危险化学品 无机化工 有机化工 农业用化工品 煤化工 行情数据 政策法规
您当前的位置:

有机颜料表面处理工艺的实施

  • 2018/7/9 15:58:00
  • 点击次数:2843次

大国化工网讯:有机颜料表面处理的目的是获得在使用介质中具有良好额分散性及分散稳定性的产品,早期多为具有单一的化学结构或含有少量的用于调整着色强度及应用性能的填充剂,产品分散性较差,近年来为满足使用的要求,研究开发了易分散型颜料,适用于树脂、塑料着色用的有机颜料制备物或预分散型颜料,包括色母粒(颜料浓缩体)、色浆(水性、油性织物印染用色浆)等。

按实施表面处理的阶段不同,表面处理可分为:

1、在合成颜料的过程中,如偶氮颜料的重氮化偶合反应时,为控制介质的pH值、温度、搅拌、添加不同类型表面活性剂,使产品粒子微细。

2、在合成颜料的后处理过程中实施表面处理,如浆状沉淀中添加处理剂、分散剂等。

3、对膏状滤饼在表面活性剂存在下添加油性连结料,实施挤水转相处理。

4、对干粉产物进行表面处理,如以不同有机溶剂加热处理、在助磨剂存在下实施研磨处理、酸溶与析出处理等。

一、松香表面处理作用与特点

松香处理(也称为颜料的松香化)是一种经典的颜料处理工艺,早在1920年就应用于偶氮颜料生产中,至今仍有重要的实际应用意义。其主要作用是控制颜料晶体粒子的成长,降低在干燥过程及研磨过程中颜料颗粒的聚集作用,增加颜料的鲜艳度与着色力,改性与使用介质的相容性、润湿性及分散性等。

以松香处理颜料所产生的效果不仅与用量(颜料粒子表面上吸附量)有关,而且与松香添加的时间有直接关系。如果在制备颜料时加入松香,松香被刚刚生成的晶核吸附,有效地阻止晶核的成长,使晶核生成速度大于晶核成长的速度,导致产物粒径较小,分布均匀相反,在颜料制备后期(如偶合升温后)添加松香,,由于晶体成长、发育基本完成,尽管在酸性或碱性介质中,松香仍可以吸附在成长后的颜料晶体表面上,但此时主要作用是阻止在干燥过程中因毛细管作用而使粒子形成聚集体,松香在颗粒之间形成“隔离物”,起到有效的分离作用,某些联苯胺系偶氮颜料,甚至添加40%颜料量的松香,并不导致色力的明显降低,其原因在于使每个颜料粒子均处于最佳状态,发挥其最高的色力,同时在印墨中起到分散剂的作用。

目前不仅使用以松香酸为主要成分的天然松香树脂,还采用具有松香骨骨架结构的各种改性松香,改性松香可以克服松香酸熔点低,对氧化剂比较敏感及贮存稳定性较差等缺点,例如在一定温度、压力下制得的二氢化或四氢化松香酸、二氢化松香的二聚体、脱氢松香酸、松香酸与顺丁烯二酸酐及多元醇反应生成的马来树脂以及酚醛树脂改性松香等皆为具有代表性的改性松香。

其中,四氢化松香酸具有更低的极性,由它实施表面处理的颜料尤其适用于胶版印墨,具有良好的印刷适用性和清晰的印刷效果。而当以二氢化与四氢化松香酸混合物进行表面处理时,可以进一步改进颜料的芳烃、醇介质中的分散性,适用于包装印墨。如果采用松香酸与顺丁烯二酸酐及多元醇反应生成的马来树脂对颜料进行表面处理,由于分子中含有三个羧酸基,使颜料粒子表面显示更高的极性,特别适用于制备水基印墨。

二、颜料衍生物表面处理工艺

有机颜料表面处理的各种方法,但颜料衍生物进行表面处理时可更牢固地附着于颜料粒子表面。颜料衍生物是将羧酸基磺酸基或叔胺基、松香或聚合物等官能团或取代基,直接地引入到颜料表面上并对颜料实施表面处理方法的总称。

颜料衍生物很少用作颜料用,主要用作为处理剂,与被处理的颜料(母体颜料)有相同的或相近似的颜料骨架,用量均为百分之几。颜料衍生物处理在非水系统,是以颜料的分散稳定化为目的;对酞菁类和稠环类颜料等难分散的颜料是尤为有效地处理方法。

为使颜料按需要进行改性,近年来广泛采用添加某些特定的颜料本身衍生物的表面处理工艺,其中尤以黄色偶氮颜料及酞菁颜料为最常用。

三、有机胺类表面处理工艺

由于脂肪胺化合物极性较高的氨基对于颜料分子的极性表面具有较大的亲和力,可吸附在颜料粒子表面上,另一端的长碳链(亲油性基团)伸向使用介质中,易被油基印墨介质所润湿。即使颜料具有更明显的亲油性,早期已发现在挤水转相过程中,有机胺盐的加入有助于颜料从水相向油相转移。通过有机胺的处理不仅可以增加颜料的亲油性,同时起到空位效应,阻止颜料粒子的聚集,改善其分散性,增加油墨的流动性。

四、超分散剂表面处理工艺

各类表面活性剂已广泛应用于水介质及非水介质中,以获得具有良好乳化、分散性能的体系。可以选用不同结构类型、不同HLB值的表面活性剂进行颜料的表面处理。依据在颜料粒子表面上的吸附作用,在水溶液介质体系中亲油性基团吸附在颜料粒子表面上,亲水性基团扩散到水介质中,并在粒子周围产生一个保护性壁垒。而在非极性体系中,亲水性基团吸附在颜料粒子表面上,疏水性基团被非水介质溶剂化,达到分散体系的稳定效果。

尽管经典的表面活性剂在水性体系中显示出明显的分散稳定作用,但在非水介质中的分散稳定作用远不及在水性介质中。主要是由于表面活性剂的亲水性基团在颜料粒子表面上的吸附能力不理想,存在一定程度的解吸附现象,导致分散体系粒子的聚集或沉淀,同时分子中亲油性基团的长度也不足以被彻底溶剂化,因此不能使颜料分散体系在各种非水介质中有效地稳定下来。

精彩推荐