CN111454529A - 一种固态颜料颗粒及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及染色颜料技术领域，具体涉及一种固态颜料颗粒及其制备方法和应用。一种颜料预分散体，按重量份计，至少包括以下组分：颜料20‑90份、纤维素10‑80份、分散剂1‑10份、增塑剂1‑10份、树脂1‑10份、溶剂20‑60份。一种固态颜料颗粒，按重量份计，至少包括以下组分：所述颜料预分散体10‑60份、聚甲基丙烯酸甲酯40‑90份、甲基丙烯酸甲酯1‑10份、助滑剂1‑5份。本发明提供了一种颜料预分散体及其制备得到的固态颜料颗粒，主要应用于有机玻璃染色领域，很大程度上解决了有机玻璃染色过程中存在的不环保和分散性差问题，具有高分散性、优异的储存/运输稳定性、高光泽性、色泽纯净鲜艳、无粉尘飞扬等诸多优点。

Description

一种固态颜料颗粒及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及染色颜料技术领域，具体涉及一种固态颜料颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

随着塑料行业的持续发展，现今塑料的着色加工成型工艺，向着设备大型化，生产高度自动化，运转高速化，产品不断精细化，标准化发展，应运而生了许多超细，超薄，超微化制品，这些制品对颜料的分散要求和标准一直都在提高。此外，对产品生产符合高效，环保，节能和降低成本的呼声也越来越高，由于一般的塑料成型加工设备(如注塑机，纺丝机，单螺杆挤出机)在加工时不能提供颜料分散所需要的剪切力，因此，在使用干粉颜料着色时，会出现数不尽的问题，其实归根朔源，就是颜料的分散问题。

在塑料、橡胶、涂料、油墨的生产中，简化步骤的同时，能得到可重复生产的高色强度和高质量的颜料，是每个企业研发的目的。目前，在使用颜料的领域中，固态颜料颗粒很好地解决了性能不稳定、色浓度差、研磨费时等难题，只要搅拌就会很容易地分散于媒体中的颜料，是使用者最为理想的状态。可以不夸张地说，由于颜料颗粒的出现和表面处理的工业化发展，加上新型分散剂的开发和分散机的进步，颜料的分散变得比之前更加地容易了。本身粉体颜料飞散所致粉尘污染，从作业环境来看绝不是一件好事，所以通过颜料的珠粒化、颗粒化、片状化及添加飞散防止剂等手段，使得非飞散性且容易计量的颜料得以普及，这也是颜料颗粒生存和发展的土壤。

为大力响应及进一步落实国家对于环保生产的一系列方针要求和政策指引，结合目前压克力(有机玻璃)产业的现状，针对压克力市场在落实国家环保政策过程中存在的一些问题，其中比较突出的是危废物产生的问题，本发明提供了一种分散性好、耐候性好的固态颜料颗粒，适合远距离及跨国出口的运输，大大节省货物运输成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种颜料预分散体，按重量份计，至少包括以下组分：颜料20-90份、纤维素10-80份、分散剂1-10 份、增塑剂1-10份、树脂1-10份、溶剂20-60份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述颜料的细度为100-500目。

作为本发明一种优选的技术方案，所述纤维素选自纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素黄酸酯、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂为沸点低于250℃的有机溶剂和 /或水。

作为本发明一种优选的技术方案，所述树脂选自丙烯酸树脂、聚酮树脂、马林酸树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酰胺树脂和氨基树脂中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述纤维素与树脂的重量比为(1-10)：1。

本发明的第二个方面提供了所述颜料预分散体的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)捏合：将捏合机升温至80-130℃，加入颜料、纤维素、分散剂、溶剂、增塑剂和树脂，捏合20-60min，冷却至40-60℃，出料，继续冷却至室温，得预分散体；

(2)分散：将预分散体加入辊温为100-150℃的二辊开炼机，辊筒转速为 30-60r/min，开炼30-60min；辊温降至40-80℃，辊筒转速为5-20r/min，开炼至预分散体的粒径低于300nm，停机冷却至室温，出料即得颜料预分散体。

本发明的第三个方面提供了一种固态颜料颗粒，按重量份计，至少包括以下组分：所述颜料预分散体10-60份、聚甲基丙烯酸甲酯40-90份、甲基丙烯酸甲酯1-10份、助滑剂1-5份。

