一种着色剂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种着色剂组合物及其制备方法。本发明专利技术的组合物能够有效的抑制稀土硫化物着色剂在水中产生硫化氢气体，这样就提高了稀土硫化物在水中的稳定性。本发明专利技术的组合物分散在水中，硫化氢气体浓度可以控制在0.02ppm以下，这大大减少了硫化氢气体对环境和人体的危害。本发明专利技术的组合物可以采用简单的工艺和设备获得，能耗低，并且适合大规模工业化生产。本发明专利技术提高稀土硫化物成品色料的性能，大大拓宽其应用领域。

A colorant composition and its preparation method

The invention discloses a colorant composition and a preparation method thereof. The composition of the invention can effectively inhibit the production of hydrogen sulfide gas by rare earth sulfide colorant in water, thereby improving the stability of rare earth sulfide in water. The composition of the invention is dispersed in water, and the concentration of hydrogen sulfide gas can be controlled below 0.02 ppm, which greatly reduces the harm of hydrogen sulfide gas to environment and human body. The composition of the invention can be obtained by simple process and equipment, has low energy consumption and is suitable for large-scale industrial production. The invention improves the performance of rare earth sulphide finished product color and greatly broadens its application field.

【技术实现步骤摘要】
一种着色剂组合物及其制备方法
本专利技术涉及一种着色剂组合物，尤其是一种含稀土化合物的着色剂组合物及其制备方法。
技术介绍
以硫化镧、硫化铈为代表的γ-Ln2S3系着色剂鲜艳、着色力强、耐热性好、耐光性好和耐候性好，因而兼具了有机颜料和无机颜料的优点。此外，γ-Ln2S3系着色剂不含重金属元素，是目前国际公认的新一代无机着色剂换代产品。该着色剂可以替代镉红、铅红等有毒颜料，因而具有巨大的市场前景。γ-Ln2S3系着色剂可以采用CN102127317A、CN102120602A等方法进行合成。为了扩展其应用范围，Ln2S3系着色剂的稳定性仍然需要进一步提高。在硫化镧、硫化铈等Ln2S3系着色剂的使用过程中，我们发现这些着色剂与水反应生成硫化氢等有毒气体，这将导致其应用范围大大缩小。因此，目前迫切需要解决γ-Ln2S3系着色剂在水中产生硫化氢等有毒气体的问题。目前，大多采用包覆法对Ln2S3系着色剂进行改性处理。例如，CN104877392A公开了一种二氧化硅包覆型硫化铈红色颜料的制备方法：将硅源溶液以0.02～0.15ml/min的速度加入到色剂悬浮液中搅拌反应，得到前驱体粉料；将前驱体粉料在非氧化气氛下煅烧处理，得到致密包裹的二氧化硅包覆型硫化铈红色颜料。CN104016717A公开了一种硅酸锆包裹型硫化铈大红色料的制备方法：在水热条件下锆源与硅源反应，从而在显色体表面形成前驱体包裹层硅酸锆；之后对预包裹色料在非氧化气氛下进行热处理，即得到包裹致密且包裹率高的硅酸锆包裹型硫化铈大红色料。CN103819934A公开了一种包覆型稀土硫化物颜料的制备方法：将洗涤过的稀土硫化物颜料分散在水、乙醇、氨水和正硅酸乙酯的混合液中；反应一段时间后过滤，将滤液收集备用；过滤物经洗涤和烘干后得到外表均匀包覆一层二氧化硅的稀土硫化物颜料。包覆法可以提高Ln2S3系着色剂的耐热性，但是其在水中的稳定性仍然有待于验证。此外，包覆法的工艺条件较为复杂，尚不适合大规模工业化生产。该方法需要烘干或煅烧等工序，能耗较高。包覆层还可能会影响着色剂的色泽。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本申请的专利技术人进行了深入研究，发现将Ln2S3系着色剂与特定物质混合可以明显抑制该着色剂在水中产生硫化氢气体。本专利技术的目的在于提供一种着色剂组合物，该组合物中的稀土硫化物在水中尽量少地产生硫化氢气体，乃至不产生硫化氢气体。一种着色剂组合物，它是由下述重量份的原料组成的：稀土硫化物100-110、碱土金属氧化物0.1-50、碱金属氢氧化物0.5-15、碱金属碳酸氢盐0.5-15、耐热稳定剂0.1-0.4、抗氧化分散液2-4、亮度增强剂1-3。所述的稀土硫化物为Ln2S3、其中Ln选自镧、铈、镨、钕、钐、铕或钇中的一种或多种；所述碱土金属氧化物选自氧化钙、氧化钡或氧化锶中的一种或多种；所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中的一种或多种；并且所述碱金属碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢锂中的一种或多种。所述的耐热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙中的一种。所述的抗氧化分散液是由下述重量份的原料组成的：十二烷基硫醇4.5-6、蓖麻油酸锌0.5-1、双丙酮丙烯酰胺3-5、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8-2、氧化钙10-14。所述的抗氧化分散液的制备方法包括以下步骤：(1)取十二烷基硫醇，加入到75-80℃的水浴中，保温搅拌10-20分钟，加入蓖麻油酸锌，继续保温搅拌10-15分钟，出料，冷却，加入到混合料重量1.7-2倍的去离子水中，超声3-4分钟，得硫醇分散液；(2)取氧化钙、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合，加入到混合料重量2.9-3倍的无水乙醇中，升高温度为40-50℃，超声20-30分钟，蒸馏除去乙醇，与上述双丙酮丙烯酰胺混合，加入到混合料重量0.5-1倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化分散液；(3)取上述硫醇分散液、氧化分散液混合，100-200转/分搅拌20-30分钟，即得所述抗氧化分散液。所述的亮度增强剂是由下述重量份的原料组成的：四氯化钛30-40、尿素0.3-0.5、硬脂酸钙2-3、脂肪酸二乙醇酰胺1-2、乙酸异丁酸蔗糖酯3.4-5。所述的亮度增强剂的制备方法包括以下步骤：(1)取脂肪酸二乙醇酰胺，加入到其重量100-110倍的去离子水中，搅拌均匀，加入四氯化钛、尿素，搅拌均匀，送入到聚四氟乙烯反应釜中，在150-160℃下保温10-12小时，出料，与硬脂酸钙混合，搅拌至常温，得有机化二氧化钛；(2)取上述乙酸异丁酸蔗糖酯，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述有机化二氧化钛，超声10-20分钟，蒸馏除去乙醇，送入到60-70℃的烘箱中，保温干燥1-2小时，即得所述亮度增强剂。一种着色剂组合物的制备方法，包括以下步骤：取上述碱土金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸氢盐混合，加入到抗氧化分散液中，升高温度为60-70℃，保温搅拌20-30分钟，与稀土硫化物、亮度增强剂、耐热稳定剂混合，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，即得。专利技术优点本专利技术通过将碱土金属氧化物、碱金属氢氧化物及碱金属碳酸氢盐与稀土硫化物着色剂等原料混合，从而显著抑制了稀土硫化物着色剂在水中产生硫化氢气体，这样就提高了稀土硫化物在水中的稳定性。本专利技术的组合物分散在水中，硫化氢气体浓度可以控制在0.02ppm以下，这大大减少了硫化氢气体对环境和人体的危害。本专利技术的组合物可以采用简单的工艺和设备获得，能耗低，并且适合大规模工业化生产。本专利技术提高稀土硫化物成品色料的性能，大大拓宽其应用领域；本专利技术加入的抗氧化分散液中首先将氧化钙采用抗氧化酯处理，然后在酰胺水溶液中分散，改善了氧化钙的表面活性，提高了在酰胺溶液中的分散性，加入蓖麻油酸锌的十二烷基硫醇溶液能够进一步提高成品的贮存稳定性；加入的亮度增强剂以四氯化钛为前驱体，与尿素混合，以醇酰胺溶液为溶剂，通过高温加热得到二氧化钛，然后采用硬脂酸钙处理，将其表面有机化，与乙酸异丁酸蔗糖酯混合，增强了其在抗氧化分散液中的分散性，进一步提高各原料的相容性，提高成品的贮存稳定性，同时本专利技术得到的二氧化钛为金红石相，可以明显提高颜料的亮度。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术的稀土硫化物的粒径并没有特别限定，可以为微米级。本专利技术的重量份仅仅表示各个组分之间的质量配比，并不严格限制各个组分的具体用量。一种着色剂组合物，它是由下述重量份的原料组成的：稀土硫化物100、碱土金属氧化物0.1、碱金属氢氧化物0.5、碱金属碳酸氢盐0.5、耐热稳定剂0.1、抗氧化分散液2、亮度增强剂1。所述的稀土硫化物为Ln2S3、其中Ln为铈；所述碱土金属氧化物为氧化锶；所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂；所述碱金属碳酸氢盐为碳酸氢锂。所述的耐热稳定剂为硬脂酸钙。所述的抗氧化分散液是由下述重量份的原料组成的：十二烷基硫醇4.5、蓖麻油酸锌0.5、双丙酮丙烯酰胺3、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8-、氧化钙10。所述的抗氧化分散液的制备方法包括以下步骤：(1)取十二烷基硫醇，加入到75℃的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种着色剂组合物，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：稀土硫化物100‑110、碱土金属氧化物0.1‑50、碱金属氢氧化物0.5‑15、碱金属碳酸氢盐0.5‑15、耐热稳定剂0.1‑0.4、抗氧化分散液2‑4、亮度增强剂1‑3。

