专利名称：一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法
技术领域：
本发明属于酞菁蓝颜料的制备技术领域，尤其涉及一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的 生产方法。
背景技术：
酞青蓝是一种功能性颜料，主要包括有P.B15、Ρ·Β15:1、Ρ·Β15:2、Ρ·Β15:3、 Ρ.Β15:4、Ρ.Β15:6和铝酞菁几大系列。具有纯净、鲜艳的强红光色调，抗结晶、抗絮凝、耐热 稳定性能，主要应用在涂料、塑料、油墨、纺织色母粒、印花色浆等行业。该颜料属于同质异 晶化合物，基于晶格结构的不同，具有多种晶型，如α-晶型(酞菁蓝15，15:1，15:2)，β型 晶型(酞菁蓝15:3，15:4) ； γ晶型；ε晶型(酞菁蓝15:6) ； δ晶型五种晶型的酞菁蓝。 它们各自显示出不同的特性，如不同的色调与着色强度。α-晶型酞菁蓝分散在连结料中显 示红光蓝色，β型晶型则给出明显的绿光蓝色，Y晶型、δ晶型酞菁蓝色调介于α-晶型 和β型晶型二者之间，而其中的ε晶型酞菁蓝则给出最强的红光蓝色，抗结晶、抗絮凝、耐 热稳定性能更是其它产品所不能替代的，并具有特定的X射线衍射图谱。甲苯墨是溶剂墨的一种，广泛应用于纸张、塑料薄膜等包装物的印刷，用量很大， 对酞菁颜料的需求也与日俱增，但是由于甲苯墨使用甲苯作为溶剂来溶解树脂，加上甲苯 又是一种能力很强的有机溶剂，因此甲苯墨用酞菁颜料的要求很高，必须具备一定的耐溶 剂能力才能满足使用要求。通常以酞菁蓝15:4为主要甲苯墨用酞菁颜料。传统的酞菁蓝 15 4生产方法，主要以立式球磨法和捏合法为主，具体简述如下立式球磨法第一步以尿素、苯酐、亚铜、钼酸铵在烷基苯溶剂中高温合成粗品铜 酞菁缩合物，经过蒸馏分离烷基苯溶剂后，进行酸处理、过滤、洗水、烘干、粉碎，得粗品铜酞 菁；第二步，将上述粗品铜酞菁以及5%比例的铜酞菁衍生物加入到立式球磨机中，并加入 3-5倍粗品铜酞菁量的助磨剂及10-30%粗品铜酞菁量的二甲苯，于80°C球磨4-5小时，球 磨料再经除盐、酸煮、过滤洗水、烘干粉碎得酞菁蓝15:4。捏合法粗品铜酞菁、铜酞菁衍生物、无机盐、有机溶剂于捏合机中在70-110°C捏 合5-30小时，然后酸煮、过滤洗水、烘干粉碎得酞菁蓝15:4。从上述方法的简述中可看出，传统的酞菁蓝15:4生产工艺，流程较长，且消耗大 量原料，电能消耗也相当大，并且产生大量对环境有重要影响的污染物，COD排放相当严重， 与国家环保政策形成一定的抵触。
发明内容
本发明的目的是提供一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，该方法具有生产流 程短、成本低、对环境影响小的显著特点。本发明的另一个目的是提供一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，该方法生产 的甲苯墨用酞菁蓝15:4颜料在甲苯墨中的颜色、着色强度与传统方法制得的颜料相当，并 在粘度、光泽、透明度上有明显提高.
本发明是通过如下技术方案来实现的一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，其特征在于1)原材料的选择纯度98. 5%以上、游离铜IOOOppm以下的粗品铜酞菁，铜酞菁衍生物 式中m值范围为0. 2-1. 8，η值范围为0. 5-0. 9 ；2)工艺步骤(1)研磨将纯度彡98. 5%、游离铜含量彡IOOOppm的粗品铜酞菁及铜酞菁衍生 物加入到球磨机中球磨，球磨时间1-20小时，球磨温度120-160°C，制得α晶型含量为 30-45%的预活化酞菁；(2)除铁再利用磁性过滤器分离球磨过程中产生的铁质后，制得酞菁蓝15:4，所 述的磁性过滤器的摆布可以沿球磨机出料系统设多点进行布置。所述的研磨设备为100-15000L的卧式球磨机。所述的粗品铜酞菁，采用溶剂法生产工艺，是用尿素、苯酐、亚铜、钼酸铵在烷基苯 溶剂中于160-190°C高温缩合，然后利用蒸馏装置分离烷基苯溶剂，物料经酸煮除杂、过滤、 洗水、烘干粉碎而得。所述的铜酞菁衍生物添加量为粗品铜酞菁量的2-6%。本发明最明显的改进就是把传统工艺的众多生产工序，减化为一个工序进行处 理，处理后的产物可直接用于甲苯墨，不需再经其它繁琐的处理过程，生产成本大幅降低。 本发明产物主要应用于甲苯墨，用于其它领域的效果尚不清楚。本发明中所述甲苯墨主要 由颜料、树脂、溶剂所构成。油墨制备过程主要为配料、分散、调节粘度、刮单及检测。本发明使用的粗品铜酞菁，采用溶剂法生产工艺，主要生产过程为尿素、苯酐、亚 铜、钼酸铵在烷基苯溶剂中于160-190°C高温缩合，然后利用蒸馏装置分离烷基苯溶剂，物 料经酸煮除杂、过滤、洗水、烘干粉碎而得。具有颜色鲜明、纯度高(> 98. 5% )，游离铜含量 低IOOOppm)的特点。上述纯度检测方法为酸溶测定法，游离铜含量采用原子吸收法。