專利名稱：一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法
技術領域：
本發明涉及酞菁藍顏料的制備領域，尤其涉及一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法。
背景技術：
酞青藍是一種功能性顏料，主要包括有P.B15、P.B15:1、P.B15:3、P.B15:4、
P.B15:6和鋁酞菁幾大系列。具有純凈、鮮艷的強紅光色調，抗結晶、抗絮凝、耐熱穩定性能，主要應用在涂料、塑料、油墨、紡織色母粒、印花色漿等行業。該顏料屬于同質異晶化合物，基于晶格結構的不同，具有多種晶型，如a -晶型(酞菁藍15，15:1，15:2)，P型晶型(酞菁藍15:3，15:4); Y晶型；e晶型(酞菁藍15:6); S晶型五種晶型的酞菁藍。它們各自顯示出不同的特性，如不同的色調與著色強度。a—晶型酞菁藍分散在連結料中顯示紅光藍色，P型晶型則給出明顯的綠光藍色，Y晶型、S晶型酞菁藍色調介于a —晶型和@型晶型二者之間，而其中的e晶型酞菁藍則給出最強的紅光藍色，抗結晶、抗絮凝、耐熱穩定性能更是其它產品所不能替代的，并具有特定的X射線衍射圖譜。以尿素、苯酐、亞銅、鑰酸銨在烷基苯溶劑中高溫縮合而成的粗品銅酞菁，雖然大部分為P晶型，但是因其粒子粗大，著色能力低下，不能直接應用于膠版印刷油墨，需經過顏料化處理后，降低顏料粒徑，提高著色性能，才能達到膠版印刷油墨的使用要求。在通常的顏料化方法中，有立式球磨法、溶劑處理法、捏合法等等。立式球磨法，需加入3-5倍于粗品銅酞菁的助磨劑無水氯化鈣，同時還要加入10-30%粗品銅酞菁量的有機溶劑，存在著大量氯化鈣的回收問題，并且有機溶劑對環境的影響也一直是生產企業面臨的一個重大負擔，電能損耗又大，與國家政策形成了一定的抵觸。溶劑處理法雖說能耗降低，但因所用溶劑的防爆技術要求很高，生產安全問題日益突出，是一個不可忽視的安全隱患。而捏合機法也因能耗高，生產規模小及產生大量的三廢未能形成廣泛應用。
發明內容
發明目的:本發明的目的是提供一種生產流程短、能耗低、原料消耗少、成本低、對環境影響小的膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，其酞菁藍可直接應用于膠印墨中。技術方案:為了實現上述發明目的，本發明的一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，其原料選用純度98.5%以上、游離銅IOOOppm以下的粗品銅酞菁，制備方法包括如下步驟:(I)球磨:將粗品銅酞菁和松香改性酚醛樹脂置于研磨設備中干磨，球磨時間15-25小時，球磨溫度105_160°C，制得a晶型含量為20-40%的a、0混晶預活化銅酞菁；(2)除鐵:將預活化銅酞菁經磁性過濾器除鐵后，制得酞菁藍15: 3中間產物，所述的磁性過濾器的擺布可以沿球磨機出料系統設多點進行布置；(3)酞菁藍15:3的制備:將步驟(2)獲得的酞菁藍15:3中間產物與膠印墨樹脂、植物油、溶劑按配方計量后，經捏合機強力剪切力處理，扎墨、調質，使a、3混合晶型轉變為e型晶型，獲得最終產品膠印墨專用酞菁藍15:3顏料。本發明方法獲得的顏料產品，是利用特殊的活性銅酞菁特性，及膠印墨的特點，在后續的膠印墨制造過程中，本發明通過在膠印墨樹脂、植物油、溶劑的混合作用下，伴隨強力機械作用，主要是捏合機軸向和徑向的剪切力，完成晶型由混晶轉變為0晶型，同時凝聚的粗大粒子也逐步進行解聚，變成均勻、細小的粒子，達到標準酞菁藍15:3的發色效果。本發明在步驟(I)的球磨過程中添加的松香改性酚醛樹脂亦可促進產品在膠印墨中的轉型及解聚。球磨利用其物理作用力磨碎粗品銅酞菁，促進其晶型的轉變，所述球磨采用8000-20000L的臥式球磨 機，可以采用水冷卻，保證球磨溫度易于控制。