CN1903943A

CN1903943A - 一种氧化铁颜料的制备方法

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Publication number: CN1903943A
Application number: CN 200610029628
Authority: CN
Inventors: 王丹英
Original assignee: SHANGHAI YIPIN PIGMENTS CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI YIPIN PIGMENTS CO Ltd
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: CN1903943B

Abstract

本发明公开了一种氧化铁颜料的制备方法，包括氧化铁颜料浆料的制备，其特征在于还包括：(1)湿法表面处理步骤：将湿法表面处理剂加入氧化铁颜料浆料，搅拌，然后干燥，粉碎，获得干料；所述及的湿法表面处理剂为无机表面处理剂，非离子表面活性剂和有机表面处理剂钛酸脂。由于本发明对氧化铁颜料进行了“湿法～干法”复合表面处理，同时采用了非离子表面活性剂，因此其性能得到了极大的改善，具有更短的分散时间，在涂料等应用体系中，缩短分散时间，即在较短的分散时间下，就能达到较高的着色强度和较小的色差值，可降低应用体系的生产能耗。

Description

一种氧化铁颜料的制备方法

技术领域

本发明涉及无机颜料生产方法，具体涉及氧化铁颜料的生产方法特别涉及氧化铁颜料的表面处理方法。

背景技术

氧化铁颜料主要是指基本物质为铁的氧化物的氧化铁红、铁黄、铁黑、铁橙、铁棕等着色颜料，氧化铁颜料以其颜色多、色谱广、无毒、价廉的特点，广泛应用于涂料、建材、塑料、电子、烟草、磨料、医药、宠物饲料添加剂等行业中。在世界范围内，氧化铁颜料的产销量，仅次于钛白粉，是第二个量大面广的无机彩色颜料，世界氧化铁颜料的消费量，每年达100万吨。

但是，目前市售的氧化铁颜料的性能均不十分理想，其在水中的分散性和悬浮性较差，沉降速度较快，容易团聚，因此使其应用受到了一定的局限。

为此，许多专利和文献公开了各自的技术，如美国专利USP4,522,343、USP4,917,309和USP4,917,309所公开的技术，但是结果均不十分满意，所采用的表面处理剂来源较为困难，价格较高，工业应用具有一定难度。

申请人在中国专利ZL 02 1 37402.3中公开了一种方法，可以克服上述的缺陷，但是，在大量的实验中发现，还可以做进一步的改进。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种氧化铁颜料的制备方法，以克服现有技术存在的分散性和悬浮性较差，沉降速度较快，容易团聚结块，表面处理剂来源较为困难，价格较高以及目前通用的干法研磨机械等的缺陷。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)氧化铁颜料浆料的制备，该制备过程为一种常规的过程，在许多专利和相关的文献中已有报道，本发明不再赘述。其中，氧化铁含量为30-60wt％。

(2)湿法表面处理：湿法表面处理主要依赖某些物质在水中具有膨胀性、分散性、悬浮性、润滑性等性能，通过采用一定的工艺，将其添加到未经干燥的氧化铁颜料的浆料中，使易沉淀的氧化铁颜料在干燥后的沉淀性和团聚性得到改善。具体过程如下：

将湿法表面处理剂通过滴加的方法加入上述的氧化铁颜料浆料，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为500-1500转/分，一般搅拌0.1～1小时，然后进行干燥，最好干燥至含水量小于1wt％，粉碎，获得干料；

所述及的湿法表面处理剂包括无机表面处理剂，非离子表面活性剂和有机表面处理剂钛酸脂；

所说的包括无机表面处理剂包括硅酸钠或/和硅酸铝，无机表面处理剂的用量为颜料量的0.5wt％～3.0wt％，优选0.8～1.2wt％；

所述及的钛酸脂为C1～C5的钛酸脂，优选钛酸乙脂或钛酸丁脂。

钛酸脂的加入量为颜料量的0.1wt％～1.5wt％，优选0.5～0.8wt％。

所说的非离子表面活性剂选自聚氧乙烯蓖麻油双甘油酯、聚氧乙烯6失水山梨醇单月桂酸酯(司盘20)等失水山梨醇脂肪酸酯(司盘)，聚氧乙烯单月桂酸山梨酯、聚氧乙烯单油酸山梨酯等聚氧乙烯脂肪酸山梨酯(吐温)，聚氧乙烯月桂醇醚等聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯10单月桂酸酯等聚乙二醇脂肪酸酯，聚氧乙烯蓖麻油、癸酸月桂酸甘油酯、己酸月桂酸甘油酯、辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯等混合脂肪酸甘油酯以及它们中两种以上组成的混合物，非离子表面活性剂的加入量为颜料量的0.1wt％～1.0wt％，优选0.5～0.8wt％；

