無機(jī)—有機(jī)復(fù)合顏料的制備及性能研究.pdf

1、針對(duì)早期開發(fā)的有機(jī)顏料的遮蓋力、耐光性、耐熱性、耐溶劑性等比較差的缺點(diǎn),本文采用無機(jī)不透明物質(zhì)做“內(nèi)核”、有機(jī)顏料為顯色物來提高顏料的遮蓋力,降低成本,并采用γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Kh570)為固色劑、甲基丙烯酸甲酯做包覆材料進(jìn)行固色和包覆制備復(fù)合顏料,以提高有機(jī)顏料耐水、耐溶劑、耐候及耐酸堿性等。本文采用蒙西紅土作為顏料內(nèi)核,利用其大比表面積和硅烷偶聯(lián)劑(Kh570)優(yōu)良的結(jié)合性,將有機(jī)顏料甲苯胺紅P.R.3、耐曬黃10

2、G(P.Y.3)及有機(jī)顏料藍(lán)AR吸附于核的表層,以透光性良好的聚甲基丙烯酸甲酯為固色包覆材料制備復(fù)合顏料紅、黃、藍(lán)。蒙西紅土中含有一定量的Fe2O3和極少量有機(jī)物,為了使復(fù)合顏料的色光純正,應(yīng)對(duì)蒙西紅土進(jìn)行脫色增白處理。通過鹽酸除鐵、亞硫酸鈉增白可使蒙西紅土達(dá)到較高白度,消除紅土本身顏色對(duì)復(fù)合顏料的影響。在蒙西紅土20.00g、10％鹽酸加量50mL、酸處理溫度85℃、反應(yīng)時(shí)間2.0h的條件下脫色處理,可以得到白度為76.8%的脫色白土

3、。增白的適宜實(shí)驗(yàn)條件為:脫白白土20.00g、連二亞硫酸鈉0.80g、檸檬酸0.50g、去離子水100mL、反應(yīng)溫度75℃、反應(yīng)時(shí)間45min。通過脫色增白處理可以得到比表面積為187.20m2/g、平均粒徑為1092nm、白度為87.6%的增白白土。本文以有機(jī)顏料的利用率為考察目標(biāo),通過單因素實(shí)驗(yàn)法得到復(fù)合顏料紅和復(fù)合顏料藍(lán)的適宜制備條件。復(fù)合顏料紅的適宜制備條件為:增白白土3.00g,檸檬酸加量0.80g,改性溫度70~80℃,改性

4、2.0h后加入甲苯胺紅(P.R.3)0.80g,在70℃下恒溫0.5h。復(fù)合顏料藍(lán)的適宜制備條件除檸檬酸加量為0.60g、有機(jī)顏料藍(lán)用量為0.80g外,其他條件同復(fù)合顏料紅。復(fù)合顏料固色和包覆的適宜工藝條件為:硅烷偶聯(lián)劑加量0.25g,95%乙醇10mL,在70℃下攪拌1.0h后加入甲基丙烯酸甲酯0.60g、引發(fā)劑0.0040g,95%乙醇10mL,反應(yīng)2.0h,過濾并用95%乙醇洗滌濾餅,120℃干燥0.5h。通過正交實(shí)驗(yàn)法得到復(fù)合顏

5、料黃的適宜制備條件為:增白白土3.00g,檸檬酸加量0.60g,改性溫度80℃,改性2.0h后加入耐曬黃10G0.80g,在70℃下恒溫0.5h;固色和包覆的條件為:硅烷偶聯(lián)劑用量0.20g,95%乙醇10mL,在70℃下攪拌1.0h后加入甲基丙烯酸甲酯0.80g、引發(fā)劑0.0030g、95%乙醇10mL,反應(yīng)2.0h;過濾且用95%的乙醇洗滌濾餅,120℃干燥0.5h,得到有機(jī)顏料利用率為88.0%左右的復(fù)合顏料黃。在適宜條件下進(jìn)行4

6、次平行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性好。由分光光度法測(cè)得制備三種復(fù)合顏料時(shí),有機(jī)顏料利用率分別為98.4%,93.0%,88.0%。復(fù)合顏料在水中的固色率分別為99.15%,98.7%和99.6%。通過應(yīng)用實(shí)驗(yàn)可知,制得的復(fù)合顏料的吸油能力比較低,在耐酸堿性能、耐光照性能、耐氧化性能、耐水耐油性能、耐摩擦(干磨和濕磨)牢度和抗氧化性能上均比有機(jī)顏料有較大的提高。這些性能的提高是由復(fù)合顏料特殊的核-殼結(jié)構(gòu)提供的,即具有核-殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合顏料的應(yīng)用性能