CN113773669A - 一种具备高耐光性的青莲色原及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及颜料技术领域。目的在于提供一种具备高耐光性的青莲色原，包括如下重量份的原材料：碱性紫15‑18份；冰醋酸4‑8份；磷酸氢二钠6‑8份；钨酸钠23‑29份；钼酸钠8‑15份；盐酸25‑27份；分散剂2‑3份；乳化剂2‑3份；耐光助剂5‑9份；所述耐光助剂为碳酸钠、硅酸钠按1:1重量份混合的混合物。本发明通过耐光助剂的加入，对颜料进行无机杂化改性，经验证能够使得颜料总体的耐光性能得到较大的提升，能够达到6级左右，同时对颜料的颜色呈现的影响极小，颜料整体的显色性和稳定性极好。
Description
技术领域
本发明涉及颜料技术领域，具体涉及一种具备高耐光性的青莲色原及其制备方法。
背景技术
颜料作为一种应用十分广泛的染色材料，目前已在涂料、印染、塑料制品、造纸、橡胶制品和陶瓷等各行各业普遍应用。近年来，随着工业生产有高速度朝高质量的转型，市场对颜料各项性能的要求也越来越高。颜料紫作为颜料中的一种基础色型，是复配其他色型色浆的一个基础，同时与颜料红相同，也是作为墨料中最常用的两个色型原料。
近年来，我司经过多年研发，开发出了一系列以碱性紫作为基础色料的颜料紫，并在此基础上经过多次迭代，现已形成一套较为稳定和完善的颜料紫配方和相关的制备工艺流程，且已经取得较好的市场反馈。其具体是将碱性紫溶于热水中，然后将之与多元酸溶液混合，最终二者混合进行色淀化处理，经水洗、干燥、粉碎等后处理步骤制得颜料。采用此法制备的颜料紫在耐光性方面基本能够达到4级左右，与一般的无机染料相当，然在高端颜料紫的应用领域中，其耐光性仍然还有进一步提升的空间。同时，在生产制备工艺方面，由于需要将碱性紫在热水中进行溶解，采用传统溶解罐在进行溶解操作时，不仅溶解耗时较长，同时由于溶解不彻底问题的存在，也会影响后续的生产加工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备高耐光性的青莲色原，能够制备出耐光性更加优异、更加稳定的颜料紫。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种具备高耐光性的青莲色原，包括如下重量份的原材料：
所述耐光助剂为碳酸钠、硅酸钠按1:1重量份混合的混合物。
优选的，包括如下重量份的原材料：
优选的，包括如下步骤：
S1、将碱性紫在80-90℃的水中搅拌至完全溶解，得水溶液A；
S2、将钨酸钠、钼酸钠和磷酸氢二钠在水中搅拌至完全溶解，得水溶液B；
S3、将水溶液A和水溶液B混合，并加入余料，温度维持在70-80℃，搅拌速度维持在40-60转/分钟，搅拌混合30-60min，得颜料悬浮液；
S4、将颜料悬浮液过滤、水洗、干燥、粉碎，即得原料成品。
优选的，所述步骤S1、S2和S3均在泵吹式防沉底搅拌罐内进行，所述泵吹式防沉底搅拌罐包括罐体，所述罐体一侧的底部设置有排料口，罐体内设置有搅拌机构，罐体的底部设置有防沉底机构；
所述搅拌机构包括竖向设置在罐体中心的主轴和设置在主轴上的搅拌组件；所述主轴的上端与固定设置在罐体顶部的搅拌电机连接，主轴的下端与防沉底机构传动连接。
优选的，所述防沉底机构包括倾斜设置在主轴下方的驱动盘，所述驱动盘上表面的中心设置有驱动轴，所述驱动轴穿过罐体底部的轴座伸入罐体内，并与主轴法兰连接；
