[发明专利]基于硅溶胶非连续沉积制备两亲性改性有机颜料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面改性有机颜料制备领域，具体涉及一种基于硅溶胶非连续沉积制备两亲性改性有机颜料的方法。

背景技术

有机颜料色谱广泛、颜色鲜艳、色调明亮、品种多样，已广泛应用于涂料、印染、造纸、印墨等诸多领域。但有机颜料表面能低，疏水性强，在不添加助剂情况下很难在水中浸润、更不能在其中达到均匀稳定分散。因此，在用于印染湿加工前必须对其进行大规模的商品化处理。例如国外巴斯夫、汽巴精化等欧美公司大量运用颜料颗粒表面改性技术，开发成功了一系列商品化的高档有机颜料，提升了产品质量。但这些高档商品化有机颜料价格远远高于普通有机颜料，目前仅能用于高级油墨、高级汽车涂料等领域，使用范围较窄。

我国在有机颜料滤饼合成方面基本已达世界先进水平，但在颜料商品化方面的技术还较落后。目前，国产商品化有机颜料生产中，往往通过加入大量的分散剂、润湿剂、稳定剂等助剂来达到浸润和分散要求。通常这些助剂的用量已超过颜料本身，而且为了减少这些助剂对最终产物品质的影响，在帮助颜料颗粒附着于目标对象之后还需去除上述助剂。这不但导致有机颜料的商品化和应用过程繁琐，同时还带来大量的印染废弃物。因此，如何在较简便的工艺技术下，进行颜料滤饼的商品化，提高常规有机颜料在水中的润湿、分散性能，制备具有较高亲水性的双亲性有机颜料一直是着色剂行业急需解决的问题。

对颜料进行表面处理是提高颜料颗粒在分散体系中分散稳定性的一种较好的手段，颜料表面通过改性处理后，其表面性质将会发生明显的改变，同时其良好的着色性和优异的稳定性等诸多优点仍将得到保存，从而可以扩大颜料的应用范围、提高其应用性能。

对此问题，国内已有部分研究，例如周春龙[Dyes and Pigments,1997,35(2):123-130]等通过高分子表面活性剂在有机颜料颗粒表面的高效吸附，提高了颜料颗粒在水相中的分散性和分散稳定性。陈红征等[Journal of Materials Chemistry C,2013(4):843-849]等借助静电作用，将水溶性高分子和硅溶胶吸附到颜料颗粒表面，同样提高了其亲水性。袁俊杰等[Dyes and Pigments,200676(2):463-469]采用层层自组装方法，在颜料黄119表面成功包覆了一层致密的二氧化硅，使颜料黄119从亲油性变成亲水性。

上述研究成功地对亲油性的有机颜料表面进行了亲水性改性，但上述研究仍存在以下一些问题：(1)实现的是对整个有机颜料颗粒的完整包覆，这往往导致改性颜料亲水性有余而亲油性不足，以至于在实际应用时反而易在印染制品的粘合剂胶膜中发生大规模的聚集和析出；(2)所用助剂和原料较贵，加工过程较缓慢，不利大规模推广和应用。因而上述研究主要还停留在实验室小试阶段，到目前为止在市场上还没有发现相应的亲水性改性有机颜料商品。

发明内容

本发明提供了一种基于硅溶胶非连续沉积制备两亲性改性有机颜料的方法，先在颜料颗粒表面吸附正电性小分子，进而通过静电作用非连续地吸附负电性的硅溶胶颗粒；其后通过硅溶胶前驱体TEOS的溶胶-凝胶反应而在吸附硅溶胶颗粒之间及其与颜料表面之间粘结上新生成的硅溶胶物质，进而获得无机膜非连续包覆的两亲性有机颜料，该两亲性有机颜料表面牢固附着硅溶胶部分呈亲水性，无覆盖部分仍表现为颜料本身的亲油性。

一种基于硅溶胶非连续沉积制备两亲性改性有机颜料的方法，具体包括以下步骤：

(1)将有机颜料加入到含有静电吸附剂的乙醇溶液中，球磨30～90min，得到颜料/乙醇分散液；

(2)向颜料/乙醇分散液中依次加入硅溶胶、无机前驱体正硅酸乙酯(TEOS)、氨水(NH₃·H₂O)、稳定剂，调整反应体系的pH到9.0～12.0后，进行改性反应，之后干燥得到两亲性有机颜料。

为取得更好发明效果，对本发明进行进一步的优选：

步骤(1)中，所述的有机颜料为油性且不规则状的有机颜料滤饼，具体为偶氮颜料、色淀颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料等常用油性固体颜料中的一种或两种以上。上述颜料滤饼是最常用的油性固体颜料，具有亲油性强、着色性能好等特点。同时上述颜料颗粒具有不规则的形貌，有利于电荷在其表面的不均匀分布，进而有利于实现无机膜的非连续包裹。此外，上述颜料价格低廉、用量大，但目前所用的商品化技术较简单，所得商品均属于低端颜料产品，对上述颜料进行改性，可明显提升其应用性能和附加值。