本发明中使用卧式球磨机，内装合金钢球，钢球的作用主要有两点一是磨碎粗品 铜酞菁，使合成过程中的凝聚体得到充分解聚分散；另一个作用就是伴随筒体旋转，并上下 撞击，产生一定力量的剪切力，促使粗品铜酞菁由β晶型向α晶型发生转变，并协同球磨 温度、球磨时间的调整，获得符合要求的α晶型含量。本发明因钢球随筒体转动，上下撞击筒体，产生一定的钢球磨损，这种磨损直接导 致物料中的铁质超标，影响产品在甲苯墨中的使用性能，并会对印刷设备造成重大的伤害， 在生产中必须采取有效措施降低这种磨损或除去掺杂在物料中的铁质。因此本发明对钢球 材质的选择尤为慎重，既要有一定的硬度，也要具备相当高的强度要求，要保证经久耐磨。 同时本发明在系统中布置了多处磁性过滤器，主要是沿出料管路，保证能够将球磨过程中 带进物料的一些铁质降至允许范围之内，减少对产品应用设备的伤害程度。本发明控制球磨温度的方法可以为循环水冷却法，主要设备为循环水箱、循环水泵、管路系统及温度测量装置。当球磨刚开始时，机内温度较低，随着时间的不断加长，机内 钢球、物料不断撞击，机内温度逐步升高，当升至需控制温度时，开启循环水泵进行冷却水 循环，并根据实际测量的温度及时调节循环水流量，由此来控制球磨温度处于或控范围内。 同时经循环过的冷却水，获得了大量热能，可供其它耗能设备使用。本发明所使用的铜酞菁衍生物如下式所示 式中m值范围为0. 2-1. 8，n值范围为0. 5-0. 9，本发明优选m为0. 5，n为0. 8，以
获得最佳的应用性能。本发明方法中，如上式所示的铜酞菁衍生物是发明过程中的一个重 要助剂，其作用如下a、作为球磨过程中晶型转变控制剂，控制β晶型向α晶型转变的速 度及比例，与球磨温度、球磨时间的调整来共同获得规定范围内的α晶型含量。b、作为本 发明产物在甲苯墨应用中的抗结晶、抗絮凝助剂，提高本发明产物的耐溶剂性能，从而获得 优异的颜色、粘度和光泽，满足本发明产物达到甲苯墨使用的各项性能要求。立式球磨法、捏合法及本发明三种方法生产甲苯墨用酞菁蓝15:4在原料消耗、耗 能及产生三废情况的比较结果见下表 从上表中可看出，立式球磨法需要大量无水氯化钙、二甲苯及硫酸，捏合法也需大 量氯化钠、溶剂及盐酸；电能消耗也相当大，并且产生大量三废物。本发明比立式球磨法省 电85 %、比捏合法省电94. 6 %，且本发明不产生任何污染物。本发明与现有技术相比，有如下优点减化甲苯墨用酞菁蓝15:4的制备工艺流 程，该方法具有生产流程短、成本低、对环境影响小的显著特点。该方法生产的甲苯墨用酞 菁蓝15:4颜料在甲苯墨中的颜色、着色强度与传统方法制得的颜料相当，并在粘度、光泽、 透明度上有明显提高。
具体实施例方式现结合实施例对本发明作进一步描述本发明实施例使用的卧式球磨机，容积10000L，电机功率180kw，球磨机转速60r/ min,内装Φ 30mm的合金钢球，钢球装入量为23吨。
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实施例1 将IOOOkg纯度彡98. 5%，游离铜含量彡IOOOppm的粗品铜酞菁加入 到10000L卧式球磨机中，并加入原材料选择所示的铜酞菁衍生物30kg，开启球磨机进行球 磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在125士2°C，球磨12小时，制得含α晶型38%的 球磨产物。将该球磨产物通过磁性过滤器，除去球磨时产生的铁质，收集产物，制得酞菁蓝 15:4，1#样，该颜料平均粒径小于1 μ m。实施例2 将IOOOkg纯度彡98. 5%，游离铜含量彡IOOOppm的粗品铜酞菁加入 到10000L卧式球磨机中，并加入原材料选择所示的铜酞菁衍生物30kg，开启球磨机进行球 磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在135士2°C，球磨12小时，制得含α晶型35%的 球磨产物。将该球磨产物通过磁性过滤器，除去球磨时产生的铁质，收集产物，制得酞菁蓝 15 4，2#样，该颜料平均粒径小于1 μ m。实施例3 将IOOOkg纯度彡98. 5%，游离铜含量彡IOOOppm的粗品铜酞菁加入 到10000L卧式球磨机中，并加入原材料选择所示的铜酞菁衍生物30kg，开启球磨机进行球 磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在150士2°C，球磨12小时，制得含α晶型31%的 球磨产物。将该球磨产物通过磁性过滤器，除去球磨时产生的铁质，收集产物，制得酞菁蓝 15 4，3#样，该颜料平均粒径小于1 μ m。实施例4 将IOOOkg纯度彡98. 5%，游离铜含量彡IOOOppm的粗品铜酞菁加入 到10000L卧式球磨机中，并加入原材料选择所示的铜酞菁衍生物40kg，开启球磨机进行球 磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在140士2°C，球磨12小时，制得含α晶型33%的 球磨产物。