球磨機內裝有10-20倍于粗品銅酞菁的耐磨合金鋼球(4>8-20mm),鋼球的作用主要是球磨機轉動時,跟隨筒體轉動，并產生一定的剪切力，促使粗品銅酞菁中P晶型向a晶型轉變，并通過調節球磨時間、球磨溫度制得a晶型含量20-40%的a、^混晶預活化銅酞菁。本發明所制得的球磨產物必須采用一定的方法除去球磨過程中所產生的一些鐵質，主要是鋼球的磨損所致，球磨機殼體也會產生一定的磨損，但是程度比較小。除去鐵質的方法主要有酸處理法、磁性過濾法及其它方法。本發明優先選擇的是磁性過濾法，保證整個除鐵質過程不會產生大量酸性廢水，減輕環保負荷。磁性過濾器的擺布可以沿球磨機出料系統設多點進行布置，原則就是一定要確保球磨所產生的鐵質可全部除清，不在產品中形成太多的殘余。所述的粗品銅酞菁，采用溶劑法生產工藝，是用尿素、苯酐、亞銅、鑰酸銨在烷基苯溶劑中于160-190°C高溫縮合，然后利用蒸餾裝置分離烷基苯溶劑，物料經酸煮除雜、過濾、洗水、烘干粉碎而得。粗品銅酞菁的純度在98.5%以上，游離銅在IOOOppm以下。超出上述范圍的會對最終產物造成很大影響，包括顏色、墨色、著色強度等。特別是游離銅含量，對本發明產物所制成的膠版印刷油墨影響尤為重要，著重體現在銅雜質對膠輥的磨損。檢測粗品銅酞菁純度的方法為通用的酸溶測定法，游離銅含量采用的是原子吸收法。所述松香改性酚醛樹脂(DC2111高酚樹脂，市場購買)添加量為粗品銅酞菁的2 20%，以質量百分比計。膠印墨主要由顏料、樹脂、植物油及溶劑所構成，樹脂包括酚醛樹脂、松香改性酚醛樹脂及其它樹脂；植物油包括亞麻油、豆油、蓖麻油等等；溶劑包括芳香烴、烷烴等；膠印墨的制備過程主要包括捏合制墨、三輥機研磨、調色、灌裝等過程。所述步驟(3)中，將酞菁藍15:3中間產物、膠印墨樹脂、植物油、溶劑混合預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合6小時，預攪拌利于有機溶劑對晶型轉變的促進。本發明最顯著的改進就是整個生產過程僅為球磨出料加除鐵，酞菁藍15:3中間產物是一種特殊的活性銅酞菁，可直接應用于膠版印刷油墨，因為膠印墨的制造過程是將膠印墨樹脂、顏料、植物油、溶劑按配方計量后，進行捏合處理，然后再經三輥機軋墨、流動度調整、顏色調整、計量包裝等一系列過程，它的特點就是整個生產過程中，酞菁藍15:3中間產物存在于膠印墨樹脂及一定比例的植物油和溶劑中，可在整個膠印墨制備過程中促進酞菁藍15:3中間產物晶型最終的轉變，得到本發明產品膠印墨專用酞菁藍15:3顏料。有益效果:本發明膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，整個生產過程主要為球磨出料和除鐵，生產流程短、能耗低、原料消耗少、成本低、環境污染小，中間產物可直接應用于膠版印刷油墨的制備過程中，不需經過其它處理。本發明產物專門應用于膠版印刷油墨，其產品的顏色、墨色、著色強度、透明度與立式球磨法的顏料質量相當，并取得了顏料流動性能的明顯改進提高。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述:實施例1粗品銅酞菁，采用溶劑法生產工藝，是用尿素、苯酐、亞銅、鑰酸銨在烷基苯溶劑中于160-190°C高溫縮合，然后利用蒸餾裝置分離烷基苯溶劑，物料經酸煮除雜、過濾、洗水、烘干粉碎而得。將IOOOkg純度彡98.5%,游離銅< IOOOppm的粗品銅酞菁加入到8000L的球磨機中，開啟球磨機進行球磨，并通過調節冷卻水控制機內物料溫度在105±2°C，球磨18小時，制得含α晶型40%的球磨產物。將該球磨產物通過出料系統中的磁性過濾器，除去對膠版印刷油墨有害的鐵質，并收集產物，制得酞菁藍15:3，其顏料平均粒徑小于I μ m。