专利名称：纤维和涂料着色用超微色浆及制备方法
技术领域：
本发明涉及纤维和涂料着色用超微色浆及其制备方法，属于精细化工中颜料的加工使用领域。
背景技术：
色浆的应用范围很广泛，可以作为着色剂应用于纤维(包括粘胶纤维、涤纶、腈纶等)、油漆、涂料等产品中。
在上述纤维中，以粘胶纤维为例说明超微色浆的应用。粘胶纤维是以天然纤维素为原料生产出的一种人造纤维，它具有手感柔软、吸湿透气、染色鲜艳、滑爽、垂悬性好、抗静电等优点，是天然纤维---棉花和蚕丝的最佳代用品。然而近些年来，受合成纤维的冲击和环保压力的双重影响，粘胶纤维的生存与发展受到了严重的威胁，迫切需要开发新工艺、增加新品种来促进粘胶纤维行业的发展。
粘胶纤维传统的着色方法是后染法，这种方法受多种条件影响，容易出现浮色、内外色差、色牢度差、耐气候性不好等问题，最为严重的是，染色法会产生大量的废水，对环境会造成严重污染，污水治理费用巨大，因此，粘胶纤维的原浆着色技术受到了足够的重视，取得巨大进展。原浆着色就是利用颜料色浆对粘胶纤维的原浆进行着色，然后抽丝，一次性制得有色纤维，这样就省去了后染色的步骤，既降低了着色成本，又避免的污水的产生，一举两得。另外，由于颜料的化学稳定性、耐气候性和色泽鲜艳度均优于染料，所以原浆着色法生产粘胶纤维比染色法更具有优势。除粘胶纤维外，涤纶、腈纶等也具有相同的问题。
另外，当前纤维的发展趋势是超细化、差别化和功能化。随着纤维纤度的下降，纤维的直径已从几十微米下降到十几甚至几微米。这样，就对原浆着色法有越来越高的要求，以杂质状态存在的颜料粒子的粒径，必须达到亚微米甚至纳米尺度才不会对纤维的力学性能产生明显的影响。这样细度的颜料，其团聚力十分巨大，用常规方法是无法生产出这样细度的色浆的。
在涂料领域，也面临这同样的问题。随着人们生活水平的提高，人们对于各种涂料的质量要求也日益提高。如用于室内装饰用的涂料，除了越来越高的环保要求外，还有色彩种类、特别是质量的提高。这些都对色浆的粒度和色浆内部颗粒的单分散性提出更高的要求。
而目前国内色浆的生产都是采用高搅、砂磨、球磨等分散手段，所制得的色浆颜料颗粒粗，一般粒径都在微米以上，颜料的粒度分布也不均匀，只能用在一些低中端产品上。在高端产品如细旦纤维和高级涂料用的所需要的超细色浆方面，则很少有人涉及。
本发明的目的就是适应这种客观的社会需要，利用先进的超微细化分散技术，开发出应用于纤维和涂料着色用的超微色浆，以满足社会的需求。
发明内容
本发明提供了一种实用的超微色浆的加工方法，并确定出这种色浆的工业化生产的配方和工艺条件。
本发明根据不同纤维和涂料的生产特点，色浆选用不同颜料作为着色剂，以水为分散介质，表面活性剂为助分散剂。其组分包括选用不同颜料作为着色剂含量为5-45份，水54.8-94.8份，表面活性剂0.2-3份。
为了使颜料的粒径达到细旦、超细旦纤维以及高档涂料的要求，色浆的加工方法采用传统的加工手段与高压液流超微分散手段相结合。其制法为将颜料、水、表面活性剂经过研磨和搅拌，利用50-250MPa的高压下产生的超音速和接近超音速的液流对其进行破碎，分散后制成。
本发明的优点与效果是，用该方法所生产出的色浆粒度小，可控在50-1000纳米之间，粒度分布窄，颗粒均匀，单分散性好，色泽鲜艳，着色力高，不易褪色，浆料稳定性，使用方便，工艺简短，生产效率高，可以进行工业化生产，可以满足各种规格纤维的原浆和涂料着色之用。
具体实施例方式实施例一选用15％(重量)的14号黄颜料、1％(重量)的阳离子表面活性剂，84％(重量)的去离子水，加入高速搅拌器中，分散30分钟，用100目筛网过滤，调节PH＝9，用高压液流超微方法细化分散两遍，分散压力为80MPa，分散方式为剪切式。再经325目过滤，即得到成品色浆。
实施例二选用20％(重量)的色素碳黑、2％(重量)的阳离子表面活性剂+非离子表面活性剂，78％(重量)的去离子水，加入球磨机中，分散20小时，用100目筛网过滤，调节PH＝9，用高压液流超微方法分散两遍，分散压力为100MPa，分散方式为剪切式。再经325目过滤，即得到成品色浆。
实施例三选用20％(重量)的色素碳黑、2％(重量)的阳离子表面活性剂+非离子表面活性剂，78％(重量)的去离子水，简单搅拌后，用100目筛网过滤，调节PH＝9，用高压液流超微方法破碎分散两遍，分散压力为150MPa，分散方式为碰撞式。再经325目过滤，即得到成品色浆。