本发明的第四个方面提供了所述固态颜料颗粒的制备方法，至少包括以下步骤：将颜料预分散体、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和助滑剂加入双螺杆造粒机，升温至150-200℃，转速为200-300r/min，搅拌30-60min，冷却造粒，即得固态颜料颗粒。

本发明的第五个方面提供了所述固态颜料颗粒的应用，应用于有机玻璃领域。

有益效果

本发明提供了一种颜料预分散体及其制备得到的固态颜料颗粒，主要应用于有机玻璃染色领域，很大程度上解决了有机玻璃染色过程中存在的步环保和分散性差问题。本发明提供的固态颜料颗粒可以替代目前压克力染色的两种主要染色材料：粉末状的染色粉和液体状的色浆(色膏)，具有高分散性、优异的储存稳定性、高光泽性、色泽纯净鲜艳、无粉尘飞扬、具有极佳的光泽和流动性，极佳的溶剂释放性等诸多优点，解决了现有技术生产出的染色材料在分散性、光泽、鲜艳度和使用范围上存在的缺陷。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种颜料预分散体，按重量份计，至少包括以下组分：颜料20-90份、纤维素10-80份、分散剂1-10 份、增塑剂1-10份、树脂1-10份、溶剂20-60份。

在一种优选的实施方式中，所述颜料预分散体，按重量份计，至少包括以下组分：颜料35份、纤维素70份、分散剂5份、增塑剂3份、树脂10份、溶剂 40份。

颜料

颜料是指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。无机颜料一般是矿物性物质，人类很早就知道使用无机颜料，利用有色的土和矿石，在岩壁上作画和涂抹身体。有机颜料一般取自植物和海洋动物，如茜蓝、藤黄和古罗马从贝类中提炼的紫色。目前，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。

本发明中，所述颜料，没有特别的限制，可提及有机颜料和无机颜料。

在一种优选的实施方式中，所述无机颜料，可提及炭黑、氧化铁系颜料、铅铬黄(铬酸铅)、锌铬黄(铬酸锌)、镉黄(硫化镉)、氧化铬绿、铅铬绿、铁蓝、钴蓝、群青等。

在一种优选的实施方式中，所述有机颜料，可提及苝颜料、芘酮颜料、偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、三芳甲烷颜料等。

本发明中，所述有机颜料/无机颜料，没有特别的限制，市售均适用于本发明，可提及颜料黄001、颜料黄042、颜料黄109、颜料黄110、颜料黄119、颜料黄128、颜料黄13、颜料黄138、颜料黄14、颜料黄147、颜料黄151、颜料黄154、颜料黄168、颜料黄180、颜料黄181、颜料黄183、颜料黄191:1、颜料黄215、颜料黄42、颜料黄53、颜料黄62、颜料黄65、颜料黄74、颜料黄 83、颜料黄93、颜料黄95、颜料蓝15、颜料蓝15:1、颜料蓝16、颜料蓝2、颜料蓝28、颜料蓝29、颜料蓝36、颜料蓝60、颜料蓝72、颜料绿17、颜料绿36、颜料绿50、颜料绿7加酞菁绿G、颜料紫19、颜料紫2、颜料紫23加永固紫 RL、颜料紫29、颜料紫37、颜料棕23、颜料棕24、颜料棕6、颜料橙13、颜料橙16、颜料橙43、颜料橙61、颜料橙64、颜料橙71、颜料黑011、颜料黑 23、颜料黑28、颜料黑7、颜料红101加氧化铁、颜料红112、颜料红122、颜料红144、颜料红146、颜料红149、颜料红166、颜料红170、颜料红177、颜料红178、颜料红179、颜料红181、颜料红187、颜料红202、颜料红207、颜料红208、颜料红209、颜料红214、颜料红220、颜料红221、颜料红247、颜料红254、颜料红264、颜料红272、颜料红48:2、颜料红49:2、颜料红5、颜料红52:2、颜料红57:1、颜料红68等。

在一种优选的实施方式中，所述颜料的细度为100-500目。

在一种更优选的实施方式中，所述颜料的细度为300±50目。

纤维素

纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50％以上。棉花的纤维素含量接近100％，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50％，还有10～30％的半纤维素和20～ 30％的木质素。

本发明中，所述纤维素选自纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素黄酸酯、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，所述纤维素为纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素磺酸酯中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述纤维素为纤维素乙酸丁酸酯。

