；
2）重氮化反应：在酸性条件下，在0℃以下向步骤1）得到的灰色浊液中加入亚硝酸钠水溶液，进行重氮化反应后得到重氮化液，在0-5℃下搅拌1h，而后加入氨基磺酸除去多余的亚硝酸钠，并保持碘化钾试纸检测为浅蓝色，搅拌10min后加入羟甲基丙烯酰胺，重氮液过滤后得到黄色清液；
3）底液的制备：向偶合反应釜中加入水、甲酸与OS-15，搅拌均匀后，加入化清的牛脂基丙撑二胺（SF-2），并降温至0-5℃，得到澄清液；
4）偶合液制备：向溶解桶中加入水、液碱、椰油基二甲基氧化胺（SF-1）、4-氯-2,5-双甲氧基乙酰乙酰苯胺和5-乙酰乙酰胺基苯并咪唑酮，在30-35℃下搅拌化清，得到无色清液，向无色清液中加入步骤3）得到的澄清液，得到白色乳液，向白色乳液中加入醋酸钠；
5）偶合反应：在0-5℃下，将步骤2）得到的黄色清液加入步骤4）的偶合反应釜中进行偶合反应，控制反应体系pH呈酸性，反应结束后搅拌1小时；
6）颜料化处理：将步骤5）得到的反应液升温至50±1℃，调整pH至碱性，加入亚硫酸盐搅拌，升温至90-95℃下搅拌30min，降温，水洗、过滤，在85-90℃下烘干，得到颜料PY83。
所述的一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，步骤1）中所述3,3′-二氯联苯胺盐酸盐与4-氯-2,5-双甲氧基乙酰乙酰苯胺的投料重量比为100:（105-106）。
所述的一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，步骤4）中向白色乳液中加入醋酸钠。
所述的一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，步骤5）中控制反应体系pH在4.5-5.2。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明通过在底液制备过程加入OS-15，使颜料粒子表面被活性剂分子覆盖，有效抑制了晶体成长，阻碍了聚集体的产生，使步骤3）制备偶合组分粒子的颗粒细小，能有效提高偶合反应速度，抑制副反应的产生，亦能使颜料的透明度增强，流动性和分散性得到改善。
（2）本发明通过在底液制备过程加入牛脂基丙撑二胺（SF-2），沉淀在颜料表面，以单分子层或多分子层包裹颜料粒子表面的活性区域或全部颗粒，能明显提高颜料鲜艳度，着色力，透明度。
（3）本发明通过在偶合液制备过程加入椰油基二甲基氧化胺（SF-1），在碱性条件下，使偶合液增稠、增泡，增加接触面积使AS-IRG析出颗粒更加细腻，提高偶合过程的反应速度。
（4）本发明在现有颜料黄83生产方法的基础上，通过在偶合反应中添加取代烯烃（即羟甲基丙烯酰胺）有效阻止偶合反应过程中生成多氯联苯的副反应，从而在不影响颜料性能的情况下，达到去除PCBs的目的，有效控制颜料产物中多氯联苯胺含量低于环保要求的限制值25ppm以下，解决现有生产方法颜料产物中多氯联苯胺含量高的环境问题，减少后处理及水洗去除多氯联苯胺的步骤，降低生产成本。本发明工艺合理，适于规模化生产。
（5）本发明反应条件温和，对设备要求低，改性剂较常见，改性剂应用难度较小，得到的产物PY83性能好，其耐热性达到270℃。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1：
1）重氮化反应：将150kg 3,3′-二氯联苯胺盐酸盐加入反应釜中，加水1000kg、盐酸250kg，常温打浆2h；降温至0℃以下，确认pH≤1；然后在温度T≤0℃条件下缓慢2-3min加入30%亚硝酸钠水溶液274kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液，加入N-羟甲基丙烯酰胺20kg，搅拌20min后过滤；
2）偶合反应：向化料桶中加入2000kg水、180kg液碱、18kg SF-1、5kg AABI、342kgAS-IRG，在30-35℃下搅拌30min，得到澄清液；向反应釜加入5kg甲酸、2000kg水与10kgOS-15，搅拌均匀后加入化清的2kg SF-2，搅拌10min；在温度0-5℃下，将化料桶中的清液在45-60min内加入反应釜中，进行酸析，得到白色乳液；将300kg醋酸钠加入反应釜中搅拌10min；用50kg甲酸（85%）、200kg水的稀溶液，调整pH在5.0-5.5，温度保持在5-10℃；将重氮液在5-10℃下注入偶合反应釜中进行偶合反应，当pH降至4.5±0.1，停止偶合，调整pH至5.2±0.1，继续偶合，再搅拌30min。
3）后处理：升温至50±1℃，用8%液碱调整pH至8.7-9.2，搅拌10min，在10-15min内加入化清的亚硫酸钠（14kg亚硫酸钠+200kg水），升温至90-95℃，保温30min，降温至60℃，用60℃水水洗、加压压滤，在85-90℃下烘干。
