颜料水解包膜的方法与流程

文档序号:13653008阅读:1405来源:国知局

本发明属于颜料生产技术领域,具体涉及一种应用于化妆品、油墨等领域的颜料的水解包膜方法。



背景技术:

应用于化妆品、油墨等领域的颜料的生产工艺一般包括有基材的煅烧、除杂、漂洗、碾磨、分散、粗分、酸处理、碱处理、精分、水解包膜、洗涤抽滤、烘干煅烧等工艺,其中的有些工艺可以根据不同的需要进行删减或增加,但是其中的水解包膜(即在基材表面包覆一层折光率与基材差别较大的薄膜)这一工艺是必不可少的,且其对颜料的质量起着关键性的作用。而颜料的水解包膜工艺对水解体系的反应条件(如ph值、温度、搅拌效果)控制要求很高,反应条件的波动会对颜料的水解包膜效果造成很大影响,从而影响颜料的质量。

目前,颜料的水解包膜工艺通常是通过加入一些强酸弱碱盐水解沉淀包覆完成的,然而该类强酸弱碱盐水解沉淀过程中通常伴随着h+的产生,即ph值的下降,例如最常用的ticl4,其水解方程式如下:

ticl4+(x+2)h2o=tio2•xh2o↓+4hcl;

水解产生的hcl会大大降低体系ph值,ph值降低会抑制四氯化钛的继续水解,导致包膜不均,影响颜料的质量。为此,需要在该水解过程中加入naoh中和hcl。但由于酸碱中和反应迅速而且剧烈,现有的基于加碱中和法为原理的反应器对加碱的流量控制要求极高,流量控制的轻微误差即会导致ph值的剧烈波动,同时碱液具有较高的腐蚀性。因此对该类反应器中碱液输送控制反应器的精密控制和耐腐蚀要求很高,反应器价格高昂。同时由于酸碱中和反应的剧烈性和放热,加碱中和法会容易导致管口附近ph值和温度均高于远离管口部位的区域,体系各处反应条件不均。很多ph稳定性和均匀性要求较高情况下,加碱中和水解包膜反应器的反应条件控制并不理想,需要额外加入缓冲液调控ph值,一方面提高了用料成本,另一方面缓冲液对反应液造成了污染,提高了环保成本。



技术实现要素:

本发明提供了一种颜料水解包膜的方法,它可以解决了现有颜料水解包膜工艺存在反应条件控制不理想,需额外加入缓冲液的问题。

为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

它采用颜料水解包膜反应器进行水解包膜,该反应器包括有电解糟和直流电源;所述电解糟内通过阴离子交换膜隔成阴极室和阳极室,所述阴极室内设有与直流电源的负极相连的惰性阴极;所述阳极室内设有与直流电源的正极相连的阳极;所述阴极室内设有搅拌桨和其上连通有输液管的扰流管,该扰流管壁上设有多个孔;

该方法包括以下具体步骤:

将颜料基材加水制成悬浮液,并放入电解糟的阴极室内,启动搅拌桨;然后将所需沉积剂依次通过输液管加入阴极室内,并通过控制直流电源的电流大小控制电解糟内的ph值在需要的范围内,直至水解反应结束,使得沉积剂沉积包覆在颜料基材的表面。

上述技术方案中,更具体的技术方案还可以是:所述惰性阴极螺旋盘绕在扰流管上。

进一步的,所述阳极为铁或铁合金材料。

由于采用上述技术方案,本发明得到的有益效果是:

1本发明摒弃了传统的加碱中和法,全程反应不使用高腐蚀性的碱液,通过电解糟内发生的电化学方法消耗水解产生的h+,即反应过程中利用稳压直流电源将反应器通电,利用阴极反应2h++2e-=h2↑,不断消耗水解液水解产生的h+,通过调节直流电源的电流大小代替传统加碱中和法的碱液流量控制消耗h+的速率,使其消耗h+的速率与水解速率一致,因此,其反应过程相对温和可控(控制电流大小比控制流量大小更加简单易操作),对反应器要求较低,造价低廉;同时,在扰流管上设有多个小孔,沉积剂由扰流管的小孔进入反应体系后即在搅拌桨的带动下绕着螺旋电极转动,同时扰流管能够适当扰流,保证水解液能够与电极均匀充分的接触,进一步稳定了反应体系的ph值,因此在整个颜料的水解包覆过程中并不需要额外加入缓冲液,节约了大量成本。

2.本发明将惰性阴极螺旋盘绕在扰流管,让反应液均匀混合,并使反应液随着搅拌桨的启动与电极和加热管充分接触,反应体系各处能够均匀加热和消耗h+,进一步的解决了传统加碱中和反应装置存在ph和温度分布不均的问题。

3.本发明电解糟阴极室外壁为阴离子交换膜,水解产生的氯离子会在反应过程中穿过阴离子交换膜而到达阳极区,其中阳极为铁及铁合金材料,反应过程中铁及铁合金材料溶解进入溶液,与氯离子生成二价铁溶液,并进行回收利用氯化铁溶液,氯化铁溶液正是铁系珠光颜料生产的重要原料;此外,阴极区反应液经过滤后的废液由于含有大量的氯离子,因此可被回收并用于生产氯化铁溶液,实现了废物的回收利用。

附图说明

图1是本发明颜料水解包膜所采用的设备的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明,以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步详述,而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。

如图1所示的是本发明采用的颜料水解包膜反应器,它包括有电解糟1和直流电源6;所述电解糟1内通过阴离子交换膜2隔成阴极室3和阳极室4,所述阴极室3内设有与直流电源6的负极相连的惰性阴极5;所述阳极室4内设有与直流电源6的正极相连的阳极7;所述阴极室3内设有搅拌桨8和其上端连通有输液管10的扰流管9;所述扰流管9设有多个孔11,沉积剂由扰流管7上的多个孔11进入反应体系后即在搅拌桨8的带动下绕着螺旋电极转动,同时扰流管7能够适当扰流,保证水解液能够与电极均匀充分的接触;所述惰性阴极3螺旋盘绕在扰流管9上,让反应液均匀混合,并使反应液随着搅拌桨8的启动与电极和加热管充分接触,反应体系各处能够均匀加热和消耗h+;所述阳极7为铁及铁合金材料,反应过程中铁及铁合金材料溶解进入溶液,与氯离子生成二价铁溶液,可回收再利用;

本发明颜料水解包膜的方法包括以下具体步骤:

将颜料基材加水制成悬浮液,并放入电解糟1的阴极室3内,启动搅拌桨8;然后将所需沉积剂依次通过输液管10加入阴极室3内,并通过控制直流电源6的电流大小控制电解糟1内的ph值在需要的范围内,直至水解反应结束,使得沉积剂沉积包覆在颜料基材的表面。

实施例

金色系列低光泽度用片层颜料的水解包膜方法采用如图1所示的设备,它包括有电解糟1和直流电源6;其中,所述电解糟1中间通过阴离子交换膜2隔开成阴极室3和阳极室4,所述阴极室3内有惰性阴极5,与直流电源6的负极相连;所述阳极室4内有阳极7,与直流电源6的正极相连;所述阴极室3内有搅拌桨8和扰流管9,所述扰流管9的上端连通有输液管10;所述扰流管9设有多个孔11,所述惰性阴极3螺旋盘绕在扰流管9上,所述阳极7为铁及铁合金材料;

金色系列低光泽度用片层颜料的水解包膜方法包括以下具体步骤:

a.将基材云母粉和晶粒调节剂投入去离子水中,制成悬浮液,然后放入电解糟1的阴极室3内,启动搅拌桨8;其中,所述晶粒调节剂的用量为云母粉质量的0.01%~2%;

b.调节直流电源6的电流大小,使所述悬浮液的ph值保持在1.5,然后从输液管10加入所述云母粉质量0.5%的sncl4·5h2o溶液,并在此过程中通过调节直流电源6的电流大小使其ph值保持恒定;当所述sncl4·5h2o溶液添加结束后,继续恒温搅拌15分钟~30分钟;

c.调节直流电源6的电流大小,使所述悬浮液的ph值调节至1.8~2.0,然后从输液管10加入ticl4溶液直至所述悬浮液的颜色变为淡金色,并在此过程中同样通过调节直流电源6的电流大小使其ph值保持恒定;当所述ticl4溶液添加结束后,继续恒温搅拌15分钟~30分钟;

d.调节直流电源6的电流大小,使所述悬浮液的ph值调节2.5~3.3,然后再次从输液管10加入fecl3溶液直至所述悬浮液的颜色变为所需色相,并在此过程中同样通过调节直流电源6的电流大小使其ph值保持恒定。

对比实例

金色系列低光泽度片层颜料的水解包膜方法包括以下步骤:

a.将基材云母粉和晶粒调节剂投入去离子水中,制成悬浮液;其中,所述晶粒调节剂的用量为云母粉质量的0.01%~2%;

b.用稀盐酸将此悬浮液的ph值调节至1.5,,然后加入所述云母粉质量0.5%的sncl4·5h2o溶液,并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持ph值恒定;当所述sncl4·5h2o溶液添加结束后,继续恒温搅拌15分钟~30分钟;

c.用稀盐酸将此悬浮液的ph值调节至1.8~2.0,然后加入ticl4溶液直至所述悬浮液的颜色变为淡金色,并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持ph值恒定;当所述ticl4溶液添加结束后,继续恒温搅拌15分钟~30分钟;

d.用稀盐酸将此悬浮液的ph值调节至2.5~3.3,然后加入fecl3溶液直至所述悬浮液的颜色变为所需色相,并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持ph值恒定。

将上述实施例以及对比实例的结果进行比较,发现相对与对比实例,本发明实施例反应体系更加容易控制,且无需再额外添加缓冲液。

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