將膠印墨樹脂、酞菁藍15:3、植物油、溶劑按配方計量后，混合并預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合6小時，經扎墨、調質，其中α、β混晶轉變為β型晶型，獲得最終產品，標記為1#樣。實施例2本實施例粗品銅酞菁的生產方法和實施例1相同，將IOOOkg純度彡98.5%，游離銅(IOOOppm的粗品銅酞菁加入到10000L的球磨機中，開啟球磨機進行球磨，并通過調節冷卻水控制機內物料溫度在130±2°C，球磨20小時，制得含α晶型20%的球磨產物。將該球磨產物通過出料系統中的磁性過濾器，除去對膠版印刷油墨有害的鐵質，并收集產物，制得酞菁藍15:3,該顏料平均粒徑小于I μ m。將膠印墨樹脂、酞菁藍15:3、植物油、溶劑按配方計量后，混合并預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合6小時，經扎墨、調質，其中α、β混晶轉變為β型晶型，獲得最終產品，標記為2#樣。實施例3本實施例粗品銅酞菁的生產方法和實施例1相同，將IOOOkg純度彡98.5%，游離銅(IOOOppm的粗品銅酞菁加入到12000L的球磨機中，開啟球磨機進行球磨，并通過調節冷卻水控制機內物料溫度在110±2°C，球磨25小時，制得含α晶型32%的球磨產物。將該球磨產物通過出料系統中的磁性過濾器，除去對膠版印刷油墨有害的鐵質，并收集產物，制得酞菁藍15:3,該顏料平均粒徑小于I μ m。將膠印墨樹脂、酞菁藍15:3、植物油、溶劑按配方計量后，混合并預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合6小時，經扎墨、調質，其中α、β混晶轉變為β型晶型，獲得最終產品，標記為3#樣。實施例4本實施例粗品銅 酞菁的生產方法和實施例1相同，將IOOOkg純度彡98.5%，游離銅(IOOOppm的粗品銅酞菁加入到12000L的球磨機中，開啟球磨機進行球磨，并通過調節冷卻水控制機內物料溫度在140±2°C，球磨18小時，制得含α晶型24%的球磨產物。將該球磨產物通過出料系統中的磁性過濾器，除去對膠版印刷油墨有害的鐵質，并收集產物，制得酞菁藍15:3,該顏料平均粒徑小于I μ m。將膠印墨樹脂、酞菁藍15:3、植物油、溶劑按配方計量后，混合并預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合6小時，經扎墨、調質，其中α、β混晶轉變為β型晶型，獲得最終產品，標記為4#樣。實施例5本實施例粗品銅酞菁的生產方法和實施例1相同，將IOOOkg純度彡98.5%，游離銅(IOOOppm的粗品銅酞菁加入到12000L的球磨機中，開啟球磨機進行球磨，并通過調節冷卻水控制機內物料溫度在160±2°C，球磨15小時，制得含α晶型28%的球磨產物。將該球磨產物通過出料系統中的磁性過濾器，除去對膠版印刷油墨有害的鐵質，并收集產物，制得酞菁藍15:3,該顏料平均粒徑小于I μ m。將膠印墨樹脂、酞菁藍15:3、植物油、溶劑按配方計量后，混合并預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合6小時，經扎墨、調質，其中α、β混晶轉變為β型晶型，獲得最終產品，標記為5#樣。實施例6本實施例粗品銅酞菁的生產方法和實施例1相同，將IOOOkg純度彡98.5%，游離銅(IOOOppm的粗品銅酞菁加入到12000L的球磨機中，開啟球磨機進行球磨，并通過調節冷卻水控制機內物料溫度在160±2°C，球磨22小時，制得含α晶型20%的球磨產物。將該球磨產物通過出料系統中的磁性過濾器，除去對膠版印刷油墨有害的鐵質，并收集產物，制得酞菁藍15:3,該顏料平均粒徑小于I μ m。