(3)干法表面处理：

将利用干法表面处理剂添加到干粉中，并通过机械研磨使其均匀的包裹到颜料分子的表面，既起到润湿作用，又起到润滑作用，从而改善颜料的性能。具体过程如下：

将C₂～C₆的多元醇类物质加入步骤(2)的粉料中，搅拌均匀后进入高速气流磨中进行高速研磨，使C₂～C₆的多元醇类物质均匀的包裹到颜料分子的表面，即获得本发明的氧化铁颜料，加入量为0.2wt％～0.8wt％，优选量为0.3～0.5，优选的多元醇类物质为丙二醇或/和丁二醇。

由于本发明对氧化铁颜料进行了“湿法～干法”复合表面处理，同时采用了非离子表面活性剂，因此其性能得到了极大的改善，经过处理后的颜料在水中的分散性得到了改善，沉降速度减慢，且24小时后的沉淀物一摇即松，即较未处理的颜料来说，具有一定的悬浮性。其平均粒径下降、比表面积增大的特点，使颜料团聚粒子得到了部分解聚，在应用体系中易分散，其具有更好的细度值，通过320目筛的量明显上升(几乎可上升一个数量级)，其具有更小的表观密度(视比重，即单位体积颜料的重量)，同时具有更大的颜料装填体积，同时具有更好的流动性，更易于包装，易于混合配色，具有更高的着色能力，在应用体系中，可降低颜料的用量，使应用体系降低其应用成本；同时具有更短的分散时间，在涂料等应用体系中，缩短分散时间，即在较短的分散时间下，就能达到较高的着色强度和较小的色差值，可降低应用体系的生产能耗。

具体实施方式

实施例1

将0.8公斤硅酸钠、0.3公斤钛酸丁脂和0.5公斤聚氧乙烯6失水山梨醇单月桂酸酯加入到100公斤氧化铁含量为60wt％的浆料中，搅拌1小时，干燥至含水量小于1wt％，粉碎，获得干料；

将0.4公斤丙二醇0.4公斤丁二醇加入100公斤上述的粉料中，搅拌均匀，即获得本发明的氧化铁颜料。测试结果见表1。

实施例2

将0.5公斤硅酸钠、0.1公斤钛酸丁脂和0.3公斤吐温60加入到100公斤氧化铁含量为30wt％的浆料中，搅拌1小时，干燥至含水量小于1wt％，粉碎，获得干料；

将0.3公斤丙二醇和0.3公斤丁二醇加入100公斤上述的粉料中，搅拌均匀，即获得本发明的氧化铁颜料。测试结果见表1。

实施例3

将0.5公斤硅酸钠、0.5公斤钛酸丁脂和0.4公斤聚氧乙烯蓖麻油双甘油酯和0.4公斤辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯加入到100公斤氧化铁含量为30wt％的浆料中，搅拌1小时，干燥至含水量小于1wt％，粉碎，获得干料；

将0.3公斤丙二醇和0.5公斤丁二醇加入100公斤上述的粉料中，搅拌均匀，即获得本发明的氧化铁颜料。测试结果见表1。

实施例4

产品的测试与性能对比

JL-1166型激光粒度分布测试仪测试试验结果及结果分析

测试方法：

将实施例1的适量颜料置于测试槽中(注：槽中需有水)，滴加几滴分散剂(乙醇)，开启超声波进行分散，开启测试软件进行测试，测试数据储存即可。

(3)试验结果如表1：

表1试验样品比表面积、平均粒径变化率

	比表面积cm²	平均粒径μm
	比表面积cm²	平均粒径μm	实施例1	157945	0.51
实施例2	112084	0.82	实施例1	157945	0.51
实施例2	112084	0.82	实施例3	126163	0.65

实施例5

按GB1715法测试试验样品结果及结果分析

测试过程：

将试验样品称量(统一为10g)，并将其按GB1715湿法程序进行试验。本试验选用筛子的目数为320目(常规)、400目、500目三种规格。试验结果：

表2.试验样品筛余物变化率

	筛余物％
	筛余物％			320目	400目	500目
	实施例1	0.0258	0.0278	320目	400目	500目	0.0256
实施例2	实施例1	0.0258	0.0278	0.0260	0.0405	0.0502	0.0256
实施例2	实施例3	0.0038	0.0052	0.0260	0.0405	0.0502	0.0059

