CN113788987A - 一种高颜料含量的色砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高颜料含量的色砂及其制备方法，包括下按重量百分数计的原料：颜料50‑90%、连接料10‑50%；所述颜料需耐290℃/30min。本发明，颜料和连接料为原料，在捏合机设备中，经过挤水转相过程制备得到的；制备方法简单，材料来源广泛，生产效率高，反应条件温和，制备得到的色砂具有高的颜料含量，且被包覆的颜料粒子粒径尺寸可控。
Description
技术领域
本发明涉及色砂相关技术领域，具体是一种高颜料含量的色砂及其制备方法。
背景技术
色砂作为一种新型的预分散颜料着色剂，被广泛地应用于塑料、橡胶、涂料和油墨等复合型材料中，具有极高的分散性和极佳的相容性，同时具有用量小、无毒性、无粉尘等特点，继而也被广泛应用于家用电器、电子封装、电线电缆以及食品包装等领域，是一种新型的环保型功能材料。
随着我国塑料制品市场的不断扩大，色砂产品在中国也有了较大的市场空间，应用领域从饮料包装到家电、塑料制品着色，并且一直在不断地扩展，然而这样一种应用领域广阔的产品在我国一直只能依赖进口。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高颜料含量的色砂及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高颜料含量的色砂，包括下按重量百分数计的原料：颜料50-90%、连接料10-50%；所述颜料需耐290℃/30min。
优选的，所述连接料采用聚酯蜡、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、乙烯-醋酸乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸、硬脂酸镁和三羟甲基乙烷中的一种或多种。
一种高颜料含量的色砂的制备方法，包括以下步骤：
S1：先配置好所需颜色的颜料色浆；其中，颜料的质量分数为30-80%，分散剂质量分数占颜料含量的1-15%；
S2：将颜料色浆在超磨机上2000-6000rpm超磨处理0-8h，使颜料粒径d(0.5)＜1μm，即可停止超磨，进行下一步捏合剪切处理；
S3：将超磨处理后的颜料色浆转移至捏合机设备中，捏合处理1-2h；同时升高温度，温度设置为70-200℃；
S4：称取好连接料加入到捏合机中，进行捏合剪切处理；连接料占颜料含量的5-50%；
S5：待加入连接料后，在捏合机周围垫好吸水用海绵片，再关上捏合釜，保证出水过程的顺畅；此过程捏合剪切处理1-4h，保证充分出水；此过程中，需不断观察并调整釜内色砂状态，从而保证捏合与挤水转相过程的充分性；当观察到有明显水出现时，随即进行抽真空操作，继续除水处理30-120min，直至水中电导率低于10us/cm；关闭加热装置，边自然冷却边捏合剪切，待釜内捏合料均一后即可出料，即得到成品色砂。
优选的，所述步骤S1和步骤S4中，溶液配置时使用质量比，取样的时候采用天平称量取样。
优选的，所述步骤S4中，连接料充分熔融，且与颜料充分混合均匀。
优选的，所述步骤S5中，不断观察并调整釜内颜料状态，保证出水过程的充分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：颜料和连接料为原料，在捏合机设备中，经过挤水转相过程制备得到的；制备方法简单，材料来源广泛，生产效率高，反应条件温和，制备得到的色砂具有高的颜料含量，且被包覆的颜料粒子粒径尺寸可控。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明中色浆超磨2h后的粒径测试结果图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种高颜料含量的色砂，包括下按重量百分数计的原料：颜料50-90%、连接料10-50%；所述颜料需耐290℃/30min。
优选的，所述连接料采用聚酯蜡、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、乙烯-醋酸乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸、硬脂酸镁和三羟甲基乙烷中的一种或多种。
一种高颜料含量的色砂的制备方法，包括以下步骤：
S1：先配置好所需颜色的颜料色浆；其中，颜料的质量分数为30-80%，分散剂质量分数占颜料含量的1-15%；
S2：将颜料色浆在超磨机上2000-6000rpm超磨处理0-8h，使颜料粒径d(0.5)＜1μm，即可停止超磨，进行下一步捏合剪切处理；
S3：将超磨处理后的颜料色浆转移至捏合机设备中，捏合处理1-2h；同时升高温度，温度设置为70-200℃；
S4：称取好连接料加入到捏合机中，进行捏合剪切处理；连接料占颜料含量的5-50%；
S5：待加入连接料后，在捏合机周围垫好吸水用海绵片，再关上捏合釜，保证出水过程的顺畅；此过程捏合剪切处理1-4h，保证充分出水；此过程中，需不断观察并调整釜内色砂状态，从而保证捏合与挤水转相过程的充分性；当观察到有明显水出现时，随即进行抽真空操作，继续除水处理30-120min，直至水中电导率低于10us/cm；关闭加热装置，边自然冷却边捏合剪切，待釜内捏合料均一后即可出料，即得到成品色砂。
优选的，所述步骤S1和步骤S4中，溶液配置时使用质量比，取样的时候采用天平称量取样。
优选的，所述步骤S4中，连接料充分熔融，且与颜料充分混合均匀。
