本發明涉及農用化肥著色劑技術領域，特別涉及一種高濃度低溫穩定的液狀著色劑的制備方法。
背景技術：
中國是一個農業大國，也是化肥生產和消費第一大國，產量和品種都居世界前列。為區分不同類別或品種的化肥，或為保持不同批次色相的一致性，根據生產工藝的不同需添加不同種類的粉狀著色劑或液狀著色劑進行化肥的著色。
目前國內外大多采用各類染料和顏料固體直接混合著色或采用水溶性的液狀著色劑噴霧著色。這些農用著色劑可廣泛用于高塔復合肥，氨酸噴漿法復合肥，轉鼓蒸汽復混肥、有機復合肥、腐植酸復合肥、bb肥原料、顆粒氮肥、顆粒磷肥、顆粒鉀肥、控釋肥、磷酸二銨、尿素等各種化肥著色。
液狀水溶性著色劑，可以采用的染料有：酸性染料、堿性染料、活性染料和食用染料等。
對于液狀著色劑在制備和使用過程中主要存在的問題是：著色劑水溶液中染料的溶解度低導致著色強度低；高溶解度的液狀著色劑存在儲存和運輸穩定性差，易結晶、絮凝；高濃度液狀著色液在低溫條件下穩定性差，易部分沉淀析出。
技術實現要素：
本發明提供一種高濃度低溫穩定的液狀著色劑的制備方法。采用本發明提供的高濃度低溫穩定的液狀著色劑制備方法，為色素水溶解度低導致著色強度低；高溶解度的液狀著色劑存在儲存和運輸穩定性差，易結晶、絮凝；高濃度液狀著色液在低溫條件下穩定性差，易部分沉淀析出等缺陷提供了解決方法，有效克服了上述缺陷。同時本發明具有水溶性著色劑選擇面廣，可選用酸性染料、活性染料、堿性染料、食用染料中的一種或多種混合，色澤配伍豐富，復配處理過程簡單，染液低溫穩定性好，著色效果均勻的優點。
為了達到上述技術效果，本發明采用以下技術方案來實現：
一種高濃度低溫穩定的液狀著色劑的制備方法，包括如下步驟:
(1)高濃度著色染液的制備：
選擇合適的染料及其染料合成工藝，生產制備得到所需用到的單偶氮或雙偶氮染料的著色劑偶合液，將所述的著色劑偶合液升溫至55℃～70℃，加入質量百分比濃度為27％～31％的hcl溶液，調整著色劑偶合液ph≤5.0，攪拌均勻后加入液堿調整ph至6.0～7.0得到高濃度著色染液；
(2)液狀著色劑后處理工藝：將步驟(1)制備的高濃度著色染液在常溫～60℃攪拌成均勻的高濃度著色溶液，再加入醇類化合物助溶，然后加入木質素磺酸類分散劑穩定高濃度著色溶液得到高濃度低溫穩定的液狀著色劑，其中所述醇類化合物占高濃度著色溶液的質量百分比為2～8wt％；，所述木質素磺酸類分散劑占高濃度著色溶液的質量百分比為5～12wt％。
在本發明的一個優選實施例中，所述染料為酸性染料、堿性染料、食用染料中的一種或任意兩種的混合。基于被著色物所需色澤與色澤深淺而定。具體染料品種是：酸性黃23#、酸性黃25#、酸性黃36#、酸性黃200#、酸性紅14#、酸性紅18#、酸性紅37#、酸性紅52#、酸性藍1#、酸性藍9#、堿性黃11#、堿性黃13#、食用藍2#、食用紅3#、食用紅4#、食用紅40#、食用黃5#、食用黃6#中的一種或任意兩種以上的混合。
在本發明的一個優選實施例中，所述染料合成工藝是所選用染料的常規重氮偶合制備方法。
在本發明的一個優選實施例中，所述醇類化合物為二甘醇醚、硫代雙乙醇、聚乙二醇、丙二醇、丙三醇、異丙醇、乙醇、乙二醇中的一種或任意兩種以上的混合。
在本發明的一個優選實施例中，所述木質素磺酸類分散劑為多個4-羥基-3-甲氧基丙烷的羥基和磺酸基的聚合物,平均分子量為8000～13000。
在本發明的一個優選實施例中，所述木質素磺酸類分散劑為木質素磺酸的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽、銨鹽的一種或任意兩種以上的混合。
在本發明的一個優選實施例中，醇類化合物、木質素磺酸類分散劑和高濃度著色溶液的具體組合和比例關系根據所選取的染料結構及其溶解度不同予以確定，保證技術目標的實現。
本發明對原染料生產后處理工藝進行了改進。一般所選取的著色劑都為一種或多種高溶解性的染料，其在水中的溶解度為200-300g/l。在常溫狀態條件下該染料溶液穩定，不會產生絮凝、結晶或沉淀物質。但是由于該液狀染料在合成過程中產生并含有大量的無機鹽，因此一旦該溶液的溫度降低至10℃以下并放置幾天的情況下，該染液就會產生部分的沉淀物。在生產工藝的后處理階段，增加了酸度調整、添加醇類助劑和分散穩定劑的工序，從而有效地改善了染液產生部分沉淀的現象，降低了染料溶液的冰點，提高了染液的低溫穩定性。
本發明試驗結果表明，通過工藝調整和添加不同種類和比例的助溶劑和分散劑，確保了高濃度液狀著色劑產品在-7℃以上溫度時該染料溶液的穩定，無沉淀析出。
本發明的制備工藝和方法簡單，完全符合和達到所需的技術要求。
具體實施方式：
為了使本發明實現的技術手段，創作特征，易于明白了解，下面結合實施例，進一步闡述本發明。
實施例1
黃色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(1)的制備
在1200l配制鍋中,加入酸性黃23#色素偶合液800l，開動攪拌，升溫至55℃液狀加入3.5kg鹽酸，調整溶液ph為4.2，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.3。然后在常溫條件下加入硫代雙乙醇16kg；加入分散劑木質素磺酸銨鹽40kg快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例2
黃色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(2)的制備