在一种优选的实施方式中，所述纤维素乙酸丁酸酯中乙酰基的含量为 10-15wt％。

在一种更优选的实施方式中，所述纤维素乙酸丁酸酯中乙酰基的含量为13.5wt％。

在一种优选的实施方式中，所述纤维素乙酸丁酸酯中丁酰基的含量为 35-40wt％。

在一种更优选的实施方式中，所述纤维素乙酸丁酸酯中丁酰基的含量为 38wt％。

在一种优选的实施方式中，所述纤维素乙酸丁酸酯中羟基的含量为1-2wt％。

在一种更优选的实施方式中，所述纤维素乙酸丁酸酯中羟基的含量为 1.3wt％。

本发明中，所述纤维素乙酸丁酸酯的来源，没有特别的限制，可提及美国伊士曼醋酸丁酸纤维素，型号：CAB-381-0.5、CAB-381-2、CAB-381-0.1、CAB-381-20、 CAB-381-2BP、CAP-482-0.5、CAB-531-1等；优选CAB-381-2、CAB-381-0.1。

本发明中，发明人通过颜料与纤维素的合理复配，能够有效提高颜料的分散性、着色力，稳定性和耐候性。发明人在实验过程中发现，颜料颜色的越深，纤维素的添加量越多。发明人认为可能的原因是，纤维素是一种多孔膜材料，表面具有很多游离羟基，能够吸附、包和、固定颜料分子，使颜料分子均匀分散在纤维素中，从而提高颜料分子的稳定性；同时，纤维素还具有较好的增稠性和膜成形能力，在捏合、开炼的过程中，纤维素和颜料分子之间通过反复摩擦，能够提高颜料分子间的团聚阻力，进一步提高颜料分子被纤维素包裹的均匀性和稳定性，使相同重量的颜料分子表面积更大，着色效率更高，着色能力更强；纤维素通过牢固的化学键结合或包裹固定颜料分子，牢固而不易脱落，具有更持久牢固的着色能力，从而提高颜料分子的稳定性和耐候性。尤其采用中羟基的含量为1-2wt％的纤维素乙酸丁酸酯时，其对颜料分子的结合力达到最佳，有效提高了颜料分子的分散性、稳定性和光泽性。

分散剂

用于颜料分散的助剂。一般是表面活性剂。分散剂通常含有锚固基团和溶剂化链。锚固基团和颜料相互作用，吸附在颜料表面。而溶剂化链为颜料提供稳定性，通常溶剂化链的稳定作用有产生电荷斥力或空间位阻，从而防止颜料产生有害絮凝，使分散体系处在稳定状态。常用的颜料分散剂可分为离子型和非离子型。离子型又可分为阳离子型、阴离子型和两性。涂料中常用的颜料分散剂有合成高分子类、多价羧酸类、偶联剂类等。在涂料中使用颜料分散剂，可增加涂膜的光泽，改善流平性，提高涂料的着色和遮盖力，防止浮色、沉降，提高生产效率和涂料的贮存稳定性。颜料分散剂在纺织工业的印染中也有较广泛的应用。

本发明中，所述分散剂，没有特别的限制，可提及非离子型分散剂、阴离子型分散剂等。

在一种优选的实施方式中，所述阴离子型分散剂，可提及油酸盐、羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等。

在一种优选的实施方式中，所述非离子型分散剂选自含有环氧乙烷基团的异构脂肪烃醇、烷基聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪胺聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述分散剂为异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。

在一种优选的实施方式中，所述异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的HLB值为 8-13。

在一种更优选的实施方式中，所述异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的HLB值为 12.5。

本发明中，所述异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的来源，没有特别的限制，可提及美国陶氏，型号EH-3、EH-6和EH-9等；优选EH-9。

发明人认为，添加一定量的异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚有助于纤维素和颜料颗粒在捏合和开炼过程中剪切和粉碎，并阻止已碎颗粒凝聚，从而保持颜料分散体系的稳定。发明人认为可能的原因是，颜料预分散体各组分原料高剪切力搅拌下，可分散成很小的颗粒，停止搅拌后，在界面张力的作用下容易快速聚集，而加入异辛醇聚氧乙烯聚氧丙系醚后，能够降低固-液间的界面张力，形成稳定的乳浊液。