所述防沉底机构还包括多组泵吹组件，多组所述泵吹组件绕主轴呈环形均匀设置在罐体底部的内表面；所述泵吹组件包括顶部开口的圆形的泵筒，所述泵筒周侧的罐体底部内表面上以泵筒为中心均匀设置有多个具有扇形流道的底吹头，所述底吹头与泵筒连通，且底吹头上设置有由泵筒内至外单向连通的底吹单向阀；所述泵筒内还设置有相适配的、能够沿泵筒上下滑动的活塞头，所述活塞头上设置有沿竖向贯通活塞头上下表面的吸入孔，所述吸入孔内设置有用于控制流体由活塞头上表面至下表面单向流动的吸入单向阀；所述活塞头与升降杆的上端连接，所述升降杆的下端穿出罐体底部的杆孔，并通过滑动组件与驱动盘之间构成滑动配合；所述升降杆下端与驱动盘之间构成的滑动配合的滑动轨迹为与驱动盘同心的环形轨迹。
优选的，所述吸入孔的下端呈倒漏斗状，所述吸入单向阀包括穿设在吸入孔内的阀杆，所述阀杆的上端的两侧对称设置有两根挡杆，阀杆的下端设置有与吸入孔下端相适配的圆锥台形堵头。
优选的，所述升降杆与杆孔的侧壁之间设置有环形的第一密封圈。
优选的，所述轴座呈圆锥台形，轴座的中心设置有与驱动轴相配合的轴孔，所述驱动轴与轴孔的侧壁之间设置有多道环形的第二密封圈；位于所述轴座上方的驱动轴外设置有一圈环形的挡棱，所述挡棱上方的驱动轴外套设有密封帽；所述密封帽通过夹紧螺母抵紧在挡棱上，密封帽的底部设置有与轴座的外侧壁相配合的裙边。
优选的，所述驱动盘包括上盘体和下盘体，所述上盘体和下盘体之间通过紧固螺栓连接；所述驱动轴固定设置在上盘体上表面的中心；所述驱动盘上表面靠近边沿的位置设置有一圈环形的、槽腔截面呈凸字形的滑动槽，所述滑动槽由上盘体和下盘体围成；所述滑动槽的顶面和底面均沿滑动槽的周向嵌设有环形的固定磁条；
所述滑动组件包括设置在滑动槽槽腔内的滑动块和固定设置在滑动块上表面的连杆；所述滑动块上与固定嵌设有与固定磁条相配合的固定磁片，所述滑动块通过固定磁片和固定磁条之间的斥力悬浮在滑动槽内；所述连杆的上端通过万向球头与升降杆连接。
优选的，所述搅拌组件包括设置在主轴靠近罐体底部一段侧壁上的横向的搅拌杆和设置有搅拌杆上方的一段主轴侧壁上的螺旋推流齿；
所述搅拌杆上均匀设置有若干搅拌叶片，所述搅拌叶片上设置有紊流孔；所述螺旋推流齿沿竖向延伸；所述主轴内部沿主轴的长度方向设置有中心孔，主轴的侧面设置有与中心孔连通的侧孔；所述主轴的上部外还套设有转动套，所述转动套的内腔通过一个大尺寸的侧孔与中心孔连通，转动套的一侧通过蒸汽管路与蒸汽加热器连接。
本发明的有益效果集中体现在：通过耐光助剂的加入，对颜料进行无机杂化改性，经验证能够使得颜料总体的耐光性能得到较大的提升，能够达到6级左右，同时对颜料的颜色呈现的影响极小，颜料整体的显色性和稳定性极好。另外，优选采用的溶解搅拌设备，能够实现各原料的高效溶解，溶解度高，提高了颜料总体的加工效率，缩短了加工时长，同时解决了原料沉底导致的溶解不彻底问题。
附图说明
图1为本发明使用的防沉底搅拌罐的结构示意图；
图2为图1中A部放大图；
图3为图1中B部放大图；
图4为泵吹组件的俯视图；
图5为驱动盘的结构示意图；
图6为图5中C部放大图。
具体实施方式
为了便于对本发明进行理解，下面将结合实施例对本发明进行详细的阐述。
本发明旨在制备一种具备高耐光性的青莲色原，该颜料青莲色原的配方如下：碱性紫15-18份；冰醋酸4-8份；磷酸氢二钠6-8份；钨酸钠23-29份；钼酸钠8-15份；盐酸25-27份；分散剂2-3份；助溶剂2-3份；乳化剂2-3份；耐光助剂5-9份。本发明最大的不同之处在于，是在原配方的基础上，引入了耐光助剂，对颜料进行杂化改性处理，将原本的耐光等级从4级左右，提升至6级左右，使得颜料具备极好的耐光性能，尤其适合在高端汽车漆、高端油墨等产品中进行推广和普及，本发明选用的耐光助剂为碳酸钠、硅酸钠按1:1重量份混合的混合物。分散剂、助溶剂、乳化剂等选用市面上常规的、已广泛使用的各种颜料助剂即可。
