制备挤水颜料的方法技术

本发明专利技术提供一种连续生产挤水颜料的方法和用来实施该方法的设备。在本发明专利技术方法中，颜料滤饼首先被流体化。将流体化的滤饼和疏水液体有机介质加入到双螺杆挤出机中。有机介质和滤饼在螺杆之间进行捏合，将颜料挤水转相到有机介质相。通过挤出机排水口将至少一部分水相移出来分离水相和挤水颜料相。阻挡物料向排水口下游流动的挡料装置使得料流聚集在出料部分足够的一段时间，来移出所需量的水相。料流经过挡料装置并继续通过施加真空来除去挤水颜料中残留水份的区域。挤水颜料可进一步与其他油墨组份相结合来形成油墨制品。挤出机包括至少一个能连续监测挤出机中所处理物料性能并根据获得的性能值与预定的理想性能值的偏差来调节工艺参数的监测设备。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
制备挤水颜料的方法专利
本专利技术涉及制备挤水颜料的方法，特别是用于油墨组合物的挤水颜料。本专利技术还涉及制备油墨基础成分和油墨产品组合物的方法。专利技术背景许多有机颜料的合成包括在稀释水介质中的偶合步骤，以生产颜料制品的浆料，在其之后一般是接着在压滤机中过滤浆料来浓缩颜料。然后，既可以干燥所产生的滤饼，以获得干燥的颗粒颜料，也可以用有机介质例如油和/或树脂来“挤水转相”，以将颜料颗粒从含水滤饼转移到油或树脂相。挤水有助于颜料颗粒保持不聚集成团的状态，且更容易应用于油墨或涂料的生产。较之简单干燥颜料的方法，挤水方法需要额外的时间和材料。然而，若颜料应用于油墨或涂料组合物，为了获得所需的显色和稳定性，首先它必须能很好地分散在适当的有机介质中，由此挤水过程是有利的，因为它无需干燥颜料和在有机介质中研磨颜料的中间步骤既可完成转移，来生产颜料分散体。过去，挤水颜料通常用间歇方法制备，其中滤饼用油相例如油和/或树脂来捏合，如在西格玛型捏和机或揉面机中，将颜料颗粒从水相挤水转移到有机介质相，并将水以分离的水相形式置换出来。分离置换出来的水，并且分散于清漆中的颜料分散体以颜料膏形式用于油墨或油漆的生产。间歇方法有许多缺点。首先，加入清漆、捏合料团来移置出水和倒出水份的步骤通常必须重复许多次，以获得最佳产量和具有预期低含水量的产品。这是一个需要小心监控的劳力密集产业过程。此外，为了除去残留水份，必须进一步进行分批处理，例如在真空下进行加热和汽提。对许多颜料来说，除去残留水份的加热历程可能会造成色移。此外，该过程耗时和低效。最后，即使使用真空汽提，将水含量减至低于约3％重-->量仍是困难的。过去提出过连续的挤水方法，但是那些方法也有缺点。在Higuchi等人的美国专利4,474,473号中描述了使用包括同向转双螺杆挤出机的设备将颜料滤饼连续挤水转相的方法。该方法要求滤饼的颜料含量为35％(重)或更多的。’473号专利指出了具有从15到35％(重)颜料含量的滤饼因为获得恒流加料的问题而不能用于连续过程中。然而，所得到的滤饼颜料含量范围一般是在15到35％(重)的范围。虽然以前的观点是用水稀释滤饼来形成低颜料含量液体浆料，但’473专利却反过来将颜料含量增加到35％或更多，来提供一种显然能以自由流动固体形式适用于恒流进料的“块状滤饼”。然而，提高所生产滤饼中的颜料含量需要滤饼成型并用循环空气干燥直到获得所需水含量的耗时过程。应用稀释型滤饼的方法的实例是Rouwhorst等人的美国专利4,309,223号。这个专利公开了用单螺杆挤出机从滤饼制备挤水颜料的过程。该过程使用仅含约0.5％到10％(重)颜料的浆料。当在挤水过程中加入这么多水时，在相之间获得完全分开和分离是困难的。此外，产生了更多的含水废物。最后，单螺杆挤出机无法提供足够量的混合剪切来充分对滤饼挤水是常见的情况。