增塑剂

塑化剂是在工业生产上被广泛使用的高分子材料助剂，又称增塑剂。凡是添加到聚合物材料中能使聚合物塑性增加的物质都称为塑化剂。塑化剂的使用可以改善高分子材料的性能，降低生产成本，提高生产效益，是一类重要的化工产品添加剂，作为助剂普遍应用于塑料制品、混凝土、泥灰、水泥、石膏、化妆品及清洗剂等材料中，特别是在聚氯乙烯塑料制品中，为了增加塑料的可塑性和提高塑料的强度，需要添加邻苯二甲酸酯，其含量有时可达产品的50％。增塑剂的作用主要是减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途，广泛存在于食品包装、化妆品、医疗器材，以及环境水体中。例如保鲜膜、食品包装、玩具等。

本发明中，所述增塑剂，没有特别的限制，可提及脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类等。

在一种优选的实施方式中，所述增塑剂选自环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9,10-环氧硬脂酸辛酯中的至少一种。

溶剂

溶剂是一种可以溶化固体，液体或气体溶质的液体(气体、或固体)(溶剂、溶质都可以为固体、液体、气体)，继而成为溶液。在日常生活中最普遍的溶剂是水。而所谓有机溶剂即是包含碳原子的有机化合物。溶剂通常拥有比较低的沸点和容易挥发。或是可以由蒸馏来去除，从而留下被溶物。因此，溶剂不可以对溶质产生化学反应。它们必须为惰性。溶剂可从混合物萃取可溶化合物，最普遍的例子是以热水冲泡咖啡或茶。溶剂通常是透明，无色的液体，他们大多都有独特的气味。

本发明中，所述溶剂为沸点低于250℃的有机溶剂和/或水。

在一种优选的实施方式中，所述溶剂为沸点低于250℃的有机溶剂和水的组合，重量比为(0.7-2)：1。

在一种更优选的实施方式中，所述溶剂为沸点低于250℃的有机溶剂和水的组合，重量比为1：1。

有机溶剂

本发明中，所述有机溶剂，可提及醇类、酯类、酮类、醚类、芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类和卤化烃类中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，所述有机溶剂选自丙酮、丁酮、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、氯仿、石油醚、乙腈、乙酸、四氢呋喃等。

在一种更优选的实施方式中，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、甲醇、乙醇中的至少一种。

在一种最优选的实施方式中，所述有机溶剂为丙酮。

水

本发明中，所述水，没有特别的限制，可提及去离子水、蒸馏水、自来水中的一种。

在一种优选的实施方式中，所述水为去离子水。

发明人发现，纤维素属于高分子化合物，其特点就是分子量大，内聚力也较大，在体系中运动较困难，极易聚集，分散性差。发明人在实验过程中发现，通过有机溶剂和水的复配，能够极大的提高纤维素在溶剂中的溶解性，从而提高其在体系中的分散性。发明人认为可能的原因是，纤维素的游离羟基对溶剂具有吸引力，但是纤维素吸附水只在无定形区，结晶区并没有吸附水分子。因此，纤维素在溶液中溶解所得的溶液并不是真的纤维素溶液，而是纤维素和存在于液体中的组分形成的一种加成产物，其在颜料分散体体系中以团聚的形式存在，分散性较差。发明人在实验过程中意外发现，复配一定量的有机溶剂后，有机溶剂可作为纤维素的活性剂，也可作为活性剂的溶剂，使溶剂具有较大的极性，促进纤维素的溶解，形成电子供体-电子受体配合体，均匀的分散溶解于溶剂体系中，尤其选用与水互溶的有机溶剂，纤维素内部溶胀的水分子与有机溶剂具有较好的亲和性，能够显著提高纤维素-颜料分子在水中的溶解性和分散稳定性，从而使颜料分子在体系中的分散性进一步提高。

树脂

树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义上的定义，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。树脂的相对分子量不确定但通常较高，常温下呈固态、中固态、假固态，有时也可以是液态的有机物质。具有软化或熔融温度范围，在外力作用下有流动倾向，破裂时常呈贝壳状。广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不溶于水，能溶于有机溶剂。按来源可分为天然树脂和合成树脂；按其加工行为不同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。

本发明中，所述树脂选自丙烯酸树脂、聚酮树脂、马林酸树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酰胺树脂和氨基树脂中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，所述树脂为丙烯酸树脂。