【技术特征摘要】
1.一种着色剂组合物，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：稀土硫化物100-110、碱土金属氧化物0.1-50、碱金属氢氧化物0.5-15、碱金属碳酸氢盐0.5-15、耐热稳定剂0.1-0.4、抗氧化分散液2-4、亮度增强剂1-3。2.根据权利要求1所述的一种着色剂组合物，其特征在于，所述的稀土硫化物为Ln2S3、其中Ln选自镧、铈、镨、钕、钐、铕或钇中的一种或多种；所述碱土金属氧化物选自氧化钙、氧化钡或氧化锶中的一种或多种；所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中的一种或多种；并且所述碱金属碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢锂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种着色剂组合物，其特征在于，所述的耐热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙中的一种。4.根据权利要求1所述的一种着色剂组合物，其特征在于，所述的抗氧化分散液是由下述重量份的原料组成的：十二烷基硫醇4.5-6、蓖麻油酸锌0.5-1、双丙酮丙烯酰胺3-5、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8-2、氧化钙10-14。5.根据权利要求4所述的一种着色剂组合物，其特征在于，所述的抗氧化分散液的制备方法包括以下步骤：(1)取十二烷基硫醇，加入到75-80℃的水浴中，保温搅拌10-20分钟，加入蓖麻油酸锌，继续保温搅拌10-15分钟，出料，冷却，加入到混合料重量1.7-2倍的去离子水中，超声3-4分钟，得硫醇分散液；(2)取氧化钙、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：周效，邢旺，梁磊，池建义，温永清，
申请(专利权)人：中国科学院包头稀土研发中心，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15