本发明所述的颜料紫由如下步骤制备而成：
S1、将碱性紫在80-90℃的水中搅拌至完全溶解，得水溶液A；
S2、将钨酸钠、钼酸钠和磷酸氢二钠在水中搅拌至完全溶解，得水溶液B；
S3、将水溶液A和水溶液B混合，并加入余料，温度维持在70-80℃，搅拌速度维持在40-60转/分钟，搅拌混合30-60min，得颜料悬浮液；在搅拌的过程中，搅拌速度应当维持稳定，避免出现转速过快或过慢的现象，过快或过慢的搅拌均会由于剪切力的过大或过小造成对色淀的影响。
S4、将颜料悬浮液过滤、水洗、干燥、粉碎，即得原料成品。
下面将结合实施例对本发明在不同组分下的耐光性能进行分析，以更加清楚的对本发明各原材料的配伍体系进行展示。
上述耐光性检测指标严格按照GB 1710-1979所述方法检测获得。根据上表不难看出，通过耐光助剂的加入，本发明总体的耐光照性能，色牢度等到极大的提升，从原本的4级左右，提升至5-6级，并且通过检验验证，在耐光助剂含量在7份左右达到最佳，在超过7份时，耐光性不仅无法得到显著提升，且在过度后呈现一个略微下降的趋势。耐光助剂的比重及颜料最后呈现的耐光效果大抵呈一个上升迅速、下降平缓的单驼峰状。
在所述步骤S1、S2和S3中，由于涉及到大量的溶解和搅拌，为了提高搅拌效果，加快溶解速度和混合速度、防止固态原料沉底。本发明为此还专门设计了一种高效的溶解、混合用的泵吹式防沉底搅拌罐，将之应用到本发明的S1-3步骤中，能够有效的提升总体的加工效率，详见下文及图1-6中所示。
所述泵吹式防沉底搅拌罐包括罐体1，为了降低成本，罐体1一般可以选择圆形的顶部敞口的塑料罐，罐体1的顶部设置有用于安装搅拌电机4的支承架，底部也可以设置底脚，这与常规的搅拌罐相同，在此不再赘述。本发明所述罐体1一侧的底部设置有排料口2，罐体1内设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括竖向设置在罐体1中心的主轴3和设置在主轴3上的搅拌组件。所述搅拌组件的具体形式较多，如图1中所示，其可以包括设置在主轴3靠近罐体1底部一段侧壁上的横向的搅拌杆31。搅拌杆31上设置搅拌叶片，主轴3在转动的过程中，驱动搅拌杆31转动，进而带动搅拌叶片转动，实现搅拌。搅拌叶片的具体形状和尺寸，可依照罐体1的尺寸进行设计。为了促进纵向推流及紊流效果，还可以在所述搅拌叶片上设置有紊流孔。同时搅拌杆31上方的一段主轴3侧壁上还可以设置螺旋推流齿32，所述螺旋推流齿32沿竖向延伸。
本发明由于需要对溶液进行加热搅拌以及保温搅拌，可以采用的方式可以是在罐体1外设置水套，利用水套进行加热。也可以是在罐体1内部设置电加热板、蒸汽换热管等加热机构，但为了降低搅拌与加热之间的相互干扰，更好的做法还可以是。所述主轴3内部沿主轴3的长度方向设置有中心孔，主轴3的侧面设置有与中心孔连通的侧孔。所述主轴3的上部外还套设有转动套33，所述转动套33的内腔通过一个大尺寸的侧孔与中心孔连通，转动套33的一侧通过蒸汽管路34与蒸汽加热器34连接。蒸汽加热器34产生的高温蒸汽可依次通过转动套33、大尺寸的侧孔进入主轴3的中心孔内，最后再从各侧孔分散排出。利用高温蒸汽直接对液体进行加热，在加热的基础上，还可以利用高温蒸汽实现曝气搅拌。