在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸树脂为苯丙树脂。

在一种更优选的实施方式中，所述苯丙树脂的酸值为200-250。

酸值

在化学中，酸价(或称中和值、酸值、酸度)表示中和1克化学物质所需的氢氧化钾(KOH)的毫克数。酸价是对化合物(例如脂肪酸)或混合物中游离羧酸基团数量的一个计量标准。典型的测量程序是，将一份分量已知的样品溶于有机溶剂，用浓度已知的氢氧化钾溶液滴定，并以酚酞溶液作为颜色指示剂。酸价可作为油脂变质程度的指标。酸价的单位：(KOH)/(mg/g)。

在一种更优选的实施方式中，所述苯丙树脂的酸值为240。

本发明中，所述苯丙树脂的来源，没有特别的限制，可提及巴斯夫，型号 67、HPD671、678、682、ECO684、690、HPD696中的一种；优选690。

本发明中，所述纤维素与树脂的重量比为(1-10)：1。

在一种优选的实施方式中，所述纤维素与树脂的重量比为(5-10)：1。

在一种更优选的实施方式中，所述纤维素与树脂的重量比为7：1。

发明人发现，纤维素是一种线性高分子化合物，属于热塑性树脂，在低温条件下，分子链间极易结晶，导致颜料颗粒的应用范围受限。发明人发现，通过添加一定量的丙烯酸树脂，尤其选用苯丙树脂，能够有效改善纤维素在低温条件下结晶，变脆的问题。发明人认为可能的原因是，苯丙树脂能够与纤维素分子通过氢键交联成三维网状结构；其次，分子中含有位阻较大的苯环，能够降低纤维素分子链间的作用力和分子间的缠绕，进而降低链段的规整性，抑制链段的低温结晶结晶性。另外，苯丙树脂对颜料分子具有优异的分散性，能够进一步提高体系各组分间的分散性和相容性。另外，发明人还意外发现，尤其选用酸值为200-250 的苯丙树脂时，能够进一步提高颜料再纤维素中的分散性和附着力。发明人认为可能的原因是，酸值较高的苯丙树脂可作为纤维素的溶胀剂，其中部分体积较大的苯环被诱陷于纤维素原料的“孔穴”中，形成包容纤维素，已被溶胀拉大的距离不易恢复，利于颜料分子的扩散，促进颜料分子的扩散速率和均匀性，从而提高颜料分子的分散性和稳定性。

本发明的第二各方面提供了所述颜料预分散体的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)捏合：将捏合机升温至80-130℃，加入颜料、纤维素、分散剂、溶剂、增塑剂和树脂，捏合20-60min，冷却至40-60℃，出料，继续冷却至室温，得预分散体；

(2)分散：将预分散体加入辊温为100-150℃的二辊开炼机，辊筒转速为 30-60r/min，开炼30-60min；辊温降至40-80℃，辊筒转速为5-20r/min，开炼至预分散体的粒径低于300nm，停机冷却至室温，出料即得颜料预分散体。

在一种优选的实施方式中，所述颜料预分散体的制备方法，包括以下步骤：

(1)捏合：将捏合机升温至110℃，加入颜料、纤维素、分散剂、溶剂、增塑剂和树脂，捏合60min，冷却至50℃，出料，继续冷却至室温，得预分散体；

(2)分散：将预分散体加入辊温为120℃的二辊开炼机，辊筒转速为40r/min，开炼60min；辊温降至50℃，辊筒转速为15r/min，开炼至预分散体的粒径低于 200nm，停机冷却至室温，出料即得颜料预分散体。

发明人认为，本发明通过捏合和开炼两道工艺分别对颜料预分散体的颜料进行混合，能够提高各组分间的相容性和均匀分散性，尤其当预分散体的粒径低于200nm时，颜料分子在体系中的分散性、着色力、遮盖力、耐候性均能达到最佳。

本发明的第三个方面提供了一种固态颜料颗粒，按重量份计，至少包括以下组分：所述颜料预分散体10-60份、聚甲基丙烯酸甲酯40-90份、甲基丙烯酸甲酯1-10份、助滑剂1-5份。

在一种优选的实施方式中，所述固态颜料颗粒，按重量份计，包括以下组分：所述颜料预分散体40份、聚甲基丙烯酸甲酯60份、甲基丙烯酸甲酯5份、助滑剂3份。

聚甲基丙烯酸甲酯

聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)，简称PMMA)，又称做压克力、亚克力(英文Acrylic)或有机玻璃、Lucite(商品名称)，在中国台湾称做压加力，在中国香港多称做阿加力胶，具有高透明度，低价格，易于机械加工等优点，是平常经常使用的玻璃替代材料。