实施例2
1）重氮化反应：将150kg 3,3′-二氯联苯胺盐酸盐加入反应釜中，加水1000kg、盐酸250kg，常温打浆2h；降温0℃以下，确认pH≤1；然后在温度T≤0℃条件下缓慢2-3min加入30%亚硝酸钠水溶液274kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液，加入N-羟甲基丙烯酰胺15kg，搅拌20min后过滤；
2）偶合反应：向化料桶中加入2000kg水，180kg液碱、18kg SF-1、5kg AABI、342kgAS-IRG，在30-35℃下搅拌30min，得到澄清液；向反应釜加入5kg甲酸、2000kg水与10kgOS-15，搅拌均匀后加入化清的2kg SF-2，搅拌10min；在0-5℃下，将化料桶中的清液在45-60min内加入反应釜中，进行酸析，得到白色乳液；将300kg醋酸钠加入反应釜中搅拌10min；用50kg甲酸（85%）、200kg水的稀溶液，调整pH至5.0-5.5，温度保持在5-10℃；将重氮液在5-10℃下注入偶合反应釜中进行偶合反应，当pH降至4.5±0.1，停止偶合，调整pH至5.2±0.1，继续偶合，再搅拌30min。
3）后处理：升温至50±1℃，用8%液碱调整pH至8.7-9.2，搅拌10min，在10-15min内加入化清的亚硫酸钠（14kg亚硫酸钠+200kg水），升温至90-95℃，保温30min，降温至60℃，用60℃水水洗、加压压滤，在85-90℃下烘干。
实施例3
1）重氮化反应：将150kg 3,3′-二氯联苯胺盐酸盐加入反应釜中，加水1000kg、盐酸250kg，常温打浆2h；降温0℃以下，确认pH≤1；然后在温度T≤0℃条件下缓慢加入30%亚硝酸钠水溶液400kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液，加入N-羟甲基丙烯酰胺9kg，搅拌20min后过滤；
2）偶合反应：向化料桶中加入2000kg水，180kg液碱、18kg SF-1、5kg AABI、342kgAS-IRG，在30-35℃温度下搅拌30min，得到澄清液；向反应釜加入5kg甲酸、2000kg水与10kgOS-15，搅拌均匀加入化清的2kg SF-2，搅拌10min；在温度0-5℃下，将化料桶中的清液45-60min内加入反应釜，进行酸析，得到白色乳液；将300kg醋酸钠加入反应釜搅拌10min；用50kg甲酸（85%）、200kg水的稀溶液，调整pH至5.0-5.5，温度保持5-10℃；将重氮液在5-10℃下注入该偶合反应釜中进行偶合反应，当pH降至4.5±0.1，停止偶合，调整pH至5.2±0.1，继续偶合，再搅拌30min。
3）后处理：升温50±1℃，用8%液碱调整pH至8.7-9.2，搅拌10min，在10-15min内加入化清的亚硫酸钠（14kg亚硫酸钠+200kg水），升温至90-95℃，保温30min，降温至60℃，用60℃水水洗、加压压滤，在85-90℃下烘干。
实例相关数据：
方法一：委托SGS机构进行检测，标准为欧盟AP(89)1，得到如下表1数据：
| 项目 | 限制 | 实例1 | 实例2 | 实例3 |
| PCBs | 25ppm | ND | ND | ND |
方法二：委托SGS机构进行检测，检测方法为ETAD 229，得到如下表2数据：
| 项目 | 限制 | 实例1 | 实例2 | 实例3 |
| PCBs | 25ppm | 21.0 | 18.1 | 10.7 |
从表1、2中可以看出，本发明实施例中的PCBs含量均低于限值。
Claims (3)
1.一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，其特征在于包括如下步骤：
1)重氮化反应：将150kg 3,3′-二氯联苯胺盐酸盐加入反应釜中，加水1000kg、盐酸250kg，常温打浆2h；降温至0℃以下，确认pH≤1；然后在温度T≤0℃条件下缓慢2-3min加入30％亚硝酸钠水溶液274kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液，加入N-羟甲基丙烯酰胺20kg，搅拌20min后过滤；
2)偶合反应：向化料桶中加入2000kg水、180kg液碱、18kg椰油基二甲基氧化胺、5kg 4-氯-2,5-双甲氧基乙酰乙酰苯胺、342kg 5-乙酰乙酰胺基苯并咪唑酮，在30-35℃下搅拌30min，得到澄清液；向反应釜加入5kg甲酸、2000kg水与10kgOS-15，搅拌均匀后加入化清的2kg牛脂基丙撑二胺，搅拌10min；在温度0-5℃下，将化料桶中的清液在45-60min内加入反应釜中，进行酸析，得到白色乳液；将300kg醋酸钠加入反应釜中搅拌10min；用50kg 85％甲酸、200kg水的稀溶液，调整pH在5.0-5.5，温度保持在5-10℃；将重氮液在5-10℃下注入偶合反应釜中进行偶合反应，当pH降至4.5±0.1，停止偶合，调整pH至5.2±0.1，继续偶合，再搅拌30min；