当然，本发明所述的泵吹式防沉底搅拌罐最大的不同之处还是在于，罐体1的底部设置有防沉底机构，所述主轴3的上端与固定设置在罐体1顶部的搅拌电机4连接，主轴3的下端与防沉底机构传动连接。通过搅拌电机4，同时驱动主轴3和防沉底机构。顾明思意，所述防沉底机构的主要作用在于防止固态原料在未完全溶解前，沉积在罐体1底部。其具体结构如图1中所示，所述防沉底机构包括倾斜设置在主轴3下方的驱动盘5，所述驱动盘5上表面的中心设置有驱动轴6，所述驱动轴6穿过罐体1底部的轴座7伸入罐体1内，并与主轴3法兰连接。
由于驱动轴6需要穿过轴座7，为了保证该处的有效密封。如图3中所示，所述轴座7呈圆锥台形，轴座7的中心设置有与驱动轴6相配合的轴孔，所述驱动轴6与轴孔的侧壁之间设置有多道环形的第二密封圈17，如图中所示第二密封圈17的数量为三道。位于所述轴座7上方的驱动轴6外设置有一圈环形的挡棱18，所述挡棱18上方的驱动轴6外套设有密封帽19。所述密封帽19通过夹紧螺母20抵紧在挡棱18上，密封帽19的底部设置有与轴座7的外侧壁相配合的裙边21。在使用过程中，当驱动轴6转动时，密封帽19的裙边21受压，会紧紧的贴靠在轴座7的侧壁上，保证密封。而轴座7与驱动轴6之间的密封有第二密封圈17形成，即使有少量的空气经过第二密封圈17上排，其也会淤积在密封帽19底部形成的一个微型密封腔内，不会与罐体1内的液体形成对流交换，有效的保证了密封性。而夹紧螺母20能够始终保持对密封帽18的压迫，防止其上窜。
本发明的防沉底机构通过对罐体1内底层液体的泵吸和吹送，以达到对底层沉积物的推流作用，防止其沉底。结合图1、2和4中所示，所述防沉底机构还包括多组泵吹组件，多组所述泵吹组件绕主轴3呈环形均匀设置在罐体1底部的内表面。如图4中所示，泵吹组件设置有4组，当然还可以设置更多。所述泵吹组件包括顶部开口的圆形的泵筒8，所述泵筒8周侧的罐体1底部内表面上以泵筒8为中心均匀设置有多个具有扇形流道的底吹头9，所述底吹头9与泵筒8连通，且底吹头9上设置有由泵筒8内至外单向连通的底吹单向阀。扇形的底吹头9具有更大的底吹角度，使得底吹覆盖面更大。
所述泵筒8内还设置有相适配的、能够沿泵筒8上下滑动的活塞头10，所述活塞头10上设置有沿竖向贯通活塞头10上下表面的吸入孔11，所述吸入孔11内设置有用于控制流体由活塞头10上表面至下表面单向流动的吸入单向阀。一种最简单高效的吸入单向阀如图2中所示，所述吸入孔11的下端呈倒漏斗状，所述吸入单向阀包括穿设在吸入孔11内的阀杆13，所述阀杆13的上端的两侧对称设置有两根挡杆14，阀杆13的下端设置有与吸入孔11下端相适配的圆锥台形堵头15。当活塞头10上移时，阀杆13、堵头15在吸入孔11内整体下移，挡杆14抵靠在活塞头10的上表面，液流可从上端流入吸入孔11、经堵头15与吸入孔11下端侧壁之间的缝隙流出，进入活塞头10下方。当活塞头10下移时，收到挤压力的影响，阀杆13、堵头15在吸入孔11内整体上移，堵头15实现对吸入孔11的封堵，此时液流只能通过底吹头9从罐体1的底部吹出，从而实现对沉底原材料的吹送、激荡、扬起。
为了实现活塞头10的驱动，本发明所述活塞头10与升降杆12的上端连接，所述升降杆12的下端穿出罐体1底部的杆孔，并通过滑动组件与驱动盘5之间构成滑动配合。所述升降杆12下端与驱动盘5之间构成的滑动配合的滑动轨迹为与驱动盘5同心的环形轨迹。由于驱动盘5采用倾斜设置，其在跟随主轴3转动的过程中，其上表面不断的带动各升降杆12交替升降，从而使得各活塞头10交替升降。所述升降杆12与杆孔的侧壁之间设置有环形的第一密封圈16，以形成密封。