实施例四选用20％(重量)的酞菁蓝153、2％(重量)的阳离子表面活性剂+非离子表面活性剂，78％(重量)的去离子水，加入砂磨机中，研磨分散两次后，用100目筛网过滤，调节PH＝9，用高压液流超微方法分散两遍，分散压力为100MPa，分散方式为剪切式。再经325目过滤，即得到成品色浆。
实施例五选用20％(重量)的酞菁蓝153、2％(重量)的阳离子表面活性剂+非离子表面活性剂，78％(重量)的去离子水，用高速搅拌分散30分钟，用100目筛网过滤，调节PH＝9，用高压液流超微方法分散两遍，分散压力为150MPa，分散方式为碰撞式。再经325目过滤，即得到成品色浆。
实施例五选用15％(重量)的BRN红颜料、1％(重量)的阳离子表面活性剂，84％(重量)的去离子水，用高速搅拌分散30分钟，用100目筛网过滤，调节PH＝9，用高压液流超微方法分散两遍，分散压力为150MPa，分散方式为碰撞式。再经325目过滤，即得到成品色浆。
用上述实施例所生产的色浆，经测定色牢度在7级以上(14号黄除外)，粒径在100-1000纳米之间，存放6个月无絮凝，无返粗，不分层，底部少量沉淀经搅拌即可恢复初始状态，对色浆整体性质无明显影响。所得色浆经某化纤集团试用，完全满足纤维的纺丝和后加工的条件，可以进行工业化推广。所得色浆经某建筑企业试用，完全满足在装饰领域的应用，可以进行工业化推广。
权利要求
1.一种用于纤维和涂料着色的超微色浆及其制备方法，其特征在于(1)超微色浆选用着色剂颜料、水、溶剂和表面活性剂；着色剂颜料为碳黑、红、黄、兰、绿等颜色的有机或无机颜料中的一种或者为其混合物，其组分为5-45份；水可以是一般的自来水，也可以是经过过滤处理的纯净水、蒸馏水或去离子水及其混合物，其组分为54.8-94.8份；表面活性剂为阴离子、阳离子和非离子表面活性剂中的一种或数种的混合物，其组分为0.2-3份；(2)制备方法可以分为粗色浆的制备和高压超微细化分散两个步骤制成，步骤一为粗色浆的制备，可以是球磨、砂磨、高速搅拌分散等方法中的一种或几种的组合；在步骤一的基础上，采用超高压液流冲击所产生的巨大剪切力，使液流中的颜料破碎规整为均匀的颗粒，同时或或者利用超高压产生的超音速或接近超音速的高速液流与固定的靶或者液流之间碰撞，从而达到颜料颗粒细化分散成均匀稳定的浆料；(3)制备方法也可以采用高压超微细化分散方法直接制成。
2.根据权利要求1所述的色浆，其特征在于，经过超微处理后的色浆的粒径为50-1000纳米。
3.根据权利要求1所述的色浆，其特征在于，经过超微处理后的色浆的粒径为150-800纳米。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中的高压或超高压的压力范围可以是50-250MPa。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中的高压或超高压的压力范围可以是50-120MPa。
6.根据权利要求1所述的应用领域，其纤维可以是5旦以上的普通纤维，也可以是细旦或超细旦纤维。
7.根据权利要求1所述的应用领域，其纤维可以是粘胶纤维，也可以是涤纶或腈纶纤维。
8.根据权利要求1所述的应用领域，其涂料，可以是水性涂料，也可以是非水性涂料。
全文摘要
本发明涉及纤维和涂料着色用超微色浆及其制备方法，属于精细化工中颜料的加工使用领域。本发明提供了一种实用的超微色浆的加工方法，并确定出这种色浆的工业化生产的配方和工艺条件，其组分包括选用不同颜料作为着色剂含量为5－45份，水54.8－94.8份，表面活性剂0.2－3份。其制法为将颜料、水、表面活性剂经过研磨和搅拌，利用50－250MPa的高压下产生的超音速和接近超音速的液流对其进行破碎，分散后制成。本发明的特点是所生产的色浆的颜料粒度小，可控制备，一般在50－1000纳米范围内；颗粒均匀；单分散性好。可以应用于各种规格纤维的原浆和涂料着色。
文档编号D01F1/10GK1493624SQ0214605
公开日2004年5月5日 申请日期2002年10月28日 优先权日2002年10月28日
发明者马孟周, 米鹤都, 陈海龙 申请人:北京华京五方实用纳米科技开发有限公司, 北京华京五方实用纳米科技开发有限公