3)后处理：升温至50±1℃，用8％液碱调整pH至8.7-9.2，搅拌10min，在10-15min内加入化清的14kg亚硫酸钠和200kg水，升温至90-95℃，保温30min，降温至60℃，用60℃水水洗、加压压滤，在85-90℃下烘干。
2.一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，其特征在于包括如下步骤：
1)重氮化反应：将150kg 3,3′-二氯联苯胺盐酸盐加入反应釜中，加水1000kg、盐酸250kg，常温打浆2h；降温0℃以下，确认pH≤1；然后在温度T≤0℃条件下缓慢2-3min加入30％亚硝酸钠水溶液274kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液，加入N-羟甲基丙烯酰胺15kg，搅拌20min后过滤；
2)偶合反应：向化料桶中加入2000kg水，180kg液碱、18kg椰油基二甲基氧化胺、5kg 4-氯-2,5-双甲氧基乙酰乙酰苯胺、342kg 5-乙酰乙酰胺基苯并咪唑酮，在30-35℃下搅拌30min，得到澄清液；向反应釜加入5kg甲酸、2000kg水与10kg OS-15，搅拌均匀后加入化清的2kg牛脂基丙撑二胺，搅拌10min；在0-5℃下，将化料桶中的清液在45-60min内加入反应釜中，进行酸析，得到白色乳液；将300kg醋酸钠加入反应釜中搅拌10min；用50kg85％甲酸、200kg水的稀溶液，调整pH至5.0-5.5，温度保持在5-10℃；将重氮液在5-10℃下注入偶合反应釜中进行偶合反应，当pH降至4.5±0.1，停止偶合，调整pH至5.2±0.1，继续偶合，再搅拌30min；
3)后处理：升温至50±1℃，用8％液碱调整pH至8.7-9.2，搅拌10min，在10-15min内加入化清的14kg亚硫酸钠和200kg水，升温至90-95℃，保温30min，降温至60℃，用60℃水水洗、加压压滤，在85-90℃下烘干。
3.一种塑胶用低PCBs环保型黄颜料PY83的工业化生产方法，其特征在于包括如下步骤：
1)重氮化反应：将150kg 3,3′-二氯联苯胺盐酸盐加入反应釜中，加水1000kg、盐酸250kg，常温打浆2h；降温0℃以下，确认pH≤1；然后在温度T≤0℃条件下缓慢加入30％亚硝酸钠水溶液400kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液，加入N-羟甲基丙烯酰胺9kg，搅拌20min后过滤；
2)偶合反应：向化料桶中加入2000kg水，180kg液碱、18kg椰油基二甲基氧化胺、5kg 4-氯-2,5-双甲氧基乙酰乙酰苯胺、342kg 5-乙酰乙酰胺基苯并咪唑酮，在30-35℃温度下搅拌30min，得到澄清液；向反应釜加入5kg甲酸、2000kg水与10kg OS-15，搅拌均匀加入化清的2kg牛脂基丙撑二胺，搅拌10min；在温度0-5℃下，将化料桶中的清液45-60min内加入反应釜，进行酸析，得到白色乳液；将300kg醋酸钠加入反应釜搅拌10min；用50kg 85％甲酸、200kg水的稀溶液，调整pH至5.0-5.5，温度保持5-10℃；将重氮液在5-10℃下注入该偶合反应釜中进行偶合反应，当pH降至4.5±0.1，停止偶合，调整pH至5.2±0.1，继续偶合，再搅拌30min；
3)后处理：升温50±1℃，用8％液碱调整pH至8.7-9.2，搅拌10min，在10-15min内加入化清的14kg亚硫酸钠和200kg水，升温至90-95℃，保温30min，降温至60℃，用60℃水水洗、加压压滤，在85-90℃下烘干。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Industrial production method of low PCBs environment-friendly yellow pigment PY83 for plastics Effective date of registration: 20230223 Granted publication date: 20201201 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. South Lake branch Pledgor: CROWN COLOR TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980033346 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |