专利名称：一种对颜料进行表面处理的方法
技术领域：
本发明涉及对微粒进行表面处理的方法，尤其涉及一种对颜料进行表面处理的方法。
背景技术：
颜料是重要的精细化工原料，它是油墨、涂料、塑料、纤维、印花浆料中普遍使用的着色剂。在上述着色体系中，要求颜料以微粒子的形式分散存在。而在颜料分散之前，由于其原生粒子较细、表面能较高，颜料会自发团聚，给分散操作带来很大的困难。因此，颜料的分散性是颜料产品极其重要的性能指标，它在很大程度上影响了颜料的应用性能，其中包括着色力、流动度等等。
要想提高颜料的分散性，必须对颜料进行表面处理。传统的表面处理方法是在颜料成品过滤以前加入表面活性剂。表面活性剂的分子结构由亲油基团与亲水基团两部分组成，是按照一定的亲水亲油平衡值进行设计和合成的。由于没有考虑到颜料表面性质和分散介质的具体要求，表面活性剂作为颜料表面处理剂使用时往往具有如下缺点其一是在颜料表面吸附不牢，容易脱附，经常在颜料过滤与水洗过程中大量流失，既造成浪费又造成污染；其二是分子量太小(其亲油基团一般不超过18个碳原子)，无法提供颜料稳定分散所必需的空间位阻，所以使用效果不明显；其三是亲油基团一般为烃类结构，极性不可调，无法适应不同应用体系的需要。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可有效防止颜料粒子团聚、提高颜料粒子的分散稳定性的对颜料进行表面处理的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种对颜料进行表面处理的方法，其特征在于，该方法采用两亲性聚合物作为颜料的表面处理剂，在颜料粗品的球磨阶段，将两亲性聚合物溶解于球磨所使用的溶剂中，使两亲性聚合物直接吸附于颜料表面并参与颜料粗品的球磨过程，所述的两亲性聚合物用量为颜料干重的1％-5％。
所述的两亲性聚合物的分子结构由锚固基团和溶剂化链两部分组成，其中锚固基团能紧密地吸附于颜料表面，而溶剂化链与颜料分散介质具有良好的相容性。
所述的两亲性聚合物可以选用ICI公司的SOLSPERSE系列产品或上海三正高分子材料有限公司的CH系列产品。
所述的SOLSPERSE系列产品包括SOLSPERSE17000。
所述的的CH系列产品包括CH-6、CH-7、CH-34A、CH34B。
本发明经过大量实验表明对于需经过研磨过程以完成颜料化转变的颜料，在颜料粗品的研磨过程中使用两亲性聚合物，可以克服传统表面处理方法的缺点，得到理想的表面处理效果。
两亲性聚合物是指二十世纪八十年代发展起来的一类特殊的聚合物型颜料分散剂，其分子结构针对不同颜料的表面性质及分散介质的极性进行设计，以锚固基团取代表面活性剂的亲水基团，以溶剂化链取代表面活性剂的亲油基团。其中锚固基团能以单点化学键结合或多点氢键结合的形式牢固吸附于颜料表面，防止脱附；溶剂化链为具有一定分子量的聚合物长链，它与分散介质具有很好的相容性，能在分散介质中采取比较伸展的构象并在颜料表面形成足够厚度(5-15纳米)的保护层。当吸附有两亲性聚合物的颜料粒子相互靠近时，保护层的空间障碍有效地阻碍了粒子之间的团聚，大大提高了颜料粒子的分散稳定性，使颜料性能指标明显提高，其中主要体现在着色力、流动度等方面。
两亲性聚合物已有成熟的产品供应市场。原ICI公司的SOLSPERSE系列产品及上海三正高分子材料有限公司的CH系列产品在市场上具有较为广泛的影响。两亲性聚合物在涂料和油墨中的应用已有不少文献报道，在涂料和油墨体系中，两亲性聚合物的加入是一种补救措施。此时的颜料未经表面处理或通过传统方法简单处理，其粒子以比较坚硬的团聚体形式存在，分散操作较为困难，而两亲性聚合物加入油墨和涂料中，它首先全部溶解于树脂溶液中，然后通过与树脂的竞争吸附，有一部分逐步吸附到颜料表面，而另一部分游离于分散介质中，达到吸附平衡状态。由于只有一部分两亲性聚合物有效吸附于颜料表面，所以其用量相对较大，一般为颜料干重的5～15％，而且游离于介质中的两亲性聚合物会对油墨、涂料的性能产生负面影响。