Anderson等人的美国专利5,151,026号公开了一种能够从含水的细碎固体物质如回收过程中清洗的废胶末、木纸浆和碎塑料材料中除去液体的挤出装置。水份在挤压点处自含水物质中挤出。挤压点的压力是由靠近液体提取位置的螺杆反向螺纹区段施加的背压产生的。Anderson方法是从似乎不会缔合或凝集的相对大固体块中除去水。与Anderson方法不同，挤水颜料过程关注的是细颜料颗粒从含水滤饼转移到有机相，该有机相通常包括树脂，接着将两个液相(水相和有机相)分离。在挤水转相过程中两个主要因素是颜料颗粒的有机相和水相的完全分离和颜料颗粒的良好分散。挤压点的方法不适用于两相的颜料挤水转相过程，因为挤压力会干扰水相和有机相之间必要的相分离。颜料颗粒也有凝集的趋势。因此，挤压点是不适用的另一个原因是由于挤压颜料将导致颜料颗粒产生不期望的凝集现象、反过来损害颜料的分散。-->颜料和油墨连续生产过程的另一个重要因素是能保持产品所需性能的一致性。间歇法过程中，每批处理过程各自最优化。对性能进行监测并可以连续或调节分批处理过程直到获得所需性能。与间歇法不同，在挤出机连续过程中应该监测性能，并不断进行调节，以使产品具有所需质量，避免中断连续过程。专利技术概述本专利技术提供一种由常规滤饼生产挤水转相颜料的连续方法。在第一个步骤中，至少一种颜料滤饼被均质化为流体化物质。在第二个步骤中，在受控速度下将均质化滤饼送入双螺杆挤出机中。该双螺杆挤出机可以接受多于一条的流体化滤饼流。将包括选自溶剂、清漆、油和/或树脂的有机组份在内的有机介质也送入挤出机中，并且在挤出机的第一段将滤饼和有机介质混合，用有机介质湿润颜料，从滤饼中置换出水份并生成粗制的挤水转相颜料。在挤出机第二段将置换出的水份除去。挤出机的第二段包括一个用来移出置换水特别是通过排水手段来除去水份的排液口，优选包括一个能够将挤水颜料在第二段中保留足够长的时间来从粗制挤水块中充分除去大部份置换出的水的挡料装置。挤出机优选包括具有一个或多个真空端口来排出附着在挤水颜料中的残留水份的第三段。本专利技术也提供一种从颜料滤饼来连续生产油墨基础成分或油墨产品的方法。该方法包括前述的本专利技术生产挤水颜料过程步骤和至少一个在排出颜料分散体之前的某一时刻，优选将一种或多种油墨组份，例如油漆、着色涂漆或调色组合物、溶剂和/或添加剂，在任选的真空区域之后加入挤出机中的另一步骤，来制造油墨基础成分或油墨产品组合物。本专利技术进一步提供了一套包括滤饼加料系统和双螺杆挤出机的装置。滤饼加料系统用来使滤饼流体化并同时将流体化的滤饼持续加入到挤出机中。滤饼加料系统对滤饼施加剪切力来将疏松的成团材料转变成平滑的流体化分散体。然后该加料系统将流体化的滤饼转移到双螺杆挤出机中。本装置的双螺杆挤出机至少具有二个区段。在第一段中，流体化滤饼和有机介质被送入挤出机并进行混合。第一段作用是将颜料转移到有机介质中并生成分离的水相。在挤出机的第二段中，至少除去部份水相。-->在任选的第三段中，利用真空来从挤水颜料中除去水的残余部分。挤出机也可以任选带有包括至少一个加料口的第四段，通过它来加入另外组分并提供额外的混合来制备油墨基础成分或油墨产品组合物。较之先有方法，本专利技术的优势在于提供了常规滤饼的连续处理方法。通常制备的滤饼具有从约15％到约35％的颜料含量。因为本专利技术能处理已制好的滤饼，所以可以免除为将滤饼的颜料含量提高到能对滤饼进行挤水转相处理的程度而采取的烦琐的预蒸发步骤，或是现有技术的方法采用的将滤饼还原为极低固含量浆料的稀释步骤。本专利技术进一步的优势在于能对连续挤水过程提供了更多控制，这将使得的颜色一致性和颜料分散体的其他性能得到提高。本专利技术进一步的优势在于提供一种由常规滤饼连续进料来生产油墨基础成分或最终油墨制品的连续过程。