实施例6

试验样品的表观密度及装填体积的测试，测试方法参照GB5211.4。

试验结果见下表：

试验表观密度测试体积数，单位ml。

实施例1	43.8
实施例1	43.8	实施例2	42.9
实施例3	45.1	实施例2	42.9

实施例7

试验样品流动度的测试，采用GB1719。

试验样品堆高度和直径变化率

名称	高度cm	直径cm
名称	高度cm	直径cm	实施例1	3.8	15.8
实施例2	5.4	17.3	实施例1	3.8	15.8
实施例2	5.4	17.3	实施例3	4.1	16.3

实施例8

试验样品相对着色力和冲淡色的测试

采用GB5211.19，结果见下表：

名称	着色强度％
名称	着色强度％	实施例1	108.22
实施例2	115.56	实施例1	108.22
实施例2	115.56	实施例3	118.32

实施例9

分散程度：

(1)试验样品易分散程度的比较——振荡法概要

将试样样品与指定介质进行振荡分散，对比其不同分散时间下的着色强度和色差值，以比较其易分散程度。、

(2)试验样品的测试过程

称取一定量的颜料和一定量的标准白漆，置玻璃瓶中，加入定量的玻璃珠，在振荡仪中振荡，分别设定时间为5’，15’，25’，35’，45’，60’共六档，分别制成色卡，在Datacolor色差仪中读取其色差值和着色强度值，其中的色差值代表两者的颜色差异，而着色强度值代表了两者的着色能力差异。

(3)测试结果

	分散时间、色差、强度
	分散时间、色差、强度						5’	15’	25’	35’	45’	60’
	实施例1	_ΔE＝4.98135.45％	_ΔE＝3.34128.65％	_ΔE＝2.37118.73％	_ΔE＝1.87109.32％	_ΔE＝0.95106.45％	5’	15’	25’	35’	45’	60’	_ΔE＝0.42101.98％
实施例2	实施例1	_ΔE＝4.98135.45％	_ΔE＝3.34128.65％	_ΔE＝2.37118.73％	_ΔE＝1.87109.32％	_ΔE＝0.95106.45％	_ΔE＝3.29127.71％	_ΔE＝2.42111.99％	_ΔE＝1.27108.47％	_ΔE＝0.76105.47％	_ΔE＝0.45103.30％	_ΔE＝0.29100.12％	_ΔE＝0.42101.98％

表中_ΔE的值表示颜色色差

5’等数据表示分散时间

135.45％等数据表示颜料的着色强度

由表中的数据可以看出，经过处理后的氧化铁颜料具有比现有技术更易分散的特点，能在较短的时间内分散出较高的着色强度，即降低应用体系的生产能耗。

Claims

1.一种氧化铁颜料的制备方法，包括氧化铁颜料浆料的制备，其特征在于还包括：(1)湿法表面处理步骤：将湿法表面处理剂加入氧化铁颜料浆料，搅拌，然后干燥，粉碎，获得干料；

所述及的湿法表面处理剂为无机表面处理剂，非离子表面活性剂和有机表面处理剂钛酸脂；

所说的包括无机表面处理剂包括硅酸钠或/和硅酸铝；

所说的非离子表面活性剂选自聚氧乙烯蓖麻油双甘油酯、聚氧乙烯6失水山梨醇单月桂酸酯(司盘20)等失水山梨醇脂肪酸酯(司盘)，聚氧乙烯单月桂酸山梨酯、聚氧乙烯单油酸山梨酯等聚氧乙烯脂肪酸山梨酯(吐温)，聚氧乙烯月桂醇醚等聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯10单月桂酸酯等聚乙二醇脂肪酸酯，聚氧乙烯蓖麻油、癸酸月桂酸甘油酯、己酸月桂酸甘油酯、辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯等混合脂肪酸甘油酯以及它们中两种以上组成的混合物；

所说的钛酸脂为C1～C5的钛酸脂；

(2)干法表面处理步骤：将C₂～C₆的多元醇类物质加入步骤(1)的粉料中，搅拌均匀，研磨，即获得本发明的氧化铁颜料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硅酸钠或/和硅酸铝的用量为颜料量的0.5wt％～3.0wt％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，钛酸脂的加入量为颜料量的0.1wt％～1.5wt％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，非离子表面活性剂的加入量为颜料量的0.1wt％～1.0wt％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多元醇类物质为丙二醇或/和丁二醇，加入量为0.2wt％～0.8wt％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多元醇类物质加入量为0.3～0.5wt％。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，湿法表面处理剂通过滴加的方法加入氧化铁颜料浆料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在高速气流磨中进行高速研磨。