本发明中，所述聚甲基丙烯酸甲酯的来源，没有特别的限制，可提及东莞市煜城塑化有限公司，牌号DR-66080。

甲基丙烯酸甲酯

甲基丙烯酸甲酯是一种有机化合物，又称MMA，简称甲甲酯。是一种重要的化工原料，是生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃，PMMA)的单体。易燃，有强刺激性气味，有中等毒性，应避免长期接触。

所述甲基丙烯酸甲酯，CAS号为80-62-6。

本发明中，所述甲基丙烯酸甲酯的来源，没有特别的限制，可提及济南世纪通达化工有限公司。

助滑剂

本发明中，所述助滑剂，没有特别的限制，市售均适用于本发明。

在一种优选的实施方式中，所述助滑剂，可提及硬脂酸镁、聚乙烯蜡等。

本发明中，发明人发现，在颜料预分散体的基础上，通过添加一定量的聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯，能够显著提高固态颜料颗粒在有机玻璃体系中的相容性，尤其预分散体中的树脂选用丙烯酸树脂时，固态颜料颗粒应用于亚克力有机玻璃染色时，其着色力、遮盖力和耐候性等性能均达到最佳。发明人认为可能的原因是，颜料预分散体中的丙烯酸树脂与聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯具有较好的相容性，能够提高体系各组分间的相容性；其次，甲基丙烯酸甲酯答题在高温条件下能够通过聚合进一步提高固态颜料颗粒在应用于有机玻璃染色时，与有机玻璃组分间的相容性及颜料分子的稳定性。

本发明的第四个方面提供了所述固态颜料颗粒的制备方法，至少包括以下步骤：将颜料预分散体、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和助滑剂加入双螺杆造粒机，升温至150-200℃，转速为200-300r/min，搅拌30-60min，冷却造粒，即得固态颜料颗粒。

在一种优选的实施方式中，所述固态颜料颗粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料预分散体、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和助滑剂加入双螺杆造粒机，升温至180℃，转速为260r/min，搅拌60min，冷却造粒，即得固态颜料颗粒。

本发明的第五个方面提供了所述固态颜料颗粒的应用，应用于有机玻璃领域。

本发明提供了一种环保固态颜料颗粒，很大程度上解决当前压克力市场过程中存在的一些环保问题，其中比较突出的是危废物产生的问题，可以替代目前压克力染色的两种主要染色材料，即粉末状的染色粉和液体状的色浆/色膏。本发明提供的固态颜料颗粒具备这两种形态所不具备的得天独厚的环保优势：

(1)针对粉末状染色粉在使用过程中存在的粉尘飞扬、计量误差带来的颜色偏差、威胁生产工人健康的问题，本发明提供的固态颜料颗粒在使用过程中，不存在粉尘飞扬的问题，为此避免了因粉尘飞扬而带来的材料浪费，令生产操作更加便捷、计量准确无误差的同时，也有利于保护生产工人的身体健康；

(2)针对液体状的色浆/色膏在使用过程中存在容易产生危废物的问题，固态压克力环保纳米分散颜料在使用过程中，可以最大程度上的避免危废物的产生，在节省材料成本的同时，也最大程度上的顾及到环保；

(3)本发明提供的固态颜料颗粒由于该颜料使用的特殊性和形态的整体性，它的颜色比常规的染色材料更加鲜艳，且在相同染色面积所需要的添加量较少。此外，固态的形状让远距离、及跨国出口的运输更加便捷，大大节省货物运输成本。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了一种固态颜料颗粒，按重量份计，包括以下组分：所述颜料预分散体40份、聚甲基丙烯酸甲酯60份、甲基丙烯酸甲酯5份、助滑剂3份。

所述颜料预分散体，按重量份计，包括以下组分：颜料35份、纤维素70 份、分散剂5份、增塑剂3份、树脂10份、溶剂40份；所述颜料为氧化铁红，细度为400目，购买于灵寿县恒泰矿产品有限公司；所述纤维素为纤维素乙酸丁酸酯，选自美国伊士曼醋酸丁酸纤维素，型号：CAB-381-0.1；所述分散剂为异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，选自美国陶氏，型号EH-9；所述增塑剂为环氧大豆油酸辛酯；所述溶剂为丙酮和水的组合，重量比为1：1；所述树脂为苯丙树脂，选自巴斯夫，型号690；所述颜料预分散体的制备方法，包括以下步骤：