本专利技术还包括一种用于连续生产挤水颜料或油墨组合物的新方法，它包括通过至少一个监测工艺性能值的步骤来进行自动工艺调节，将所监测到的值与所需的工艺性能相比较，并根据监测值和所需值之间的比较来提供至少一个工艺特征的工艺调节。附图概述附图1是本专利技术滤饼加料系统一个实施方案的示意图。附图2是本专利技术滤饼加料系统另一实施方案的示意图。附图3是本专利技术双螺杆挤出机一个实施方案的示意图。附图4是本专利技术水分离区域的局部示意图。附图5示出挤出机第四段的一个实施方案的局部示意图。附图6示出根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挤出机装置，包括一个滤饼加料系统，其中所述滤饼加料系统包括用来流体化滤饼的剪切组件和用来加入流体化滤饼的加料组件；一个与加料组件连接的双螺杆挤出机，其中所述双螺杆挤出机包括带有接收来自加料组件的流体化滤饼并将流体化滤饼与有机 介质相混合的口的第一段；和位于第一段下游包括除去至少部分水相的排水口的第二段；和至少一个能连续监测挤出机所处理物料的性能并将监测到的值与所需值相比较的监测装置。

【技术特征摘要】
US 1999-9-17 09/398,4861.一种挤出机装置，包括一个滤饼加料系统，其中所述滤饼加料系统包括用来流体化滤饼的剪切组件和用来加入流体化滤饼的加料组件；一个与加料组件连接的双螺杆挤出机，其中所述双螺杆挤出机包括带有接收来自加料组件的流体化滤饼并将流体化滤饼与有机介质相混合的口的第一段；和位于第一段下游包括除去至少部分水相的排水口的第二段；和至少一个能连续监测挤出机所处理物料的性能并将监测到的值与所需值相比较的监测装置。2.如权利要求1所述的挤出机装置，其中所述监测装置选自质量流量计、电动机安培测量计、控制电动机速度和/或螺杆旋转速度的设备、控制一种或多种加料组件加料速度的设备、开始或停止来自附助加料组件的进料的设备、控制所施加真空度的设备、控制工艺过程中一个点上加工温度的设备、以及它们的组合。3.如权利要求1所述的挤出机装置，其中所述监测装置位于在挤出机末端之前某一点处的取样环路上。4.如权利要求1所述挤出机装置，其中所述监测装置位于物料排出挤出机末端处。5.如权利要求1所述挤出机装置，其中所述监测装置包括一个隔离那些监测到的值与所需值不同的物料的分流器。6.如权利要求1所述挤出机装置，其中所述监测装置包括分光光度计。7.如权利要求1所述挤出机装置，其中所述监测装置包括近红外线分析仪。8.如权利要求1所述挤出机装置，其中监测装置能控制滤饼加料速度。9.如权利要求1所述挤出机装置，进一步包括第二滤饼加料系统，其中所述监测装置能控制两个滤饼加料系统的相对加料速度。10.一种方法，包括如下步骤：(a)通过对颜料滤饼施加剪切来制造流体化滤饼；(b)将流体化滤饼连续加入到双螺杆挤出机的第一段(c)将液体有机介质连续加入挤出机的第一段，并在挤出机中将液体有   机介质与流体化滤饼混合，生成有机挤水相和水相；(d)在挤出机第二段中，通过挤出机的一或多个口除去至少一部份水相；   和(e)用至少一种监测设备来连续监测工艺过程的性能，并调节至少一个   工艺参数使所监测性能的达到理想值，其中所述方法能生产着色制品。11.如权利要求10所述方法，其中大部分水相通过排水口来移出，而且所述第二段包括一个阻挡向下游移动的挡料装置，可使挤出机中物料在第二段中保留所需的时间。12.如权利要求10所述方法，进一步包括带有一个或多个真空口的第三段。13.如权利要求12所述方法，其中的监测装置包括位于第三段之...

【专利技术属性】
技术研发人员：DC阿费尔德，MF帕蒂，CM蒂利，
申请(专利权)人：弗林特墨水公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]