[发明专利]一种颜料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种颜料及其制备方法，特别涉及一种用氢氧化铝包覆玻璃微珠后与有机染料复合成的颜料及其制备方法。

目前，燃煤热电厂烟尘中的粉煤灰大量积存，人们久欲开发研究其用途、以便废物利用，减少环境污染。近年来有人利用粉煤灰制做建筑材料，如制砖等，但如何提高粉煤灰利用的附加价值乃是目前急需解决的重大课题之一。

本发明的目的在于提供一种利用粉煤灰中的玻璃微珠经包覆氢氧化铝膜再用有机染料着色制成玻璃微珠--有机染料复合颜料及其制备方法。

本发明的另一目的在于利用粉煤灰废物、以减少环境污染，同时提高粉煤灰利用的附加价值降低玻璃微珠颜料的成本(粉煤灰中提取的玻璃微珠价格是常规合成玻璃微珠价格的1/3-1/5)。

本发明的目的是这样实现的，把粉煤灰经分离并提纯去除杂质，然后分级可获得含量达95％以上、粒径小于30微米的细玻璃微珠。从颜料要求考虑、粒径小于30微米即可使用，但最好优选10微米以下的。在玻璃微珠上包覆氢氧化铝膜，其方法有两种，一是直接沉淀法，二是均匀沉淀法。直接沉淀法是将玻璃微珠与水制成重量比为1∶5-100的悬浮液，再按玻璃微珠与铝盐重量比1∶1-3加入铝盐、搅拌并加热使悬浮液温度控制在40-95℃，与此同时，以2-5毫升/分钟流速滴加浓度为3-5％碱性水溶液，调整悬浮液PH＝4-8之间、待在玻璃微珠表面上形成的光滑，均匀致密的氢氧化铝膜后，将悬浮液过滤、洗净、滤饼100-120℃干燥、即得氢氧化铝包膜的玻璃微珠。上述方法中所用的铝盐可以是硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝钾等，所用的碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钠等。

均匀沉淀法是将玻璃微珠与水按1∶5-100的重量比制成悬浮液，再按玻璃微珠∶铝盐∶尿素重量比为1∶1-2∶0.3-2加入入铝盐和尿素(铝盐与沉淀法所用铝盐相同)，直接悬浮液加热并搅拌环流，温度控制在尿素分解温度以上、待PH值达到6-8时，停止加热和搅拌、悬浮液冷却、过滤、洗净、滤并100-120℃干燥、即得包覆氢氧化铝膜的玻璃微珠。在这种方法中，由于尿素按下式反应：

生成的沉淀剂NH₄OH与铝盐作用生成氢氧化铝。此时，氢氧化铝的生成速度受到NH₄OH生成速度的控制，因而与直接沉淀法相比、更容易在玻璃微珠上生成光滑、致密、均匀的氢氧化铝包覆膜。

包覆氢氧化铝膜的玻璃微珠再用有机染料着色。其所用有机染料必须是染料中的某些官能团能与氢氧化铝生成色淀或生成难溶性的盐类，或者含有和铝离子生成难溶性的螯合物基团的有机化合物。在氢氧化铝包膜的玻璃微珠上着色的方法有两个、一是把氢氧化铝包膜的玻璃珠按玻璃微珠与水的重量比例1∶5-100制成悬浮液，并用硫酸或硝酸或盐酸等调整悬浮液PH＝3-5，再按玻璃微珠与染料的比例为1∶0.1-0.5加入有机染料，加热并维持悬浮液温度为20-50℃，搅拌30-60分钟，陈放12-24小时，然后过滤，洗净，于100-120℃条件下干燥即得着色玻璃微珠。玻璃微珠上色膜的深度决定于染料溶液的浓度、悬浮液的PH值，反应温度，搅拌时间及陈放时间等。另一种方法是将包膜玻璃微珠和缓冲溶液、例如醋酸盐、氨基乙酸或甘氨酸等缓冲溶液制成悬浮液，然后加入能和铝离子生成难溶性的沉淀的有机化合物进行反应。这些有机化合物是螯合物生成剂，例如羟基喹啉类，这样形成的难溶性铝螯合物层，可以和多种重偶氮化的氨和(或)偶联剂作用使染料固定在氢氧化铝包膜的玻璃微珠上。螯合物生成的溶液PH值控制在3-10范围内，温度30-100℃、反应时间5-30分钟，生成螯合物层的玻璃微珠经洗净，100-120℃干燥，然后再用上述缓冲溶液制成悬浮液，同时加入重偶氮化的有机化合物反应生成各种染料固定在包膜玻璃微珠上。由于通过重偶氮化及偶连剂生成的染料数量很多，因此用这种方法制成的包膜玻璃微珠色淀颜料也是多种多样的。

能够与铝离子反应生成色淀颜料的染料有如下几类：

一、具有与铝离子生成螯合物基团的染料

1、以蒽醌为基础的染料

(1)在羰基近旁生成羟基络合物，分子中的基本剩余基团为：

茜素(1.2--二羟基蒽醌类酸性染料)类染料属于这类，例如：

1.2--二羟基蒽醌-磺酸

1.2.5.8--四氢化蒽醌

1.2.6--三羟基蒽醌-3磺酸