尽管在油墨涂料中使用两亲性聚合物能加快颜料的分散过程，但程度有限，颜料仍然难以达到理想的分散状态，颜料下游厂家希望使用分散速度更快、分散稳定性更好、着色力更高、流动度更大的颜料，即易分散颜料。本发明顺应这一要求，在颜料粗品的颜料化转变过程中用两亲性聚合物对颜料进行表面处理，直接得到易分散颜料。该方法既不同于使用表面活性剂的传统表面处理方法，也不同于在油墨、涂料中使用两亲性聚合物帮助颜料分散的补救方法。用该方法制备的颜料，着色力、流动度等性能指标明显提高，并且所用两亲性聚合物极大部分都吸附于颜料表面，不仅用量小，而且负作用少。
具体实施例方式
实施例1～6酞菁蓝是量大面广的有机颜料。固相法是胶印油墨用酞菁蓝(PB153)的常见生产工艺。在这一生产工艺中，合成的铜酞菁粗品先经过球磨进行颜料化转变，然后经过酸洗、碱煮、过滤、水洗、干燥、粉碎得到颜料成品。本实验直接在生产线上进行，除球磨阶段在溶剂中事先加入两亲性聚合物溶解外，其余均保持不变。球磨时选用的溶剂为二甲苯，助研磨剂为氯化钙。下表是实验结果
如果按常规方法使用聚合物型分散剂(直接加入油墨中)，要达到例2的使用效果，则至少使用占颜料干重10％的Solsperse17000作为分散助剂。
实施例7～10永固紫RL(PV23)是塑料中常用的高档有机颜料，其制备过程较为复杂，但同样包含一个球磨(颜料化转变)阶段。本实验同样在生产线上进行，除球磨阶段在溶剂中事先加入两亲性聚合物溶解外，其余均保持不变。下表是实验结果
实施例11～15铝颜料是一类非常重要的金属颜料，由于容易被氧化，所以一般以浆料形式提供，俗称铝银浆。铝银浆由金属铝粉在烃类溶剂中球磨制得，其分散性、白度、光泽是极为重要的性能指标。本实验同样在生产线上进行。除球磨阶段在溶剂中事先加入两亲性聚合物溶解外，其余均保持不变。下表是实验结果
注①分散性表示颜料分散的难易程度，由实验者根据颜料研磨耗时耗能情况并结合自身操作经验进行评定。
②着色力采用白墨冲淡的方式测定，是该行业常用方法。
③流动度测定方法如下取0.3克颜料，2.0克树脂油(上海油墨泗联化工有限公司提供)，混合均匀后在PM-240型平磨仪上研磨200转(每50转整理一次)，然后将所得油墨刮于干净的玻璃板上(玻璃板垂直放置)，油墨最终流经的长度即为流动度。
④光泽与白度变化测定将铝银浆制成喷漆喷于洁净的铝片上，干燥后用光泽仪测定其光泽，白度测定则采用目测方式。测定结果除以空白样的测定结果再减去100％即为光泽或白度的变化值。
⑤表面活性剂A为土耳其红油；表面活性剂B为壬基酚聚氧乙烯(10)醚；表面处理剂C为硅烷偶联剂KH-570。
权利要求
1.一种对颜料进行表面处理的方法，其特征在于，该方法采用两亲性聚合物作为颜料的表面处理剂，在颜料粗品的球磨阶段，将两亲性聚合物溶解于球磨所使用的溶剂中，使两亲性聚合物直接吸附于颜料表面并参与颜料粗品的球磨过程，所述的两亲性聚合物用量为颜料干重的1％-5％。
2.根据权利要求1所述的一种对颜料进行表面处理的方法，其特征在于，所述的两亲性聚合物的分子结构由锚固基团和溶剂化链两部分组成，其中锚固基团能紧密地吸附于颜料表面，而溶剂化链与颜料分散介质具有良好的相容性。
3.根据权利要求1或2所述一种对颜料进行表面处理的方法，其特征在于，所述的两亲性聚合物可以选用ICI公司的SOLSPERSE系列产品或上海三正高分子材料有限公司的CH系列产品。
4.根据权利要求3所述的一种对颜料进行表面处理的方法，其特征在于，所述的SOLSPERSE系列产品包括SOLSPERSE17000。
5.根据权利要求3所述的一种对颜料进行表面处理的方法，其特征在于，所述的的CH系列产品包括CH-6、CH-7、CH-34A、CH34B。
全文摘要
本发明涉及一种对颜料进行表面处理的方法，该方法采用两亲性聚合物作为颜料的表面处理剂，在颜料粗品的球磨阶段，将两亲性聚合物溶解于球磨所使用的溶剂中，使两亲性聚合物直接吸附于颜料表面并参与颜料粗品的球磨过程，所述的两亲性聚合物用量为颜料干重的1％－5％。与现有技术相比，本发明可有效防止颜料粒子团聚，提高颜料粒子的分散稳定性，用本发明制备的颜料，其着色力、流动度等性能指标都有明显提高。
文档编号C09C3/10GK1446859SQ0211113
公开日2003年10月8日 申请日期2002年3月22日 优先权日2002年3月22日
发明者王正东, 陈腊琼 申请人:王正东