用于制备纳米有机颜料的方法、纳米有机颜料技术

本申请公开了一种用于制备纳米有机颜料的方法、纳米有机颜料。该方法包括：提供有机颜料粉末在水中的分散液；用于制备纳米有机颜料的步骤，包括向有机颜料粉末在水中的分散液添加Ca

【技术实现步骤摘要】
用于制备纳米有机颜料的方法、纳米有机颜料


[0001]本申请属于精细化工和材料科学
，具体涉及一种用于制备纳米有机颜料的方法、纳米有机颜料。

技术介绍

[0002]有机颜料因其具有颜色艳丽、色谱较广、色调明亮、种类繁多的特性，在涂料、油墨以及塑料领域得到广泛使用。但是相对于无机颜料，有机颜料的稳定性、耐溶剂性、遮盖力、耐迁移性较差。因此，在使用过程中，容易出现褪色、浮色以及着色力弱的现象。提高有机颜料的使用性能成为该领域亟待解决的一项难题。
[0003]纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围或作为基本单元构成的材料。纳米材料具有表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等。利用物理、化学或者物理化学相结合的方法，可以将有机颜料纳米化，提高其使用性能。
[0004]专利文件CN201110421388.9公开了一种水性自分散纳米有机颜料粉体的制备方法，该方法采用含亲水和疏水链段的聚合物，通过喷雾干燥法对有机颜料进行包覆改性，包覆后的有机颜料在水相中具有良好的自分散性能，产品质量稳定。但是，这种方法需要先使用高速分散机，然后使用喷雾干燥器，最后需要使用粉碎机研磨粉碎，制备方法对于设备的要求度高，造成了生产成本的增加。而且，在制备过程中需要使用大量的有机溶剂，对环境有一定的污染影响。
[0005]专利文件CN201711417389.X公开了一种水性自分散纳米有机颜料粉体的制备方法，该方法采用正硅酸四乙酯和含有双键的硅烷偶联剂，通过溶胶
‑
凝胶法对有机颜料进行包覆，然后进一步枝接水溶液基团。利用该方法改性后的有机颜料在水相中具有良好的自分散性能。但是，该方法的反应时间过程，且部分过程需要在中高温下进行。干燥后的有机颜料仍需要通过研磨设备的作用才能达到纳米级别，因此工艺过程较为复杂，生产成本较高。