将该球磨产物通过磁性过滤器，除去球磨时产生的铁质，收集产物，制得酞菁蓝 15 4，4#样，该颜料平均粒径小于1 μ m。实施例5 将IOOOkg纯度彡98. 5%，游离铜含量彡IOOOppm的粗品铜酞菁加入 到10000L卧式球磨机中，并加入原材料选择所示的铜酞菁衍生物50kg，开启球磨机进行球 磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在120士2°C，球磨12小时，制得含α晶型41%的 球磨产物。将该球磨产物通过磁性过滤器，除去球磨时产生的铁质，收集产物，制得酞菁蓝 15 4，5#样，该颜料平均粒径小于1 μ m。实施例6 将IOOOkg纯度彡98. 5%，游离铜含量彡IOOOppm的粗品铜酞菁加入 到10000L卧式球磨机中，并加入原材料选择所示的铜酞菁衍生物50kg，开启球磨机进行球 磨，并通过调节冷却水控制机内物料温度在160士2°C，球磨12小时，制得含α晶型30%的 球磨产物。将该球磨产物通过磁性过滤器，除去球磨时产生的铁质，收集产物，制得酞菁蓝 15 4，6#样，该颜料平均粒径小于1 μ m。对比例将IOkg粗品铜酞菁、如式1所示铜酞菁衍生物0. 5kg，35kg无水氯化钙 及1800ml 二甲苯加入到50L立式球磨机中，控制球磨机温度100°C，球磨5小时。球磨产 物用150kg水打浆搅拌2小时，过滤、洗水除尽氯化钙。滤饼加入至150kg5%的硫酸中，于 90-95°C保温搅拌5小时，物料过滤、洗水至中性，并过量洗水半小时，所得滤饼烘干粉碎， 得酞菁蓝15:4，A样。将上述实施例样品与对比例样品用红魔鬼分散机分散制备甲苯墨，并以A样为标 准比较颜色、着色强度、粘度、光泽及透明度。结果见下表 从上表可知，本发明产品与立磨法产品比较，颜色及着色强度上相当，粘度指标上 有所改进，而光泽、透明度指标上都有明显突破。 以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被 视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术 方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都 应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，其特征在于1)原材料的选择纯度98.5％以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁，铜酞菁衍生物式中m值范围为0.2-1.8，n值范围为0.5-0.9；2)工艺步骤(1)研磨将纯度≥98.5％、游离铜含量≤1000ppm的粗品铜酞菁及铜酞菁衍生物加入到球磨机中球磨，球磨时间1-20小时，球磨温度120-160℃，制得α晶型含量为30-45％的预活化酞菁；(2)除铁再利用磁性过滤器分离球磨过程中产生的铁质后，制得酞菁蓝15:4，所述的磁性过滤器的摆布可以沿球磨机出料系统设多点进行布置。F2009100274903C0000011.tif
2.根据权利要求1所述的一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，其特征在于所述的 研磨设备为100-15000L的卧式球磨机。
3.根据权利要求1或2所述的一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，其特征在于 所述的粗品铜酞菁，采用溶剂法生产工艺，是用尿素、苯酐、亚铜、钼酸铵在烷基苯溶剂中于 160-190°C高温缩合，然后利用蒸馏装置分离烷基苯溶剂，物料经酸煮除杂、过滤、洗水、烘 干粉碎而得。
4.根据权利要求1或2所述的一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，其特征在于所 述的铜酞菁衍生物添加量为粗品铜酞菁量的2-6%。
5.根据权利要求3所述的一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，其特征在于所述的 铜酞菁衍生物添加量为粗品铜酞菁量的2-6%。
全文摘要
本发明公开了一种甲苯墨用酞菁蓝15:4的生产方法，纯度98.5％以上、游离铜1000ppm以下的粗品铜酞菁，铜酞菁衍生物式中m值范围为0.2-1.8，n值范围为0.5-0.9；置于研磨设备中球磨，再利用磁性过滤器分离球磨过程中产生的铁质后，制得酞菁蓝15:4。该方法具有生产流程短、成本低、对环境影响小的显著特点；该方法生产的甲苯墨用酞菁蓝15:4颜料在甲苯墨中的颜色、着色强度与传统方法制得的颜料相当，并在粘度、光泽、透明度上有明显提高。
文档编号B03C1/00GK101880467SQ200910027490
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者刘小军, 朱建军, 杨汉洲, 毛顺明 申请人:江苏双乐化工颜料有限公司