[发明专利]一种高耐候性亲水型有机颜料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机颜料表面改性领域，具体涉及一种通过喷雾干燥法制备无机层包覆、高耐候性有机颜料的方法。

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。但有机颜料的表面能低，疏水性强，在不添加助剂情况下很难在水中浸润、更不能在水中达到均匀分散。更重要的是目前的多数有机颜料品种存在着耐强酸碱性较差、耐光牢度不好，色亮度差等缺点。

无机SiO₂颗粒具有很好的耐酸、碱能力，同时又具有一定的抗紫外能力。将无机SiO₂层附包覆在有机颜料表面，可以提高有机颜料的亲水性、耐酸碱性、耐光催化性，得到高品质的有机颜料。

许多研究者尝试用不同的方式将无机SiO₂包覆到有机颜料表面，进而改善有机颜料的性能。例如陈红征等[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，并且提高了颜料黄119的耐候性。

从上不难发现，无机SiO₂包覆有机颜料后，所得的复合颜料具有较好的亲水性和耐候性。但上述研究所涉及的制备过程较复杂，所用助剂和原料较贵，加工过程耗时费力，不便进行大规模的推广和应用。因而到目前为止在市场上还没有发现相应的有机颜料商品。

发明内容

本发明提供了一种高耐候性亲水型有机颜料的制备方法，通过喷雾干燥法将无机纳米颗粒SiO₂沉积到有机颜料表面，通过对颜料颗粒不同程度的包裹而制得一系列具有高耐候性、高色亮度特征的亲水型有机颜料。

一种高耐候性亲水型有机颜料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将有机颜料滤饼、二氧化硅水分散液、表面活性剂(十二烷基硫酸钠)以及可选择性加入的补充水混合，球磨，得到均匀的颜料/二氧化硅水分散液；

(2)将所制的颜料/二氧化硅水分散液进行喷雾干燥，收集得到高耐候性亲水型有机颜料。该颜料为一种包覆有硅溶胶颗粒层的高耐候性有机颜料。

本发明中，在少量表面活性剂的分散作用下，将有机颜料滤饼与二氧化硅水分散液混合。再通过剪切研磨工艺分散和细化其中的颜料滤饼，并在此过程中将部分小粒径纳米SiO₂颗粒吸附和沉积到细化后的颜料颗粒表面，从而在水相中稳定颜料颗粒的细化效果。而后进行喷雾干燥，在此过程中，由于水分的快速挥发，纳米SiO₂表面能急剧提高，相互间极易快速聚集、并通过不同SiO₂颗粒羟基间的缩合脱水，实现纳米无机颗粒在有机颜料颗粒表面的大规模沉积和富集。最终通过对细化颜料颗粒的上述包裹作用，达到固化这种研磨细化及无机沉积的目的。

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，所述的有机颜料滤饼为油性且不规则状有机颜料滤饼，所述的有机颜料具体为偶氮颜料、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。上述有机颜料滤饼是最常用的油性固体颜料，具有着色性能好、使用范围广泛等特点。有机颜料虽然相比于染料而言有较好的耐候性，但是未经过表面改性的有机颜料往往也无法承受实际使用过程中的恶劣化学物理环境(如强紫外、强腐蚀性等)。

步骤(1)中，所述有机颜料滤饼的用量为体系总质量的10％～30％。有机颜料用量的提高会增加体系的粘度，当有机颜料用量超过体系质量30％时，颜料/水分散液的粘度会有明显的提高，不利于颜料颗粒在球磨过程中的分散。同时过大的粘度也会使得喷雾干燥喷头发生堵塞。而过低的有机颜料含量虽然不会对改性颜料效果有影响，但是生产效率不高。因此本发明所述有机颜料的用量为体系总质量的10％～30％，进一步优化为15％～25％。