在1200l配制鍋中,加入食用黃5#色素偶合液500l、食用黃6#色素偶合液300l，開動攪拌，升溫至70℃液狀加入3.4kg30％的鹽酸，調整溶液ph為4.2，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為7.0。然后在50℃條件下加入丙三醇34kg，二甘醇醚30kg；加入分散劑木質素磺酸鈉鹽80kg快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例3
黃色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(3)的制備
在1200l配制鍋中,加入堿性黃11#色素偶合液560l、堿性黃13#色素偶合液240l，開動攪拌，升溫至48℃液狀加入3.4kg31％的鹽酸，調整溶液ph為4.3，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.5。然后在55℃條件下加入丙二醇30kg，二甘醇醚30kg；加入分散劑木質素磺酸鈉鹽80kg快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例4
黃棕色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(1)的制備
在1200l配制鍋中,加入酸性黃25#色素偶合液480l、酸性藍9#色素偶合液267l，食用紅40#色素偶合液53l，開動攪拌，升溫至65℃液狀加入3.3kg30％的鹽酸，調整溶液ph為4.5，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.7。然后在65℃條件下加入二甘醇單乙醚16kg；加入分散劑木質素磺酸鈣鹽30kg，木質素磺酸銨鹽66kg快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例5
黃棕色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(2)的制備
在1200l配制鍋中,加入酸性黃200#色素偶合液470l、食用藍2#色素偶合液270l，酸性紅14#色素偶合液60l，開動攪拌，升溫至65℃液狀加入3.3kg28％的鹽酸，調整溶液ph為4.5，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.7。然后在60℃條件下加入乙醇30kg，聚乙二醇18kg；加入分散劑木質素磺酸鎂鹽30kg，木質素磺酸銨鹽50kg快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例6
黃棕色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(3)的制備
在1200l配制鍋中,加入酸性黃36#色素偶合液500l、酸性藍1#色素偶合液240l，食用紅4#色素偶合液60l，開動攪拌，升溫至61℃液狀加入3.3kg30％的鹽酸，調整溶液ph為4.4，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.0。然后在60℃條件下加入異丙醇20kg，聚乙二醇18kg；加入分散劑木質素磺酸鉀鹽30kg，木質素磺酸銨鹽50kg快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例7
紅色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(1)的制備
在1200l配制鍋中,加入食用紅3#色素偶合液800l，開動攪拌，升溫至60℃液狀加入3.3kg29％的鹽酸，調整溶液ph為4.4，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.6。然后在60℃條件下加入聚乙二醇18kg；加入分散劑木質素磺酸鈉鹽10kg，木質素磺酸銨鹽30kg快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例8
紅色高濃度低溫穩定的液狀著色劑(2)的制備
在1200l配制鍋中,加入酸性紅37#偶合液570l，酸性紅52#偶合液230l開動攪拌，升溫至60℃液狀加入3.2kg31％的鹽酸，調整溶液ph為4.5，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.8。然后在60℃條件下加入乙醇49kg，硫代雙乙醇15kg；加入分散劑木質素磺酸鈉鹽80kg后，快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
實施例9
橙色高濃度低溫穩定的液狀著色劑的制備
在1200l配制鍋中,加入酸性紅18#色素偶合液630l，酸性黃23#偶合液170l開動攪拌，升溫至60℃液狀加入3.2kg29％的鹽酸，調整溶液ph為4.5，保溫攪拌30分鐘后加入液堿2kg，調整溶液ph為6.8。然后在60℃條件下加入異丙醇40kg，聚乙二醇18kg；加入分散劑木質素磺酸銨鹽70kg后，快速攪拌均勻后，產品經標準化、品控分析測試低溫抗結晶和抗絮凝性能合格后，進行包裝。
各實施例中液狀著色劑性能測試結果與評價見表一：
表一