优选的，所述步骤S5中，不断观察并调整釜内颜料状态，保证出水过程的充分。
将配置好的所需颜色的颜料色浆置于超磨机上，2000-6000rpm超磨处理至粒径d(0.5)＜1μm，然后转移至捏合机设备中捏合剪切处理1-2h；打开温度控制，设为70-200℃，待温度达到设定值后，加入连接料，其中连接料占颜料含量的5-50%；在设定温度下密闭捏合剪切1-4h，保证挤水转相过程的充分出水；此过程中，需要不断观察和调整釜内色砂的状态，保证捏合剪切和挤水转相过程的充分；当观察到有明显水出现时，随即进行抽真空操作，继续除水处理30-120min，直至水中电导率低于10us/cm；关闭加热装置，边自然冷却边捏合剪切，待釜内捏合料较为均一后即可出料，得到成品色砂；
颜料和分散剂的含量会影响所需最终产物的形成与性能，因此我们最终选择的颜料的质量分数为30-80%，分散剂的质量分数（占颜料含量）为1-15%；
温度会影响所需最终产物的形成与性能；温度过低，可能会使连接料没有完全熔融，从而没有和颜料充分混合包覆，最终导致色砂制备失败；温度过高，可能会使连接料发生热分解，使得连接料失效；因此我们最终选择的加热温度为70-200℃；
捏合时间会影响所需最终产物的形成与性能；反应时间过短，可能会使挤水转相过程的出水太少，最终导致出料产物中含水量过高，转相过程不完全；反应时间过长，可能会让颜料高温下变质变色，继而影响最终色砂的性能；因此我们最终选择的捏合时间为1-4h；
每次实际关闭加热前需根据实际出水情况来判断，当釜壁周围没明显水迹出现时，即满足要求；若釜壁周围仍有明显水迹出现，应继续加热捏合剪切，直至无明显水迹出现；
出料产物还需要恒温烘箱和真空干燥烘箱的后处理除水过程，进一步除去产物中的水分，以保证色砂的使用。
为了便于理解，现对上述方法作出解释说明：首先准备实验所需使用的器具，清洗反应所用分散缸和分散盘，并置于烘箱中烘干；分别用天平称量600g去离子水和20g分散剂，分别加到分散缸中，在实验室用分散研磨一体机上分散；称取400g所需颜色的颜料粉，每100g分别加入，直至全部加入，从而得到质量分数40%的颜料色浆；设置好超磨机的转速（2000-6000rmp），然后将在分散缸中分散好的颜料色浆放置于超磨机中超磨，时间设定为2.5h；2.5h后测定色浆的粒径，若粒径d(0.5)＜1μm，则可以停止超磨；反之，继续超磨处理直至粒径合格；将粒径满足要求的颜料色浆转移至捏合机中，捏合1h；1h后打开温度控制，温度设为120℃，待釜内温度达到120℃时，加入连接料，其中连接料占颜料含量的5-50%；120℃密闭捏合4h，且密闭捏合的挤水转相过程保证充分出水；此过程中，需不断观察和调整釜内状态，保证捏合剪切和挤水转相过程的充分完全；当观察到有明显水迹出现时，随即进行抽真空操作，除水处理30-120min，直至水中电导率低于10us/cm；随后关闭加热装置，边自然冷却边捏合剪切，待釜内捏合料状态均一后出料，得到色砂；测定出料色砂的含水量，随后将色砂置于恒温烘箱中120℃干燥处理三天，三天后测定含水量；最后将色砂放置于真空干燥烘箱中120℃真空干燥处理一天，随后测定含水量，若含水量低于0.05%，则满足后续使用要求；若仍高于0.05%，则继续干燥处理直至含水量符合要求；将干燥处理后符合要求的色砂置于真空干燥器中保存待用。
本发明的工作原理是：将配置好的所需颜色的颜料色浆置于超磨机上，2000-6000rpm超磨处理至粒径d(0.5)＜1μm，然后转移至捏合机设备中捏合剪切处理1-2h；打开温度控制，设为70-200℃，待温度达到设定值后，加入连接料，其中连接料占颜料含量的5-50%；在设定温度下密闭捏合剪切1-4h，保证挤水转相过程的充分出水；此过程中，需要不断观察和调整釜内色砂的状态，保证捏合剪切和挤水转相过程的充分；当观察到有明显水出现时，随即进行抽真空操作，继续除水处理30-120min，直至水中电导率低于10us/cm；关闭加热装置，边自然冷却边捏合剪切，待釜内捏合料较为均一后即可出料，得到成品色砂；颜料和分散剂的含量会影响所需最终产物的形成与性能，因此我们最终选择的颜料的质量分数为30-80%，分散剂的质量分数（占颜料含量）为1-15%；温度会影响所需最终产物的形成与性能；温度过低，可能会使连接料没有完全熔融，从而没有和颜料充分混合包覆，最终导致色砂制备失败；温度过高，可能会使连接料发生热分解，使得连接料失效；因此我们最终选择的加热温度为70-200℃；捏合时间会影响所需最终产物的形成与性能；反应时间过短，可能会使挤水转相过程的出水太少，最终导致出料产物中含水量过高，转相过程不完全；反应时间过长，可能会让颜料高温下变质变色，继而影响最终色砂的性能；因此我们最终选择的捏合时间为1-4h；每次实际关闭加热前需根据实际出水情况来判断，当釜壁周围没明显水迹出现时，即满足要求；若釜壁周围仍有明显水迹出现，应继续加热捏合剪切，直至无明显水迹出现；出料产物还需要恒温烘箱和真空干燥烘箱的后处理除水过程，进一步除去产物中的水分，以保证色砂的使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高颜料含量的色砂，其特征在于：包括下按重量百分数计的原料：颜料50-90%、连接料10-50%；所述颜料需耐290℃/30min。