总体上而言，本发明所述的搅拌罐，在搅拌电机4的带动下，主轴3可以驱动搅拌杆31进行搅拌、驱动螺旋推流齿32进行纵向推流。同时，由于主轴3能够通过驱动轴6带动驱动盘5转动，其还可以带动底吹组件产生泵吹，进而更好的提高物料在罐体1内的溶解、搅拌、混合速度和均匀度，极大的提高了颜料的生产效率。
当然，考虑到升降杆12与驱动盘5之间的特殊连接关系，为了保证升降杆12在驱动盘5上的稳定滑动、以及提高装配的便捷性。如图5和6中所示，本发明所述驱动盘5包括上盘体22和下盘体23，所述上盘体22和下盘体23之间通过紧固螺栓24连接。所述驱动轴6固定设置在上盘体22上表面的中心。所述驱动盘5上表面靠近边沿的位置设置有一圈环形的、槽腔截面呈凸字形的滑动槽25，所述滑动槽25由上盘体22和下盘体23围成。所述滑动槽25的顶面和底面均沿滑动槽25的周向嵌设有环形的固定磁条26。所述滑动组件包括设置在滑动槽25槽腔内的滑动块27和固定设置在滑动块27上表面的连杆28。所述滑动块27上与固定嵌设有与固定磁条26相配合的固定磁片29，所述滑动块27通过固定磁片29和固定磁条26之间的斥力悬浮在滑动槽25内。所述连杆28的上端通过万向球头30与升降杆12连接。采用这种结构后，滑动块27能够通过固定磁片29和固定磁条26的斥力悬浮在滑动槽25内，从而降低滑动摩擦力，提高了其运动的顺畅性。
Claims (10)
1.一种具备高耐光性的青莲色原，其特征在于，包括如下重量份的原材料：
所述耐光助剂为碳酸钠、硅酸钠按1:1重量份混合的混合物。
2.根据权利要求1所述的具备高耐光性的青莲色原，其特征在于，包括如下重量份的原材料：
3.根据权利要求2所述的具备高耐光性的青莲色原的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将碱性紫在80-90℃的水中搅拌至完全溶解，得水溶液A；
S2、将钨酸钠、钼酸钠和磷酸氢二钠在水中搅拌至完全溶解，得水溶液B；
S3、将水溶液A和水溶液B混合，并加入余料，温度维持在70-80℃，搅拌速度维持在40-60转/分钟，搅拌混合30-60min，得颜料悬浮液；
S4、将颜料悬浮液过滤、水洗、干燥、粉碎，即得原料成品。
4.根据权利要求3所述的具备高耐光性的青莲色原的制备方法，其特征在于：所述步骤S1、S2和S3均在泵吹式防沉底搅拌罐内进行，所述泵吹式防沉底搅拌罐包括罐体(1)，所述罐体(1)一侧的底部设置有排料口(2)，罐体(1)内设置有搅拌机构，罐体(1)的底部设置有防沉底机构；
所述搅拌机构包括竖向设置在罐体(1)中心的主轴(3)和设置在主轴(3)上的搅拌组件；所述主轴(3)的上端与固定设置在罐体(1)顶部的搅拌电机(4)连接，主轴(3)的下端与防沉底机构传动连接。
5.根据权利要求4所述的具备高耐光性的青莲色原及其制备方法的制备方法，其特征在于：所述防沉底机构包括倾斜设置在主轴(3)下方的驱动盘(5)，所述驱动盘(5)上表面的中心设置有驱动轴(6)，所述驱动轴(6)穿过罐体(1)底部的轴座(7)伸入罐体(1)内，并与主轴(3)法兰连接；
