[发明专利]制备挤水颜料的方法

说明书

发明领域

本发明涉及制备挤水颜料的方法，特别是用于油墨组合物的挤水颜料。本发明还涉及制备油墨基础成分和油墨产品组合物的方法。

发明背景

许多有机颜料的合成包括在稀释水介质中的偶合步骤，以生产颜料制品的浆料，在其之后一般是接着在压滤机中过滤浆料来浓缩颜料。然后，既可以干燥所产生的滤饼，以获得干燥的颗粒颜料，也可以用有机介质例如油和/或树脂来“挤水转相”，以将颜料颗粒从含水滤饼转移到油或树脂相。挤水有助于颜料颗粒保持不聚集成团的状态，且更容易应用于油墨或涂料的生产。较之简单干燥颜料的方法，挤水方法需要额外的时间和材料。然而，若颜料应用于油墨或涂料组合物，为了获得所需的显色和稳定性，首先它必须能很好地分散在适当的有机介质中，由此挤水过程是有利的，因为它无需干燥颜料和在有机介质中研磨颜料的中间步骤既可完成转移，来生产颜料分散体。

过去，挤水颜料通常用间歇方法制备，其中滤饼用油相例如油和/或树脂来捏合，如在西格玛型捏和机或揉面机中，将颜料颗粒从水相挤水转移到有机介质相，并将水以分离的水相形式置换出来。分离置换出来的水，并且分散于清漆中的颜料分散体以颜料膏形式用于油墨或油漆的生产。

间歇方法有许多缺点。首先，加入清漆、捏合料团来移置出水和倒出水份的步骤通常必须重复许多次，以获得最佳产量和具有预期低含水量的产品。这是一个需要小心监控的劳力密集产业过程。此外，为了除去残留水份，必须进一步进行分批处理，例如在真空下进行加热和汽提。对许多颜料来说，除去残留水份的加热历程可能会造成色移。此外，该过程耗时和低效。最后，即使使用真空汽提，将水含量减至低于约3％重量仍是困难的。

过去提出过连续的挤水方法，但是那些方法也有缺点。在Higuchi等人的美国专利4,474,473号中描述了使用包括同向转双螺杆挤出机的设备将颜料滤饼连续挤水转相的方法。该方法要求滤饼的颜料含量为35％(重)或更多的。’473号专利指出了具有从15到35％(重)颜料含量的滤饼因为获得恒流加料的问题而不能用于连续过程中。然而，所得到的滤饼颜料含量范围一般是在15到35％(重)的范围。虽然以前的观点是用水稀释滤饼来形成低颜料含量液体浆料，但’473专利却反过来将颜料含量增加到35％或更多，来提供一种显然能以自由流动固体形式适用于恒流进料的“块状滤饼”。然而，提高所生产滤饼中的颜料含量需要滤饼成型并用循环空气干燥直到获得所需水含量的耗时过程。

应用稀释型滤饼的方法的实例是Rouwhorst等人的美国专利4,309,223号。这个专利公开了用单螺杆挤出机从滤饼制备挤水颜料的过程。该过程使用仅含约0.5％到10％(重)颜料的浆料。当在挤水过程中加入这么多水时，在相之间获得完全分开和分离是困难的。此外，产生了更多的含水废物。最后，单螺杆挤出机无法提供足够量的混合剪切来充分对滤饼挤水是常见的情况。

Anderson等人的美国专利5,151,026号公开了一种能够从含水的细碎固体物质如回收过程中清洗的废胶末、木纸浆和碎塑料材料中除去液体的挤出装置。水份在挤压点处自含水物质中挤出。挤压点的压力是由靠近液体提取位置的螺杆反向螺纹区段施加的背压产生的。Anderson方法是从似乎不会缔合或凝集的相对大固体块中除去水。与Anderson方法不同，挤水颜料过程关注的是细颜料颗粒从含水滤饼转移到有机相，该有机相通常包括树脂，接着将两个液相(水相和有机相)分离。在挤水转相过程中两个主要因素是颜料颗粒的有机相和水相的完全分离和颜料颗粒的良好分散。挤压点的方法不适用于两相的颜料挤水转相过程，因为挤压力会干扰水相和有机相之间必要的相分离。颜料颗粒也有凝集的趋势。因此，挤压点是不适用的另一个原因是由于挤压颜料将导致颜料颗粒产生不期望的凝集现象、反过来损害颜料的分散。

颜料和油墨连续生产过程的另一个重要因素是能保持产品所需性能的一致性。间歇法过程中，每批处理过程各自最优化。对性能进行监测并可以连续或调节分批处理过程直到获得所需性能。与间歇法不同，在挤出机连续过程中应该监测性能，并不断进行调节，以使产品具有所需质量，避免中断连续过程。

发明概述