(1)捏合：将捏合机升温至110℃，加入颜料、纤维素、分散剂、溶剂、增塑剂和树脂，捏合60min，冷却至50℃，出料，继续冷却至室温，得预分散体；

(2)分散：将预分散体加入辊温为120℃的二辊开炼机，辊筒转速为40r/min，开炼60min；辊温降至50℃，辊筒转速为15r/min，开炼至预分散体的粒径低于 200nm，停机冷却至室温，出料即得颜料预分散体。

所述聚甲基丙烯酸甲酯，购买于东莞市煜城塑化有限公司，牌号DR-66080；所述甲基丙烯酸甲酯，CAS号为80-62-6，购买于济南世纪通达化工有限公司；所述助滑剂为硬脂酸镁。

所述固态颜料颗粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料预分散体、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和助滑剂加入双螺杆造粒机，升温至180℃，转速为 260r/min，搅拌60min，冷却造粒，即得固态颜料颗粒。

实施例2

实施例2提供了一种固态颜料颗粒，按重量份计，包括以下组分：所述颜料预分散体10份、聚甲基丙烯酸甲酯40份、甲基丙烯酸甲酯1份、助滑剂1份。

所述颜料预分散体，按重量份计，包括以下组分：颜料20份、纤维素10 份、分散剂1份、增塑剂1份、树脂1份、溶剂20份；所述颜料为黄色有机颜料，使用前过400目筛，购买于深圳市大兴化工有限公司，型号黄H10G 01；所述纤维素为纤维素乙酸丁酸酯，选自美国伊士曼醋酸丁酸纤维素，型号： CAB-381-0.1；所述分散剂为异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，选自美国陶氏，型号 EH-9；所述增塑剂为环氧大豆油酸辛酯；所述溶剂为丙酮和水的组合，重量比为0.7：1；所述树脂为苯丙树脂，选自巴斯夫，型号690；所述颜料预分散体的制备方法，包括以下步骤：

(1)捏合：将捏合机升温至80℃，加入颜料、纤维素、分散剂、溶剂、增塑剂和树脂，捏合20min，冷却至40℃，出料，继续冷却至室温，得预分散体；

(2)分散：将预分散体加入辊温为100℃的二辊开炼机，辊筒转速为30r/min，开炼30min；辊温降至40℃，辊筒转速为5r/min，开炼至预分散体的粒径低于 200nm，停机冷却至室温，出料即得颜料预分散体。

所述聚甲基丙烯酸甲酯，购买于东莞市煜城塑化有限公司，牌号DR-66080；所述甲基丙烯酸甲酯，CAS号为80-62-6，购买于济南世纪通达化工有限公司；所述助滑剂为硬脂酸镁。

所述固态颜料颗粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料预分散体、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和助滑剂加入双螺杆造粒机，升温至150℃，转速为 200r/min，搅拌30min，冷却造粒，即得固态颜料颗粒。

实施例3

实施例3提供了一种固态颜料颗粒，按重量份计，包括以下组分：所述颜料预分散体60份、聚甲基丙烯酸甲酯90份、甲基丙烯酸甲酯10份、助滑剂5份。

所述颜料预分散体，按重量份计，包括以下组分：颜料90份、纤维素80 份、分散剂10份、增塑剂10份、树脂10份、溶剂60份；所述颜料为酞菁绿， CAS号为1328-53-6，使用前过400目筛，购买于河南德泰化工产品有限公司；所述纤维素为纤维素乙酸丁酸酯，选自美国伊士曼醋酸丁酸纤维素，型号： CAB-381-0.1；所述分散剂为异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，选自美国陶氏，型号 EH-9；所述增塑剂为环氧大豆油酸辛酯；所述溶剂为丙酮和水的组合，重量比为2：1；所述树脂为苯丙树脂，选自巴斯夫，型号690；所述颜料预分散体的制备方法，包括以下步骤：

(1)捏合：将捏合机升温至130℃，加入颜料、纤维素、分散剂、溶剂、增塑剂和树脂，捏合60min，冷却至60℃，出料，继续冷却至室温，得预分散体；

(2)分散：将预分散体加入辊温为150℃的二辊开炼机，辊筒转速为60r/min，开炼30-60min；辊温降至80℃，辊筒转速为20r/min，开炼至预分散体的粒径低于200nm，停机冷却至室温，出料即得颜料预分散体。