將膠印墨樹脂、酞菁藍15:3、植物油、溶劑按配方計量后，混合并預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合6小時，經扎`墨、調質，其中α、β混晶轉變為β型晶型，獲得最終產品，標記為6#樣。對比例粗品銅酞菁的生產方法和實施例1相同，將12kg粗品銅酞菁、40kg無水氯化鈣及2000ml 二甲苯加入到50L立式球磨機中，控制球磨機溫度80°C，球磨5小時。球磨產物用150kg水打衆攪拌二小時,過濾、洗水除盡氯化|丐。濾餅加入至150kg5%的硫酸中，于90-95°C保溫攪拌六小時，物料過濾、洗水至中性，并過量洗水半小時，所得濾餅烘干粉碎，得酞菁藍15:3，將對比例樣品用三輥研磨機制成膠版印刷油墨，標記為A樣，并以A樣為標準顏色、墨色、著色強度、流動度、透明度與實施例1-實施例6獲得的終產品比較。結果如表I所示:表I不同生產工藝獲得的酞菁藍膠印墨各參數對比
權利要求
1.一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，其特征在于:原料選用純度98.5%以上、游離銅IOOOppm以下的粗品銅酞菁，制備方法包括如下步驟: (1)球磨:將粗品銅酞菁和松香改性酚醛樹脂置于研磨設備中干磨，球磨時間15-25小時，球磨溫度105_160°C，制得α晶型含量為20-40%的α、β混晶預活化銅酞菁； (2)除鐵:將預活化銅酞菁經磁性過濾器除鐵后，制得酞菁藍15:3中間產物，所述的磁性過濾器的擺布可以沿球磨機出料系統設多點進行布置； (3)酞菁藍15:3的制備:將步驟(2)獲得的酞菁藍15:3中間產物與膠印墨樹脂、植物油、溶劑按配方計量后，經捏合機強力剪切力處理，扎墨、調質，使α、β混合晶型轉變為β型晶型，獲得最終產品膠印墨專用酞菁藍15:3顏料。
2.根據權利要求1所述的一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，其特征在于:所述球磨采用8000-20000L的臥式球磨機。
3.根據權利要求1所述的一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，其特征在于:所述的粗品銅酞菁，采用溶劑法生產工藝，是用尿素、苯酐、亞銅、鑰酸銨在烷基苯溶劑中于160-190°C高溫縮合，然后利用蒸餾裝置分離烷基苯溶劑，物料經酸煮除雜、過濾、洗水、烘干粉碎而得。
4.根據權利要求1所述的一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，其特征在于:所述松香改性酚醛樹脂添加量為粗品銅酞菁的2 20%，以質量百分比計。
5.根據權利要求1所述的一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，將酞菁藍15:3中間產物、膠印墨樹脂、植物油、溶劑混合預攪拌I小時，然后升溫至70攝氏度捏合 6小時。
全文摘要
本發明公開了一種膠印墨專用酞菁藍15:3顏料的制備方法，通過將粗品銅酞菁置于研磨設備中干磨，制得α晶型含量為20-40%的預活化銅酞菁，再經多點磁性過濾器除鐵后，制得酞菁藍15:3，然后將膠印墨樹脂、預活化銅酞菁、植物油、溶劑按配方計量后，捏合處理，經扎墨、調質，獲得最終產品。本發明整個生產過程主要為球磨出料和除鐵，生產流程短、能耗低、原料消耗少、環境污染小，產物可直接應用于膠版印刷油墨，不需經過其它處理。本發明產物主要應用于膠版印刷油墨，其產品的顏色、墨色、著色強度、透明度與立式球磨法的顏料質量相當，并取得了顏料流動性能的明顯改進提高。
文檔編號C09B67/04GK103146254SQ20131008890
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者毛順明, 朱建軍, 劉小軍, 陳軍 申請人:江蘇雙樂化工顏料有限公司