2.根据权利要求1所述的一种高颜料含量的色砂，其特征在于：所述连接料采用聚酯蜡、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、乙烯-醋酸乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸、硬脂酸镁和三羟甲基乙烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高颜料含量的色砂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：先配置好所需颜色的颜料色浆；其中，颜料的质量分数为30-80%，分散剂质量分数占颜料含量的1-15%；
S2：将颜料色浆在超磨机上2000-6000rpm超磨处理0-8h，使颜料粒径d(0.5)＜1μm，即可停止超磨，进行下一步捏合剪切处理；
S3：将超磨处理后的颜料色浆转移至捏合机设备中，捏合处理1-2h；同时升高温度，温度设置为70-200℃；
S4：称取好连接料加入到捏合机中，进行捏合剪切处理；连接料占颜料含量的5-50%；
S5：待加入连接料后，在捏合机周围垫好吸水用海绵片，再关上捏合釜，保证出水过程的顺畅；此过程捏合剪切处理1-4h，保证充分出水；此过程中，需不断观察并调整釜内色砂状态，从而保证捏合与挤水转相过程的充分性；当观察到有明显水出现时，随即进行抽真空操作，继续除水处理30-120min，直至水中电导率低于10us/cm；关闭加热装置，边自然冷却边捏合剪切，待釜内捏合料均一后即可出料，即得到成品色砂。
4.根据权利要求3所述的一种高颜料含量的色砂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S4中，溶液配置时使用质量比，取样的时候采用天平称量取样。
5.根据权利要求3所述的一种高颜料含量的色砂的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，连接料充分熔融，且与颜料充分混合均匀。
6.根据权利要求3所述的一种高颜料含量的色砂的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，不断观察并调整釜内颜料状态，保证出水过程的充分。
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|---|---|---|---|
| CN202110966941.0A CN113788987A (zh) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | 一种高颜料含量的色砂及其制备方法 |
Publications (1)
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| CN113788987A true CN113788987A (zh) | 2021-12-14 |
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ID=78876195
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| CN202110966941.0A Pending CN113788987A (zh) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | 一种高颜料含量的色砂及其制备方法 |
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| CN (1) | CN113788987A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115594989A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-01-13 | 宇虹颜料股份有限公司（Cn） | 一种聚酰胺颜料制备物的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005352131A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Canon Inc | カラートナーの製造方法及びカラートナー |
| CN101838398A (zh) * | 2009-03-18 | 2010-09-22 | 上海剑徽塑胶科技有限公司 | 一种塑料着色色砂的组成及其加工工艺 |
| CN102010539A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-04-13 | 上海剑徽塑胶科技有限公司 | 一种塑料着色微珠色母粒的组成及其加工工艺 |
| CN103087587A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-08 | 茂名阪田油墨有限公司 | 一步捏合法生产含有碳酸钙的平版油墨的制备方法 |
| CN108285568A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-07-17 | 东莞市神彩塑胶制品有限公司 | 一种pe彩色色砂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-08-23 CN CN202110966941.0A patent/CN113788987A/zh active Pending
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