所述聚甲基丙烯酸甲酯，购买于东莞市煜城塑化有限公司，牌号DR-66080；所述甲基丙烯酸甲酯，CAS号为80-62-6，购买于济南世纪通达化工有限公司；所述助滑剂为硬脂酸镁。

所述固态颜料颗粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料预分散体、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和助滑剂加入双螺杆造粒机，升温至200℃，转速为 300r/min，搅拌60min，冷却造粒，即得固态颜料颗粒。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，不包括纤维素。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于，所述纤维素为羟丙基甲基纤维素。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于，所述纤维素为苄基纤维素。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于，所述分散剂为聚乙二醇脂肪酸酯。

实施例8

实施例8与实施例1的区别在于，所述溶剂为水。

实施例9

实施例9与实施例1的区别在于，所述溶剂为丙酮。

实施例10

实施例10与实施例1的区别在于，所述溶剂为乙醚和水的组合，重量比为 1：1。

实施例11

实施例11与实施例1的区别在于，所述溶剂为甲苯和水的组合，重量比为1：1。

实施例12

实施例12与实施例1的区别在于，所述树脂为酸值为乙烯-醋酸乙烯共聚物，购买于上海金曼塑胶有限公司，牌号UE508。

实施例13

实施例13与实施例1的区别在于，所述树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，选自中国台湾奇美，牌号PA-707K。

实施例14

实施例14与实施例1的区别在于，不包括甲基丙烯酸甲酯。

性能测试

1.将实施例1-14得到的固态颜料颗粒分别加入等质量的溶剂，搅拌均匀后，分别在60℃和-20℃下保存3天，然后冷却至室温搅拌均匀，取5g样品于离心管中，在10000r/min的转速下离心30分钟，观察沉降分层的情况；离心管上部观察不到色差的评判为很好、离心管上部稍有色差但无分层的评判为好、离心管上部能观察到明显色差但存在不出现清液的轻微分层的评判为一般、出现有清液的明显分层的评判为差。

2.将实施例1-14得到的固态颜料颗粒分别加入等质量的溶剂搅拌均匀后，自然气候条件下静置，分别在6个月和12个月时观察沉降情况。

表1.实施例1-14制得的固态颜料颗粒性能检测结果

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种颜料预分散体，其特征在于，按重量份计，至少包括以下组分：颜料20-90份、纤维素10-80份、分散剂1-10份、增塑剂1-10份、树脂1-10份、溶剂20-60份。

2.根据权利要求1所述的颜料预分散体，其特征在于，所述颜料的细度为100-500目。

3.根据权利要求1所述的颜料预分散体，其特征在于，所述纤维素选自纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素黄酸酯、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的颜料预分散体，其特征在于，所述溶剂为沸点低于250℃的有机溶剂和/或水。

5.根据权利要求1所述的颜料预分散体，其特征在于，所述树脂选自丙烯酸树脂、聚酮树脂、马林酸树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酰胺树脂和氨基树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1或5所述的颜料预分散体，其特征在于，所述纤维素与树脂的重量比为(1-10)：1。

7.一种颜料预分散体的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

(1)捏合：将捏合机升温至80-130℃，加入颜料、纤维素、分散剂、溶剂、增塑剂和树脂，捏合20-60min，冷却至40-60℃，出料，继续冷却至室温，得预分散体；

(2)分散：将预分散体加入辊温为100-150℃的二辊开炼机，辊筒转速为30-60r/min，开炼30-60min；辊温降至40-80℃，辊筒转速为5-20r/min，开炼至预分散体的粒径低于300nm，停机冷却至室温，出料即得颜料预分散体。

8.一种固态颜料颗粒，其特征在于，按重量份计，至少包括以下组分：权利要求1-6任一项所述颜料预分散体10-60份、聚甲基丙烯酸甲酯40-90份、甲基丙烯酸甲酯1-10份、助滑剂1-5份。

9.一种固态颜料颗粒的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将颜料预分散体、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和助滑剂加入双螺杆造粒机，升温至150-200℃，转速为200-300r/min，搅拌30-60min，冷却造粒，即得固态颜料颗粒。

10.一种固态颜料颗粒的应用，其特征在于，应用于有机玻璃领域。