所述防沉底机构还包括多组泵吹组件，多组所述泵吹组件绕主轴(3)呈环形均匀设置在罐体(1)底部的内表面；所述泵吹组件包括顶部开口的圆形的泵筒(8)，所述泵筒(8)周侧的罐体(1)底部内表面上以泵筒(8)为中心均匀设置有多个具有扇形流道的底吹头(9)，所述底吹头(9)与泵筒(8)连通，且底吹头(9)上设置有由泵筒(8)内至外单向连通的底吹单向阀；所述泵筒(8)内还设置有相适配的、能够沿泵筒(8)上下滑动的活塞头(10)，所述活塞头(10)上设置有沿竖向贯通活塞头(10)上下表面的吸入孔(11)，所述吸入孔(11)内设置有用于控制流体由活塞头(10)上表面至下表面单向流动的吸入单向阀；所述活塞头(10)与升降杆(12)的上端连接，所述升降杆(12)的下端穿出罐体(1)底部的杆孔，并通过滑动组件与驱动盘(5)之间构成滑动配合；所述升降杆(12)下端与驱动盘(5)之间构成的滑动配合的滑动轨迹为与驱动盘(5)同心的环形轨迹。
6.根据权利要求5所述的具备高耐光性的青莲色原的制备方法，其特征在于：所述吸入孔(11)的下端呈倒漏斗状，所述吸入单向阀包括穿设在吸入孔(11)内的阀杆(13)，所述阀杆(13)的上端的两侧对称设置有两根挡杆(14)，阀杆(13)的下端设置有与吸入孔(11)下端相适配的圆锥台形堵头(15)。
7.根据权利要求6所述的具备高耐光性的青莲色原的制备方法，其特征在于：所述升降杆(12)与杆孔的侧壁之间设置有环形的第一密封圈(16)。
8.根据权利要求7所述的具备高耐光性的青莲色原的制备方法，其特征在于：所述轴座(7)呈圆锥台形，轴座(7)的中心设置有与驱动轴(6)相配合的轴孔，所述驱动轴(6)与轴孔的侧壁之间设置有多道环形的第二密封圈(17)；位于所述轴座(7)上方的驱动轴(6)外设置有一圈环形的挡棱(18)，所述挡棱(18)上方的驱动轴(6)外套设有密封帽(19)；所述密封帽(19)通过夹紧螺母(20)抵紧在挡棱(18)上，密封帽(19)的底部设置有与轴座(7)的外侧壁相配合的裙边(21)。
9.根据权利要求8所述的具备高耐光性的青莲色原的制备方法，其特征在于：所述驱动盘(5)包括上盘体(22)和下盘体(23)，所述上盘体(22)和下盘体(23)之间通过紧固螺栓(24)连接；所述驱动轴(6)固定设置在上盘体(22)上表面的中心；所述驱动盘(5)上表面靠近边沿的位置设置有一圈环形的、槽腔截面呈凸字形的滑动槽(25)，所述滑动槽(25)由上盘体(22)和下盘体(23)围成；所述滑动槽(25)的顶面和底面均沿滑动槽(25)的周向嵌设有环形的固定磁条(26)；
所述滑动组件包括设置在滑动槽(25)槽腔内的滑动块(27)和固定设置在滑动块(27)上表面的连杆(28)；所述滑动块(27)上与固定嵌设有与固定磁条(26)相配合的固定磁片(29)，所述滑动块(27)通过固定磁片(29)和固定磁条(26)之间的斥力悬浮在滑动槽(25)内；所述连杆(28)的上端通过万向球头(30)与升降杆(12)连接。
10.根据权利要求+所述的具备高耐光性的青莲色原的制备方法，其特征在于：所述搅拌组件包括设置在主轴(3)靠近罐体(1)底部一段侧壁上的横向的搅拌杆(31)和设置有搅拌杆(31)上方的一段主轴(3)侧壁上的螺旋推流齿(32)；
所述搅拌杆(31)上均匀设置有若干搅拌叶片，所述搅拌叶片上设置有紊流孔；所述螺旋推流齿(32)沿竖向延伸；所述主轴(3)内部沿主轴(3)的长度方向设置有中心孔，主轴(3)的侧面设置有与中心孔连通的侧孔；所述主轴(3)的上部外还套设有转动套(33)，所述转动套(33)的内腔通过一个大尺寸的侧孔与中心孔连通，转动套(33)的一侧通过蒸汽管路(34)与蒸汽加热器(34)连接。
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