技术实现思路

[0006]本申请第一方面提供一种用于制备纳米有机颜料的方法，包括：
[0007]提供有机颜料粉末在水中的分散液；
[0008]用于制备纳米有机颜料的步骤，包括向有机颜料粉末在水中的分散液添加Ca
2+
源和CO
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‑
源，使得有机颜料粉末表面暴露于Ca
2+
、CO
32
‑
，以在有机颜料粉末表面形成纳米碳酸钙，从而得到纳米有机颜料，其中，在分散液中，有机颜料粉末的浓度为1～1000mg/mL，Ca
2+
的浓度为1～1000mg/mL，CO
32
‑
的浓度为1～1000mg/mL。
[0009]根据本申请的方法，通过将有机颜料粉末表面暴露于Ca
2+
、CO
32
‑
，并控制反应体系中各组分的浓度在合适的范围内，即可得到纳米级别的碳酸钙包覆的有机颜料粉末颗粒。该方法步骤简单，反应条件温和，且成本低、无污染。根据该方法制备的纳米有机颜料，具有优异的稳定性和着色力，且具有优异的力学性能、在水相中的自分散性良好，将其应用于塑
料、油墨中能够发挥优异的改性效果。
[0010]在本申请方法的可选的实施方式中，提供有机颜料粉末在水中的分散液包括：
[0011]将有机颜料粉末、高分子表面活性剂与水混合均匀，从而得到有机颜料粉末在水中的分散液，
[0012]其中，在分散液中，高分子表面活性剂的浓度为0.1～100mg/mL。
[0013]在本申请方法的可选的实施方式中，有机颜料选自永固黄、永固橙、永固红、立索尔洋红、联苯胺黄、颜料红、颜料紫中的一种或多种。
[0014]在本申请方法的可选的实施方式中，上述高分子活性剂选自非离子高分子表面活性剂，优选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯类表面活性剂、聚乙烯醇、聚山梨酯
‑
80、聚环氧乙烷
‑
环氧丙烷、酚醛树脂中的一种或多种。
[0015]在本申请方法的可选的实施方式中，上述将有机颜料粉末、高分子表面活性剂与水混合均匀，包括：
[0016]将有机颜料粉末、高分子表面活性剂与水混合后超声分散至均匀状态。优选地，超声分散的超声功率为300～3000W，超声时间为5～120min。
[0017]在本申请方法的可选的实施方式中，Ca
2+
源选自可溶性钙盐，优选自氯化钙、硝酸钙、乙酸钙中的至少一者。
[0018]在本申请方法的可选的实施方式中，CO
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‑
源选自可溶性碳酸盐，优选自碳酸铵、碳酸钠、碳酸钾中的至少一者。
[0019]在本申请方法的可选的实施方式中，用于制备纳米有机颜料的步骤还包括向分散液中添加晶型控制剂。在分散液中，晶型控制剂的浓度为0.1～100mg/mL。
[0020]在本申请方法的可选的实施方式中，晶型控制剂选自糖类晶型控制剂、有机酸类晶型控制剂、无机盐类晶型控制剂、醇类晶型控制剂、氨基酸类晶型控制剂中的一者。
[0021]糖类晶型控制剂优选为蔗糖，有机酸类晶型控制剂优选为丙烯酸、马来酸中的至少一者，无机盐类晶型控制剂优选自硫酸锌、氯化钡中的至少一者，醇类晶型控制剂优选自异丙醇、二乙基乙二醇中的至少一者，氨基酸类晶型控制剂优选自丙氨酸、甘氨酸中的至少一者。
[0022]在本申请方法的可选的实施方式中，在分散液中，有机颜料粉末的浓度为10～50mg/mL，高分子表面活性剂的浓度为0.5～10mg/mL，Ca
2+
的浓度为1～20mg/mL，CO
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‑
的浓度为2～40mg/mL，晶型控制剂的浓度为1～20mg/mL。优选地，在分散液中，Ca
2+
的浓度与CO
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‑
的浓度之比为1：1～1：2。
[0023]在本申请方法的可选的实施方式中，用于制备纳米有机颜料的方法还包括：
[0024]用于对所述纳米有机颜料进行后处理的步骤，包括将所述纳米有机颜料从所述分散液中分离、洗涤、干燥。
[0025]在本申请方法的可选的实施方式中，上述分离为离心分离，上述干燥选自自然干燥、冷冻干燥、喷雾干燥中的至少一种。
[0026]本申请第二方面提供一种采用根据本申请第一方面的任意一种实施方式的方法获得的纳米有机颜料。
[0027]本申请第二方面提供的纳米有机颜料为纳米碳酸钙包覆的有机颜料粉末，具有合适的粒径、优异的稳定性和着色力。此外，由于纳米碳酸钙包覆层的存在，纳米有机颜料不
仅具有优异的力学性能，并且在塑料、油墨等介质中均具有良好的分散性。将本申请的纳米有机颜料应用于塑料、油墨中，可以显著改善塑料、油墨的耐热性、耐光性和耐候性。
[0028]在本申请第二方面的可选的实施方式中，纳米有机颜料的平均粒径为70～300nm。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备纳米有机颜料的方法，包括：提供有机颜料粉末在水中的分散液；用于制备纳米有机颜料的步骤，包括向所述有机颜料粉末在水中的分散液添加Ca
2+
源和CO
32
‑
源，使得所述有机颜料粉末表面暴露于Ca
2+
、CO
32
‑
，以在所述有机颜料粉末表面形成纳米碳酸钙，从而得到所述纳米有机颜料，其中，在所述分散液中，所述有机颜料粉末的浓度为1～1000mg/mL，所述Ca
2+
的浓度为1～1000mg/mL，所述CO
32
‑
的浓度为1～1000mg/mL。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提供有机颜料粉末在水中的分散液包括：将所述有机颜料粉末、高分子表面活性剂与水混合均匀，从而得到所述有机颜料粉末在水中的分散液，其中，在所述分散液中，所述高分子表面活性剂的浓度为0.1～100mg/mL。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述有机颜料选自永固黄、永固橙、永固红、立索尔洋红、联苯胺黄、颜料红、颜料紫中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述高分子表面活性剂选自非离子型高分子表面活性剂，优选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯类表面活性剂、聚乙烯醇、聚山梨酯
‑
80、聚环氧乙烷
‑
环氧丙烷、酚醛树脂中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述将所述有机颜料粉末、高分子表面活性剂与水混合均匀，包括：将所述有机颜料粉末、所述高分子表面活性剂与水混合后超声分散至均匀状态；优选地，所述超声分散的超声功率为300～3000W，超声时间为5～120min。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述Ca
2+
源选自可溶性钙盐，优选自氯化钙、硝酸钙、乙酸钙中...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈钧，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：